Όταν ο καπνός από τις δασικές πυρκαγιές καλύπτει την ατμόσφαιρα, οι άνθρωποι μπορούν να περιορίσουν την έκθεσή τους παραμένοντας σε κλειστούς χώρους. Για τα άγρια ζώα, όμως, η προστασία από τα αιωρούμενα σωματίδια δεν είναι εξίσου εύκολη. Τα ζώα που ζουν σε απομακρυσμένες περιοχές συνεχίζουν να μετακινούνται, να αναζητούν τροφή και να αναπαράγονται μέσα σε ένα περιβάλλον που μπορεί να επιβαρύνεται για ημέρες ή ακόμη και εβδομάδες.
Παρά την αυξανόμενη συχνότητα και ένταση των πυρκαγιών, οι επιστήμονες γνωρίζουν ακόμη σχετικά λίγα για το πώς επηρεάζεται η υγεία και η συμπεριφορά της άγριας πανίδας από τον καπνό. Ερευνητές του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Κολοράντο ανέπτυξαν μια μικρή συσκευή παρακολούθησης της ποιότητας του αέρα, η οποία μπορεί να προσαρτηθεί στα περιλαίμια των ζώων και να καταγράφει την έκθεσή τους στον καπνό.
Η συσκευή, που ονομάζεται SmokeLogger, αποτελεί εργαλείο ανοιχτού κώδικα. Τα σχέδια και το λογισμικό της διατίθενται δωρεάν, επιτρέποντας σε ερευνητές από όλο τον κόσμο να κατασκευάσουν και να χρησιμοποιήσουν τις δικές τους μονάδες. Τα πρώτα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό «Methods in Ecology and Evolution».
SmokeLogger: πώς λειτουργεί η συσκευή
Ο SmokeLogger είναι ένας μικρός και οικονομικός αισθητήρας ποιότητας του αέρα, σχεδιασμένος για να τοποθετείται στα περιλαίμια μεσαίων και μεγάλων άγριων ζώων. Καταγράφει τη συγκέντρωση μικροσκοπικών αιωρούμενων σωματιδίων, γνωστών ως PM2.5, τα οποία έχουν διάμετρο έως 2,5 μικρόμετρα και μπορούν να εισχωρήσουν βαθιά στο αναπνευστικό σύστημα.
Τα PM2.5 συνδέονται με επιβαρύνσεις στην αναπνευστική και την καρδιαγγειακή υγεία. Η συσκευή χρησιμοποιεί έναν χαμηλού κόστους, εμπορικά διαθέσιμο αισθητήρα λέιζερ, παρόμοιο με εκείνους που χρησιμοποιούνται στο δίκτυο PurpleAir. Τροφοδοτείται με ηλιακή ενέργεια και αποθηκεύει τις μετρήσεις κάθε 30 λεπτά.
Η επιλογή της αποθήκευσης και όχι της άμεσης μετάδοσης των δεδομένων είναι πρακτική και οικονομικά αποδοτική. Η μετάδοση σε πραγματικό χρόνο θα απαιτούσε περισσότερη ενέργεια, θα μείωνε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και θα αύξανε το κόστος της συσκευής. Επιπλέον, στις απομακρυσμένες περιοχές όπου ζουν πολλά άγρια ζώα συχνά δεν υπάρχει επαρκής συνδεσιμότητα. Έτσι, οι ερευνητές ανακτούν τις πληροφορίες όταν συλλέγουν ξανά τα περιλαίμια.
Ο SmokeLogger μπορεί να συνδυαστεί με άλλα συστήματα παρακολούθησης, τα οποία καταγράφουν τη γεωγραφική θέση, τον καρδιακό ρυθμό και άλλες φυσιολογικές παραμέτρους των ζώων. Ο συνδυασμός όλων αυτών των δεδομένων επιτρέπει στους επιστήμονες να εξετάσουν όχι μόνο πόσο καπνό εισπνέει ένα ζώο, αλλά και πώς αντιδρά σε αυτόν.
Τι αποκαλύπτουν οι πρώτες μετρήσεις
Η αρχική εγκατάσταση των αισθητήρων σε ελάφια Mule Deer έδειξε ότι η ποιότητα του αέρα μπορεί να διαφέρει σημαντικά ακόμη και σε μικρές αποστάσεις. Οι μετρήσεις από τους αισθητήρες που έφεραν τα ζώα παρουσίασαν διαφορές έως και μία τάξη μεγέθους σε σύγκριση με τις μετρήσεις των πλησιέστερων σταθμών παρακολούθησης.
Το εύρημα αυτό υποδεικνύει ότι οι υφιστάμενοι σταθμοί ποιότητας του αέρα δεν αποτυπώνουν πάντοτε τις πραγματικές συνθήκες που αντιμετωπίζουν τα ζώα στο φυσικό τους περιβάλλον. Ένα ζώο μπορεί να κινείται σε μια περιοχή όπου η συγκέντρωση ρύπων είναι πολύ υψηλότερη ή χαμηλότερη από εκείνη που καταγράφεται σε έναν σταθμό αρκετά χιλιόμετρα μακριά.
