Hayvan Hareketleri Çalışmasında Pasif Bütünleşik Transponder (PBT) Etiketler

Pasif Bütünleşik Transponder (PBT) (Ç.N. Transponder: Telekomünikasyonda, belirli bir alış işaretine otomatik olarak tepki veren ve belirlenmiş bir mesajı gönderen alıcı verici düzeni.) etiketler, güvenilir bir hayat boyu ‘barkod’ hizmeti vermek suretiyle, tek tek organizmaları izlemekte bilim insanlarına yardımcı oluyor.

Hayvan göçünü anlamanın önemli bir boyutu, zaman ve mekân boyunca tek tek hayvanları tanıma ve izleme yeteneğidir (Boarman ve ark. 1998). Onlarca yıllık bir süreç sonucunda ulaştığımız teknolojik gelişmeler, bizlere, bir nesil önce "akıl almaz" olarak nitelendirilebilecek bir şekilde , hayvanları dijital olarak izleme imkânı veriyor. Radyo ve uydu telemetrisinin (Ç.N. Telemetri: Bir sistemin uzaktan izlenmesi.) hayvan hareketleri konusunda birçok şeyi açığa çıkarmasına karşın pil gerektiriyor olması bu imkânı sınırlar; kullanılan pilin ağırlığı izlenecek hayvanın boyutuna bir üst sınır koyar (Roussel ve ark. 2000).

Harici etiketler de (ör. kulak ve bacak halkaları, kılçık etiketler, boya işaretleri, pulların kırpılması) hayvan takibini kolaylaştırmıştır. Bunların maliyeti görece avantajlıdır, ancak harici olmaları kaybolma, çizilme, tekrar bulunduğunda okunamayacak durumda olma ve okunma sırasında insan hatasına maruz kalma konusunda bu etiketler için zaaf oluşturur (Gibbons & Andrews 2004). Ayıbalıkları (Mirounga leonina) gibi hayvanlarda kullanılan dağlayarak damgalama ise sıklıkla hayvanlara acı çektirir, bu bakımdan insanlık dışı bir yöntem olarak değerlendirilir (Galimberti & Sanvito 2000). Bu durumda, bir hayvanı yıllar boyunca tanımlayarak takip etmek isterseniz ne yapmanız gerekir? Bu yazıda biz, hayvan hareketlerini inceleme konusunda pasif bütünleşik transponder etiketlemenin kullanımını, faydalarını ve sınırlarını gözden geçireceğiz.

Dahili Tanımlama Etiketleri

Dahili PBT etiketlerin kullanımı 1980’lerin ortalarında bilim insanlarının balık hareketlerini incelemeleri sırasında başlamıştır. O zamandan günümüze kadar ise memelilerin, amfibiklerin, sürüngenlerin, kuşların ve omurgasız hayvanların hareketlerini de içerecek şekilde kullanımı genişlemiştir (Gibbons & Andrews 2004). PBT etiketler aynı zamanda veterinerler tarafından evcil hayvanları tanımlamak için ve çiftlik hayvanları ile hayvanat bahçesindeki hayvanları izlemek için de kullanılmaktadır. PBT etiket bir entegre devre çipi, kapasitör ve cam kaplamalı bir anten bobini içerir (Roussel ve ark. 2000). PBT etiketler, incelenen hayvana bağlı olarak boyut ve şekil bakımından değişkenlik gösterir. Genel olarak bu etiketler yaklaşık 8-32 mm uzunluğunda ve 1-4 mm çapında bir silindir şeklinde olmakla birlikte bazen de disk şeklinde olabilirler. Bir PBT etiket özünde, belirli bir hayvana özgü yaşam boyu bir barkoddur, insanlardaki sosyal güvenlik numarasına (Ç.N. Ülkemiz için TC Kimlik no gibi) benzer ve taranabildiği ölçüde de bir parmak izi kadar güvenilirdir (Gibbons & Andrews 2004). PBT etiketler aktive edilene kadar uyku modundadır, bu yüzden kullanım süreleri boyunca dahili  bir enerji kaynağı gerektirmezler. Etiketi aktive etmek için, yakın mesafe elektromanyetik alan üreten bir tarama cihazı tarafından düşük frekanslı radyo dalgası yayınlanır. Bu gerçekleştiğinde, etiket, okuyucuya tekrarlanmayan bir alfanumerik kod gönderir (Keck 1994). Bahsedilen tarayıcılar elde taşınabilen, portatif, pille çalışan şekilde ya da otomatik tarama yapmak için kullanılan sabit, otomatik modeller şeklinde mevcuttur.  

