ICARUS: Verhaltensbeobachtung von Tieren durch Minisender und Satelliten

1_ueberblick_icarus_mpiab_c_maxcine
© MPIAB_MaxCine

Ein satellitengestütztes System zur Beobachtung von Tieren soll bei der Erforschung von Infektionskrankheiten, der Vorhersage von Naturkatastrophen und dem Artenschutz helfen.

Autor Leonie Asendorpf, 30.07.20

Übersetzung Leonie Asendorpf:

Naturkatastrophen, Artensterben, Infektionskrankheiten – durch den Klimawandel und den massiven Eingriff des Menschen in die globale Natur- und Tierwelt werden diese Phänomene zu immer größeren Gefahren für unser gesamtes Ökosystem. Forschende weltweit arbeiten bereits an Lösungen für diese Herausforderungen. Ein Problem dabei: oftmals werden die erfassten Forschungsdaten nur lokal gespeichert, was einen Überblick über die gesamte Datenlage erschwert. Gerade in der aktuellen Pandemie zeigt sich jedoch, dass es in Zukunft immer wichtiger wird, genau dieses Wissen zu teilen, um international gegen Naturkatastrophen, Infektionskrankheiten und das Sterben zahlreicher Tier- und Pflanzenarten ankämpfen zu können.

Die internationale Kooperation ICARUS („International Cooperation for Animal Research Using Space“) will diese Wissenslücke nun schließen. Mit offen geteilten Daten über das Verhalten von Tieren und einem satellitengestützten System wollen die Forschenden die Bewältigung zukünftiger Herausforderungen erleichtern. Das Projekt wird von einer Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie (MPI Radolfzell/Konstanz) und der Universität Konstanz geleitet. Außerdem wird es von der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), sowie der Europäischen Weltraumbehörde ESA unterstützt.

Minisender schicken Beobachtungsdaten an die ISS

Für das Projekt werden Tiere weltweit mit Minisendern ausgerüstet. Diese schicken ihre Messdaten dann an die Internationale Raumstation ISS. Von hier gelangen die Daten an eine Bodenstation, von wo sie an die jeweiligen Forschungsteams geschickt werden. Die Sensoren selbst sind mit einem kleinen Solarpanel, einer Batterie und einer etwa 15cm-langen Antenne ausgestattet.

Während die Sender bei größeren Tieren wie Kühen oder Schafen in Ohrmarken (die sie meist ohnehin schon tragen) oder Halsbänder eingebaut werden, werden größere Vögel wie Störche mit einem Ring am Fuß und kleinere Tiere wie Fledermäuse mit einer Art Umhang versehen, an dem der Sensor befestigt ist. Die Lebensdauer der Tiere wird, laut Martin Wikelski, dem Leiter des ICARUS-Projektes am MPI, dabei nicht negativ beeinflusst. Wie können die Beobachtungsdaten aber nun konkret bei der Vorhersage von Naturkatastrophen oder der Erforschung ökologischer Veränderungen helfen?

Sensoren messen Temperatur, Luftdruck und Gesundheit der Tiere

Die Sensoren erheben verschiedene Daten. Zum einen wird, dort wo sich das jeweilige Tier gerade befindet, die Umwelt beobachtet, also die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und der Luftdruck gemessen. So können beispielsweise ökologische Veränderungen festgestellt werden. Zum anderen messen die Sensoren den physiologischen Zustand eines Tieres. Die erfassten Daten geben beispielsweise Auskunft über das Fressverhalten, die Schritte, die Körperlage oder den Gesundheitszustand eines Tieres.

Die gesammelten Daten sollen unter anderem einen Beitrag zum Artenschutz leisten. „Im Moment ist es so, dass wir nicht verstehen, wo die ganzen Tiere verlorengehen. In Europa haben wir beispielsweise 420 Millionen Singvögel verloren, also knapp 30 Prozent unserer Biomasse an Singvögeln. Hier ist es wahnsinnig wichtig für uns zu verstehen, wo es den Tieren noch gut ging und wo es Probleme gab“, erklärt Martin Wikelski, Direktor des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie, gegenüber RESET. Bei größeren Tieren wie Gazellen oder Nashörnern kann mit den Sendern zudem beispielsweise nachverfolgt werden, wo Wilderer illegal gejagt haben. Auch bei Fischen können die Forschenden mit der Besendung großer Fischschwärme erkennen, wo es beispielsweise zu Überfischung kommt.

Nicht nur für den Artenschutz, auch für die Beobachtung der Ausbreitungswege von Infektionskrankheiten ist die Tierbeobachtung essenziell. „Im Prinzip funktioniert das genauso wie eine Corona-App, nur für Tiere“, so Wikelski. Durch die Messung der Bewegungsmuster, die Interaktionen zwischen den Tieren und nachträgliche Antikörpertests im Labor könnte mit dieser Methode langfristig also die Ausbreitung von Infektionskrankheiten frühzeitig erkannt und kontrolliert werden.