Τα ελάφια που παρακολουθήθηκαν στο Κολοράντο και τη Γιούτα δεν εκτέθηκαν κατά τη συγκεκριμένη περίοδο σε ανθυγιεινά επίπεδα καπνού από δασικές πυρκαγιές. Ωστόσο, οι δοκιμές απέδειξαν ότι ο αισθητήρας είναι αρκετά ευαίσθητος ώστε να καταγράφει ακόμη και μικρές αυξήσεις της ατμοσφαιρικής ρύπανσης από την κυκλοφορία οχημάτων. Αυτό παρατηρήθηκε σε ελάφια που ζούσαν κοντά σε αστικές περιοχές.
Από τη συμπεριφορά των ζώων στην προστασία της άγριας ζωής
Οι ερευνητές ενδιαφέρονται ιδιαίτερα να διαπιστώσουν πώς προσαρμόζουν τα ζώα τη συμπεριφορά τους όταν εκτίθενται σε υψηλές συγκεντρώσεις καπνού. Μπορεί να μετακινούνται σε διαφορετικές περιοχές, να αναζητούν καταφύγιο σε πυκνότερη βλάστηση ή να μειώνουν τη δραστηριότητά τους. Είναι επίσης πιθανό να αλλάζουν τις ώρες κατά τις οποίες αναζητούν τροφή ή να περιορίζουν τις μετακινήσεις τους.
Η ερευνητική ομάδα συνεργάζεται με επιστήμονες από διάφορες περιοχές των δυτικών Ηνωμένων Πολιτειών και ενσωματώνει τις συσκευές σε μελέτες που παρακολουθούν πούμα, ελάφια και άλκες. Παράλληλα, αισθητήρες έχουν τοποθετηθεί στον βιότοπο του απειλούμενου με εξαφάνιση Sierra Nevada fisher, ενός μικρού θηλαστικού που συγγενεύει με τις νυφίτσες. Οι μετρήσεις αυτές αναμένεται να προσφέρουν λεπτομερέστερη εικόνα για την ποιότητα του αέρα στις περιοχές όπου ζει το είδος.
Η παρακολούθηση της έκθεσης των ζώων μπορεί να συμβάλει στον καλύτερο σχεδιασμό μέτρων διατήρησης. Παράλληλα, μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να αξιολογήσουν αν ο καπνός επηρεάζει την αναπαραγωγή, την εύρεση τροφής, τη φυσική κατάσταση ή την επιβίωση συγκεκριμένων ειδών.
Ο ρόλος του SmokeLogger στη διαχείριση των δασών
Η καλύτερη κατανόηση της σχέσης ανάμεσα στις πυρκαγιές, τον καπνό και την άγρια πανίδα μπορεί να βελτιώσει και τη διαχείριση των δασών. Οι ελεγχόμενες ή προδιαγεγραμμένες καύσεις αποτελούν σημαντικό εργαλείο για τη μείωση της συσσώρευσης καύσιμης ύλης και τον περιορισμό του κινδύνου μεγάλων πυρκαγιών.
Ωστόσο, ο χρόνος και η ένταση μιας ελεγχόμενης καύσης πρέπει να σχεδιάζονται προσεκτικά, ώστε να περιορίζονται οι επιπτώσεις στα ζώα. Τα δεδομένα του SmokeLogger μπορούν να δείξουν πότε και σε ποιες περιοχές η έκθεση στον καπνό είναι μικρότερη, βοηθώντας τους υπεύθυνους να προγραμματίζουν τις καύσεις με τρόπο ασφαλέστερο για την άγρια πανίδα.
Το κόστος κατασκευής κάθε συσκευής υπολογίζεται περίπου στα 100 δολάρια, γεγονός που την καθιστά προσβάσιμη σε ερευνητικές ομάδες με περιορισμένους πόρους. Με την ελεύθερη διάθεση του σχεδιασμού και του λογισμικού, ο SmokeLogger μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διαφορετικά οικοσυστήματα και για πολλά είδη ζώων.
Καθώς οι δασικές πυρκαγιές γίνονται συχνότερες, μεγαλύτερες και εντονότερες, η ανάγκη για αξιόπιστα δεδομένα γίνεται ολοένα πιο επιτακτική. Ο SmokeLogger προσφέρει μια νέα οπτική, καταγράφοντας την ποιότητα του αέρα όχι μόνο από σταθερούς σταθμούς, αλλά από την ίδια την καθημερινή διαδρομή των άγριων ζώων. Με αυτόν τον τρόπο, η συσκευή μπορεί να συμβάλει ουσιαστικά στην κατανόηση του αντίκτυπου του καπνού και στη διαμόρφωση αποτελεσματικότερων πολιτικών προστασίας της άγριας ζωής.
