Etiqueta de bioregistro mide la velocidad, la temperatura, la presión y el movimiento del animal
Al igual que un reloj inteligente puede decirle a su usuario cuántas calorías consume durante el ejercicio, los datos de los dispositivos portátiles de delfines se pueden usar ahora para estimar cuánta energía usan los delfines cuando nadan.
Ingenieros de la Universidad de Michigan (U-M), en colaboración con especialistas en mamíferos marinos de Dolphin Quest Oahu, han liderado el desarrollo de sensores portátiles para mamíferos marinos para monitorear el movimiento y el comportamiento a fin de mejorar los esfuerzos de conservación marina para estos animales.
Los delfines y otras criaturas marinas se ven afectados por las perturbaciones humanas en su hábitat, incluido el cambio climático, la sobrepesca, la contaminación acústica del transporte marítimo, la construcción, la exploración petrolera y la actividad del sonar de la marina. Estos tipos de perturbaciones pueden interrumpir importantes comportamientos de los animales, como la búsqueda de peces y la socialización, pero es difícil medir las perturbaciones porque los animales viven bajo el agua.
Los dispositivos muy similares a los rastreadores de actividad física utilizados por los humanos, conocidos como etiquetas de bioregistro, se utilizan en la investigación biológica, pero ha sido un desafío estimar el costo energético de la natación. Ahora, con etiquetas de registro biológico personalizadas hechas en colaboración con Loggerhead Instruments, la Institución Oceanográfica Woods Hole en Massachusetts y la Universidad de Aarhus en Dinamarca, los ingenieros de Michigan pueden medir el movimiento de los animales durante miles de brazadas mientras nadan.
Imagen: Una vista de la laguna en Dolphin Quest Oahu donde los animales nadaban con las etiquetas de registro biológico. Crédito de la imagen: Alex Shorter, Universidad de Michigan
"Nuestro objetivo es usar datos de etiquetas para estimar los eventos de alimentación, cuántos peces se consumieron durante un día, y conectarlos con las estimaciones de cuánta energía usan los delfines durante el movimiento requerido para atrapar esos peces", dijo Alex Shorter, profesor asistente de ingeniería mecánica de la U-M y autor principal de un artículo en el Journal of Experimental Biology. "Esto es importante para la conservación porque podemos usar nuestro enfoque para estimar los costos energéticos cuando se molesta a estos animales".
En su nuevo trabajo, los investigadores pudieron desarrollar estimaciones del costo energético a partir de datos de etiquetas al trabajar con sus colaboradores humanos y animales en Dolphin Quest. En este entorno único, los investigadores pudieron realizar pruebas de natación repetibles en un rango de velocidades de múltiples animales para generar los datos necesarios para estimar cuánta energía usaban los animales mientras nadaban. Los especialistas en mamíferos marinos entrenaron a los delfines para usar el rastreador durante las pruebas de vuelta y los períodos de nado libre.
La etiqueta se encuentra entre el orificio nasal y la aleta dorsal del delfín, unida con ventosas, donde mide de forma no invasiva la velocidad, la temperatura, la presión y el movimiento. Seis delfines participaron en el trabajo y, al igual que la recopilación de datos con humanos, los animales tenían la libertad de negarse a participar en el trabajo en cualquier momento.
Durante las pruebas de vuelta prescritas, los animales partieron del reposo en un muelle flotante y nadaron una vuelta de 80 metros bajo el agua alrededor de uno de los especialistas en mamíferos marinos y de regreso al muelle a velocidades de hasta 21 kilómetros por hora. Durante la natación libre, en la que los delfines no recibieron instrucciones, las etiquetas rastrearon el movimiento durante períodos que oscilaron entre 9,5 y 24 horas.
Uno de los delfines rastreados durante un período de 24 horas nadó más de 70 kilómetros, y estos datos se utilizaron para un estudio de caso de la actividad diaria y el costo energético de un delfín mular. Es importante destacar que estos hallazgos pueden extenderse a datos de etiquetas de animales en la naturaleza.
Imagen: Un delfín respirando durante una tarea de natación prescrita. Se muestra a un especialista en mamíferos marinos de Dolphin Quest trabajando con el animal durante la tarea. Crédito de la imagen: Alex Shorter, Universidad de Michigan
"Nuestro método basado en etiquetas es universalmente aplicable tanto a animales en entornos manejados como salvajes, y puede conducir a una gran cantidad de nuevas investigaciones para monitorear el bienestar físico de las poblaciones de delfines, lo que a su vez informará cómo nosotros, como humanos, estamos afectando sus patrones de viaje, los requisitos de alimentación y la vida en general”, dijo Joaquín Gabaldón, investigador postdoctoral en robótica y primer autor del estudio.
"Desde una perspectiva tecnológica, esperamos que otros investigadores vean el potencial de la detección de velocidad en la etiqueta dedicada y busquen el desarrollo de sensores de velocidad más adaptables para permitir el monitoreo energético para una variedad más amplia de animales marinos", dijo Gabaldon.
Este trabajo encaja con dos de los otros proyectos de Shorter relacionados con la conservación de delfines. Él y Bogdan Popa, profesor asistente de ingeniería mecánica de la U-M, están estudiando cómo los delfines usan la ecolocalización para capturar peces y obtener imágenes de su entorno. Además, el trabajo actual liderado por investigadores de la Universidad de Duke y la Fundación Oceanogràfic de Valencia, en colaboración con Dolphin Quest, busca estimar la energía utilizada durante la natación midiendo el movimiento y el consumo de oxígeno.
La investigación se ha publicado en Journal of Experimental Biology: Tag-based estimates of bottlenose dolphin swimming behavior and energetics
