Műholdas nyomkövetők használhatósága édesvízi halak mozgási mintázatának vizsgálatában

MOZSÁR Attila¹, VITÁL Zoltán^1,2, JÓZSA Vilmos¹

¹Nemzeti Agrárkutatási és Innovációs Központ, Halászati Kutatóintézet, Szarvas
²Ökológiai Kutatóközpont, Balatoni Limnológiai Intézet, Tihany

Kivonat

Bevezetés

Az állatok nyomkövetéséhez kezdetben passzív jeleket használtak, melyek segítségével a visszafogás vagy megfigyelés alapján következtettek a mozgási mintázatokra. Egyszerűségének köszönhetően mind a mai napig széles körben alkalmazott módja a nyomkövetésnek. Hátránya, hogy általában csak durva időléptékben képes rekonstruálni az állat mozgását. A finom idő- és térléptékű nyomkövetést a rádiós kommunikáció (Kays et al. 2015) valamint az akusztikus helymeghatározó technológiák (Donaldson et al. 2014) tették lehetővé. Ez utóbbi főleg édesvízi környezetben terjedt el. Ezek hátránya, hogy a nyomkövetés véges hatósugarú vevőegységek telepítését igényli (lásd: Colborne et al. 2019). A rádió- és akusztikus telemetria előtt álló térbeli korlátokat már csak a műholdas helyzetmeghatározó rendszerek voltak képesek ledönteni. A műholdas jeladók fejlődésével, méretük csökkenésével már az állatokra erősíthető jeladóként szolgálhattak és a nyomkövetés tér és időbeli korlátok nélkül történhetett. Ennek megfelelően kontinenseken átívelő vándorlási útvonalakat térképezhettek fel.

Mivel a műholdas helyzetmeghatározás – a jelenlegi technológiai lehetőségek szerint – víz alatt nem lehetséges, a vízi élőlények esetében ennek felhasználhatósága nagyon szűk tartományban mozog. Leginkább a tüdővel lélegző tengeri állatok esetében használható sikeresen, hiszen ezek az állatok (pl.: teknősök, cetek) légvételhez feljönnek a felszínre, lehetőséget kínálva a jeladónak a műholdas kommunikációra (Hussey et al. 2015). Emellett nagytestű, felszín közelében mozgó tengeri halak vizsgálatára használták ezt a technológiát (Block et al. 2005, Cermeño et al. 2015).

A műholdas telemetriához azok a vízi állatok alkalmasak, melyek elég nagytestűek egy jeladó vontatásához, idejük jelentős részében a felszín közelében tartózkodnak, nyílt vízi életmódot folytatnak és kerülik a szűkös helyeket. Az előhelynek is meg kell felelnie különféle elvárásoknak, mégpedig kellően nagynak kell lennie ahhoz, hogy a jól bevált akusztikus jeladók helyett megérje a műholdas technológia használata, valamint akadóktól, a jeladó fel- illetve megakadására alkalmas tereptárgyaktól menetesnek kell lennie. Ezek a feltételek igen kevés édesvízi halfaj és élőhely esetében teljesülnek, így édesvízi halak nyomkövetésében nem terjed el a műholdas helymeghatározáson alapúló technológia.

A balatoni busa (Hypophthalmichthys spp.) állomány minden szempontból megfelel a műholdas nyomkövetés kritériumainak, így kiváló modellként szolgál a módszer édesvízi körülményekhez történő adaptálására. Emellett, a világszinten is komoly ökológiai és gazdasági kockázatot jelentő (Cooke et al. 2009) inváziós busa fajok ökológiájának (pl.: diszperziós képesség, élőhelyhasználat) megértése szempontjából is egyedülálló lehetőséget kínál a műholdas nyomkövetés. Vizsgálatunk első évében a módszer alkalmazhatóságára fókuszáltunk.

Anyag és módszer

Munkánk során a Wildlife Computers SPOT-253 (Seattle, WA, USA) típusú jeladóit használtuk, melyek helymeghatározáshoz az Argos műholdrendszert használják, pontosságuk 350 m. A precízen kiegyensúlyozott felúszó jeladó áramvonalas formájával a lehető legkevesebb terhet ró a jelölt állat számára. Beállítástól függően az akkumulátor kapacitás az egy évet is meghaladhatja.

A jeladó kommunikációs beállításaira vonatkozóan korábbi eredményekre nem támaszkodhattunk, így a biztos helymeghatározást és az akkumulátor élettartamát figyelembe véve egy kompromisszumos kísérleti beállítás mellett döntöttünk. A jelsugárzást hatórás időintervallumokra osztottuk és az egyes intervallumokra maximalizáltuk a kommunikációs próbálkozások számát (100 kommunikációs próbálkozás / 6 óra). A 100 próbálkozás már feltételezhetően eredményez 2-3 jó minőségű helyadatot, a hatórás intervallumokkal pedig naponta négy alkalmat adunk a jeladónak ezen 2-3 helyadat előállítására.