Dahili PBT etiketler,  büyük çapa sahip iğneler yoluyla ya da cerrahi olarak deri altına veya bir vücut boşluğuna yerleştirilir. Roussel ve ark. (2000), Atlantik somonunun (Salmo salar) karın zarı altındaki bir boşluğa PBT etiket yerleştirdiler ve bu cerrahi işlemden sonra -balıkların çok küçük olmaması ve operasyondan sonra dikiş atılması koşuluyla- hayvanların ölümüyle ya da etiketin bedenden atılmasıyla karşılaşmadılar. Wagner ve ark. (2011), doku hasarını ve enfeksiyon oranını en düşük düzeyde tutmak ve yaranın iyileşme hızını en yüksek düzeye çıkarmak için, farklı tiplerde ve boyutlarda hayvanlar için özel olarak belirlenmiş implantasyon (E.N : yerleştirme) teknikleri önermektedirler.

PBT Etiketlerin Kullanımı

PBT etiketleme büyüme oranları, hayatta kalma, besin ağları ve hareket örüntüleri gibi hususlardaki sorulara yanıt bulmakta kullanılabilir. Markalama-yeniden yakalama yöntemlerine göre önemli bir avantajı ise hayvanın yeniden yakalanmasını gerektirmemesi, sadece otomatik bir okuma sistemi anteninin (E.N : bir algılayıcının) yakınından geçmesinin yeterli olmasıdır. Bu türden sistemler, yarasalar gibi koloni halinde yuvalayan türler ve doğal darboğazlarda yol alan yumurtlama dönemindeki salmonidler (Ç.N. Somon ve alabalığın da dahil olduğu balık ailesi) gibi hayvanlar için çok kullanışlıdır. Roussel ve ark. (2000), sığ bir yumurtlama akıntısı üzerinde asılı bir anten kullanarak 1 metre derinlikteki Atlantik somonlarından veri elde etmeyi başarmışlardır.

Göçmen hayvanlar tarafından kullanılan araziler insanlar tarafından farklılaştırıldığı için, hayvanları tehlikeden uzak tutmak maksadıyla bazen patikalar ya da koridorlar oluşturulur. Otobanlar, hidroelektrik barajlar ya da boru hatları göçmen hayvanların güzergahları üzerinde yer alan en yaygın engellerdir . Otomatik PBT etiket okuyucuları, barajlardaki balık savaklarının ya da altgeçitlerin kullanışlılığını test etmek için, doğrudan gözlem yapma zahmetinden de kurtaran etkili araçlardır (Gibbons & Andrews 2004). Boarman ve ark. (1998), otomatik okuma anteni kullanarak, tehdit altında bir tür olan (IUCN 1996) çöl kaplumbağalarının (Gopherus agassizii), çöl otobanlarının altına inşa edilmiş olan fırtına menfezlerini kendi çıkarları için etkili bir biçimde kullandıklarını gösterdiler (Görsel 1). Bu durum, insan ürünü bir yapının kaplumbağa ölüm oranlarını azaltmasının bir örneğidir. Başka bir ilginç kullanım türüne ise, Tehlike Altındaki Türlerin Uluslar Arası Ticareti Komitesi’nde (Committee on the International Trade in Endangered Species -CITES) rastlamaktayız. Komite, korunaklı bölgelerde yetiştirilen hayvanların yasadışı toplanmasını ve risk altındaki türlerin uluslar arası ticaretini gözlemlemek için, PBT etiketleri kullanmaktadır (Gibbons & Andrews 2004).

Nature

Göç Hakkındaki Soruları Cevaplamak

Skov ve ark. (2008), üç küçük sazan balığı türünün (Cyprinidae), sığ bir göl ekosisteminde kendilerinden büyük avcılardan kaçınmak için kullandıkları göç stratejilerini tespit etmekle ilgileniyorlardı. PBT etiketleri kullanarak, otomatik tarama sistemlerinin kendilerine, gözlem mahalinde bulunmaları gerekmeden 9 ay boyunca hangi balığın nereye göç ettiği hakkında sunduğu bilgileri izlediler. Kış boyunca farklı zamanlarda göl dışına hangi türlerin girip çıktığını belirlemek için akıntı girişlerinde ve göl çıkışlarına otomatik tarayıcılar kurdular. Skov ve ark. (2008) böylelikle, üç sazan türünden ikisinin, kendilerini avlayan balıklardan kaçabilmek için akıntıları kullandıklarını tespit edebildiler. Üçüncü türün ise, belirli bir boyuta ulaştığında tüm kışı gölde geçirdiğini buldular. Balıkların göçünün sıklıkla büyük ölçekte olduğu düşünülürdü (ör. salmonidler), ancak PBT etiket uygulaması, araştırmacılara, orta büyüklükte bir ekosistem içerisinde farklı göç stratejilerinin olduğunu gösterdi.