„Biocaching“ mit Animal Tracker App

Eine weitere Methode, um das Verhalten von Tieren beobachten zu können bietet die Animal Tracker App. „Wenn wir mit Hilfe der Sender sehen, dass ein Tier tot ist, gehen wir entweder selbst dahin oder schicken die Position an die Animal Tracker App“, sagt Wikelski. Hobby-Tierbeobachter*innen oder Wissenschaftler*innen, die die App installiert haben, können das Tier dann fotografieren, den Sender entfernen und ihn an die Forschenden schicken. Eine neue Form von Geocaching bzw. „Biocaching“ also, mit der verhindert wird, dass die batteriehaltigen Sensoren in der Umwelt liegen bleiben. Außerdem können die im Sender gespeicherten Daten somit für eine komplette Auswertung über das Leben eines Tieres gespeichert und die Sender wiederverwendet werden. Die Nutzer*innen der App können darüber hinaus nicht nur zur Vergrößerung der Datenlage zur Verhaltensforschung beitragen, sondern auch in Echtzeit verfolgen, auf welchen Wegen sich mit Minisendern versehene Tiere weltweit bewegen.

Offene Datenbank Movebank: Das „Internet der Tiere“

Um die erhobenen Daten möglichst vielen Menschen zur Verfügung zu stellen, werden sie frei zugänglich auf der Datenbank Movebank veröffentlicht. „Die offene Datenbank hat massive Vorteile, da wir somit globale Vergleiche machen können“, berichtet Martin Wikelski. Denn: „Das Internet der Tiere kann es nur dann geben, wenn wir die Daten der ganzen Tiere zusammenschließen, offen machen und daraus lernen.“

© MPIAB_MaxCine Tracking-Daten aus der Movebank-Datenbank

Finanziert wird die Datenbank von der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Konstanz. Bei der Entwicklung gab es außerdem Unterstützung von der National Science Foundation, dem Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, der German Science Foundation und der NASA. Laut Website hat Movebank mittlerweile über 20.000 Nutzer*innen und Tausende Dateneigentümer von Universitäten, Regierungsbehörden und Forschungs- und Naturschutzgruppen weltweit. „Mit den Daten können wir zeigen, wie wichtig Tiere sind. Das ist dann auch das, was wir den Tieren im Gegenzug zurückgeben können“, so Wikelski.

Dieser Artikel ist Teil des Dosssiers „Satelliten und Drohnen – Wertvolle Helfer für eine nachhaltige Entwicklung“. Alle Artikel des Dossiers findest du hier: Dossier Satelliten und Drohnen

Das Dossier ist Teil der Projekt-Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), in deren Rahmen wir vier Dossiers über zwei Jahre zum Thema „Chancen und Potenziale der Digitalisierung für eine nachhaltige Entwicklung“ erstellen.


Mehr Informationen hier.

Künstliche Intelligenz und Satellitentechnologie helfen beim Aufspüren von Ozeanplastik

Um die Meere vom Plastikmüll befreien zu können, muss man diesen zunächst einmal finden. Nach neuen Forschungsergebnissen könnte dies mit einer Kombination von KI und Satellitentechnologie einfacher, günstiger und effektiver werden.

haiti_erdbeben
© GeoEye-1 data, processed by DLR
Data4Human: Hilfsorganisationen setzen auf Erdbeobachtung und Künstliche Intelligenz

Im Projekt „Data4Human“ arbeiten Forschende des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt an Datendiensten für Einsatzkräfte von humanitären Organisationen. Das Ziel: schnelle Informationen und präzise Entscheidungsgrundlagen.

Innovative Kameratechnik misst Vitalwerte gefährdeter Wildtiere aus sicherer Entfernung

Zur Erhaltung gefährdeter Arten ist es wichtig, ihren Gesundheitszustand zu überwachen, allerdings kann es schwierig sein, überhaupt nahe genug heranzukommen. Mit einer innovativen Kameratechnik könnte sich das Problem lösen lassen.

Schutz der Korallenriffe: Mit Sensortechnologie unter die Wellen schauen

Steigende CO2-Emissionen führen zur Erwärmung und Versauerung der Ozeane, was den Erhalt der Korallenriffe zunehmend bedroht. In der Dominikanischen Republik hilft eine Reihe luftgestützter Sensortechnologien bei der Kartierung und Überwachung der wichtigen Meeres-Ökosysteme.

Satellitentechnologie kann dabei helfen, das Geheimnis von Walstrandungen zu lösen

Satellitenbilder und KI könnten künftig gestrandete Wale schneller entdecken und so Forschenden helfen, die Ursachen für das Phänomen besser zu verstehen.

Crowdsourcing hilft bei Erdbebenüberwachung

Daten von Internetnutzenden können helfen, Erdbeben rascher als bisher zu lokalisieren.

Geofencing – Wildtierschutz ohne Zäune

Die NGO CLAWS setzt auf GPS-Halsbänder beim Wildtierschutz, um Kollisionen zwischen Löwenrudeln und menschlichen Siedlungen und Weideflächen zu verhindern.

©
Making Sense: Mit diesen Sensoren können Bürger*innen Umweltbelastungen aufdecken

 „Smart Cities“ sind in aller Munde – aber wer ist eigentlich verantwortlich für die Konzeption? Mithilfe von Open-Source-Sensoren können Bürger die intelligenten Städte der Zukunft mitgestalten.

Wie Satellitenhalsbänder für Elefanten helfen, Wilderer in Tansania zu stoppen

Eine Inititive des WWF Tansania und Selous Game Wildreservat will mit Satellitenhalsbändern die schwindende Elefantenpopulation in Tansania besser schützen.