A gyűjtés kopoltyúhálós módszerrel (330 méter, 12 cm-es szembőség) történt a Balaton Siófoki-medencéjében, a halakat a fogás észlelését követően azonnal szabadítottuk, majd 60 ppm töménységű MS-222 oldatban altattuk. A jeladót egy hámon rögzítettük, amit a hátúszú előtt varrtunk fel. A könnyebb felúszás és kommunikáció érdekében a jeladókat 30-40 cm-es plusz drótkötéllel rögzítettük.

1. táblázat A jelölés első évének tapasztalatai.

Eredmények és következtetések

A vizsgálat első évében összesen 22 jeladót helyeztünk fel. A jelölt halak teljes testhossza 90 és 125 cm között változott. Összesen 1115 helyadatot gyűjtöttünk (1. táblázat); 88 olyan nap volt, amikor legalább egy helyadatot kaptunk, halanként átlagosan 4-5 adatot naponta. Halanként átlagosan 50 helyadatot szolgáltattak a jeladók. Az eloszlás azonban nagyon heterogén volt. Egyes jeladók soha nem kommunikáltak, míg mások több mint 100 helyadatot szolgáltattak. A jeladók megtartásában is igen nagy különbségek voltak, kéthetes átlag mellett közel két hónap és a néhány nap között változott.

A jeladókhoz egy kis műanyag táblát rögzítettük egy értesítési telefonszámmal. Ennek köszönhetően a halakról leszakadt jeldók közel fele visszakerült hozzánk, melyek így újra felhelyezhetőek. A megtalálók feltétlen együttműködése és segítőkészsége nagyban hozzájárult jelen és az ehhez hasonló vizsgálatok sikerességéhez. A halak mozgási aktivitásában is jelentős különbségeket figyeltünk meg (1. ábra). A halak egy része nem hagyta el a Siófoki-medencét (1. ábra a). Több egyed azonban komoly távolságokat tett meg a jelölést követő néhány napban (1. ábra b). A jelenlegi eredmények birtokában nem jelenthetjük ki bizonyosan, hogy ez fajra jellemző vagy a jelölés okozta stressz által kiváltott viselkedés (Hoolihan et al. 2011). A helyadatok alapján a megjelölt egyedek a parthoz közelebbi, mélyebb vizeket részesítik előnyben.

A megtalálók, egy eset kivételével nem az elhullott halon találták meg a jeladókat. Ez rámutatott, hogy a jelenleg alkalmazott rögzítés teherbírása nem elegendő a jeladók tartós rögzítésére. A döntő mértékben nyílt vízfelülettel rendelkező Balatonon is számolni kell a jeladók elakadásával. Ennek elkerülése érdekében a továbbiakban 1 mm-es acélhuzallal rögzített, rozsdamentes acélból készült hámokat használunk.

A helyadatok időbeni eloszlása mozaikos, amiből arra következtethetünk, hogy a busák csak időszakosan tartózkodnak a vízfelszín közelében. Ezekben az időszakokban nagy mennyiségű és jó minőségű helyadatot szolgáltattak a jeladók, ami azt mutatja, hogy a busák ekkor a vízfelszín közvetlen közelében tartózkodtak. A nagy mennyiségű helyadat azt mutatja, hogy a hatórás időtartamra megadott kommunikációs próbálkozások száma (jelenleg 100) csökkenthető, így lehetőség nyílik az akkumulátor élettartamának csökkentése nélkül hosszabb távú vagy finomabb időléptékű nyomkövetésre. Ha megtartjuk a hatórás időintervallumokat és 50-re csökkentjük a próbálkozások számát, az – a jeladó akkumulátorát kímélve – kétszer olyan hosszú távú nyomkövetést tesz lehetővé. Ha 50 próbálkozást állítunk be, de háromórás intervallumokra az kétszer annyi helyadatot, így finomabb léptékű nyomkövetést eredményez. A 4-5 helyadat/nap/hal elegendő a statisztikai értékeléshez, így a nyomkövetés időtartamának növelésével emelhető a felmérés tudományos értéke. Ez megerősíti a rögzítés stabilitásának szükségességét.

Összefoglalás

Az édesvízi halak mérete, életmódja és az élőhelyeik környezeti feltételei általában nem alkalmasak műholdas nyomkövetésre. A balatoni busa állomány azonban a busák testmérete és életmódja, valamint a Balaton mérete, akadóktól mentes, nyíltvízi jellege lehetővé teszi a műholdas nyomkövetés alkalmazását. A vizsgálatunk során kísérletet tettünk a műholdas nyomkövetés édesvízi körülményekhez történő adaptálására, ami egyedülálló lehetőséget biztosít az inváziós busa fajok élőhelyhasználatának és diszperziós képességeinek megismerésére. A felmérés során 22 db nagytestű (TL > 95 cm) busára helyeztünk fel Argos rendszerű SPOT-253 jeladót. Az eredmények alapján a busa fajok alkalmasak a műholdas nyomkövetésre, ami a faj elleni védekezésben (gyérítésben) is új lehetőségeket nyit meg. A vizsgálatunk több ponton rávilágít az alkalmazott módszerek gyenge pontjaira. Az első év tanulsága szerint a rögzítés során a lehető legbiztosabb megoldásokat és legerősebb anyagokat kell alkalmazni. A busák időszakosan, de akkor tartósan tartózkodnak a vízfelszín közelében, ami lehetővé teszi, hogy kis számú kommunikációs próbálkozás mellett alkalmazzuk a jeladókat, megnövelve az akkumulátoruk élettartamát.

1. ábra A busák mozgási aktivitásában mutatkozó különbségek szemléltetése. Mindkét ábra egy-egy hal helyadatait mutatja. (a) április 04. és május 24. közötti gyűjtött adatok (b) június 10. és 28. között gyűjtött adatok.

Kulcsszavak: busa, Hypophthalmichthys, Balaton, Argos

Köszönetnyilvánítás

A szerzők kiemelt köszönetet mondanak Duane C. Chapman-nek, aki nélkül a munka nem jöhetett volna létre. Köszönettel tartozunk továbbá, Dobos Géza, Joel W. Yeager, Boros Gergely, Nagy Gábor és Fazekas Dorottya segítségéért. Értékes tanácsaiért köszönet illeti: Torma Pétert, Tóth Viktort és Sály Pétert. A jeladók megtalálóinak köszönjük a példátlan segítőkészséget! A vizsgálatot a GINOP-2.3.2-15-2016-00004 projekt támogatta.

Irodalomjegyzék

Block B.A., Teo S.L.H., Walli A., Boustany A., Stokesbury M.J.W., Farwell C.J., Weng K.C., Dewar H., Williams T.D. 2005. Electronic tagging and population structure of Atlantic bluefin tuna. Nature 434, 1121-1127.

Cermeño P., Quílez-Badia G., Ospina-Alvarez A., Sainz-Trápaga S., Boustany A.M., Seitz A.C., Tudela S., Block A.B. 2015. Electronic Tagging of Atlantic Bluefin Tuna (Thunnus thynnus, L.) Reveals Habitat Use and Behaviors in the Mediterranean Sea. PLoS ONE 10(2): e0116638.

Colborne S.F., Hondorp D.W., Holbrook C.M., Lowe M.R., Boase J.C., Chiotti J.A., Wills T.C., Roseman E.F., Krueger C.C. 2019. Sequence analysis and acoustic tracking of individual lake sturgeon identify multiple patterns of river–lake habitat use. Ecosphere 10 (12): e02983

Cooke S.L., Hill W.R., Meyer K.P. 2009. Feeding at different plankton densities alters invasive bighead carp (Hypophthalmichthys nobilis) growth and zooplankton species composition. Hydrobiologia 625, 185-193.

Donaldson M.R., Hinch S.G., Suski C.D., Fisk A.T., Heupel M.R., Cooke S.J. 2014. Making connections in aquatic ecosystems with acoustic telemetry monitoring. Frontiers in Ecology and Environment 12, 565-573.

Hoolihan J.P., Luo J., Abascal F.J., Campana S.E., De Metrio G., Dewar H., Domeier M.L., Howey L.A., Lutcavage M.E., Musyl M.K., Neilson J.D., Orbesen E.S., Prince E.D., Rooker J.R. 2011. Evaluating post-release behaviour modification in large pelagic fish deployed with pop-up satellite archival tags. ICES Journal of Marine Science 68(5), 880-889.

Hussey N.E., Kessel S.T., Aarestrup K., Cooke S.J., Cowley P.D., Fisk A.T., Harcourt R.G., Holland K.N., Iverson S.J., Kocik J.F., Flemming J.E.M., Whoriskey F.G. 2015. Aquatic animal telemetry: A panoramic window into the underwater world. Science 848(6240):1255642

Kays R., Crofoot M.C., Jetz W., Wikelski M. 2015. Terrestrial animal tracking as an eye on life and planet. Science 348(6240):aaa2478