Semenderler, sıklıkla her yıl aynı üreme göletine dönerler. Ancak iki üreme dönemi arasında nerede olduklarını tespit etmek her zaman güç olmuştur. Charney ve ark. (2009), ABD’nin Massachusetts eyaletinde tehdit altında bir tür olan mermer semenderlerin (Ambystoma opacum) hareket oranlarını tahmin etmek için PBT etiketler kullandılar. Sulak arazilerde, bu habitata bağımlı olan organizmaları ve süreçleri koruyabilmek amacıyla tampon bölgeler kurulmuştu ancak araştırmalar, semenderlerin hayatlarının çoğunu geçirdikleri, yukarılarda bulunan habitatlara ulaşabilmek için bu tampon bölgeleri geçtiklerini ortaya çıkarmıştır. Araştırmacılar aynı zamanda, PBT etiketli hayvanların, radyo vericisi takılı hayvanlardan daha hızlı yol aldıklarını da göstermişlerdir; bu durum, radyo vericili etiketlemenin olumsuz etkisi olduğunu göstermektedir. PBT etiketler aynı zamanda, Avrupa semenderlerinin (Salamandra salamandra) yaşam alanı sınırları üzerine yapılan tahminlerin gözden geçirilmesinde de kullanılmıştır (Schulte ve ark. 2007).

PBT Etiket Uygulamasının Faydaları

Birçok çalışma, PBT etiketlerin kullanımının çok başarılı olduğunu bildirmiştir. Schooley ve ark. (1993), 1.200 Townsend yer sincabına (Spermophilus townsendii) PBT etiketler yerleştirdiler ve bu işlemden kaynaklanan bir ölüme rastlamadılar. Sadece  küçük ölçekli enfeksiyon vakaları gözlemlendi. Araştırmacılar, etiketin kaybolma oranının çok düşük oranlarda olduğunu gözlemlerken, kaybolanların da yerleştirmeden sonraki ilk 10 gün içerisinde gerçekleştiğini tespit ettiler. Bu yöntem, hayvanın dış kısmına yerleştirilen etiketlere göre daha cazipti; çünkü hem ufak kulaklara sahip olan sincaplarda kulağa etiket takmak zordu hem de hayvanın tırnaklarını kesmek, onun çukur kazma yeteneğini olumsuz etkilemekteydi. Yeni doğan yılanlarda radyo vericileri ve pul kırpma işlemleri kış ölüm oranlarını artırmakta, beslenme oranlarını düşürmekteydi. Oysa PBT etiket uygulaması büyüme oranını ya da hareket hızını değiştirmemiştir; bu da PBT etiketlerin hayvanları takip etmede güvenilir ve emniyetli olduğunu göstermektedir.

Büyük hayvanlarda PBT etiketler düzgünce yerleştirildiğinde neredeyse her zaman kalıcıdır ve hayvan üzerinde  hiçbir olumsuz etkisi yoktur. Etiketleme nadiren enfeksiyona yol açar ve hayvanın ölümünden sonra bile kullanılabilir (Wright ve ark. 1997, Neubaum ve ark. 2005, Semmens ve ark. 2007). PBT etiketler 7 gün 24 saat boyunca takip edilebilir, bu da onları gececil yarasalar gibi hayvanları izleme konusunda  özellikle kullanışlı kılar (Roussel ve ark. 2000). PBT etiket tanıma sisteminin bir avantajı da, tarama işleminin bir profesyonel tarafından yapılması gerekmediği için, ticari balıkçıların ağlarına yakalanan ahtapotlara ait verilerin taranarak ilgili araştırmacıya ulaştırılabilmesidir (Semmens ve ark. 2007). Üstelik PBT etiketlerin okunması otomatik bir işlemdir, bu da halihazırda bir gözlemci bulunması gerekliliğini ortadan kaldırır.

Güçlükler

PBT etiketleme, tamamen de sorunsuz olmamıştır. Polipropilen kaplamalı PBT etiketlerin, kaplamadaki sızıntı nedeniyle yüksek başarısızlık oranları bildirilmiştir. Ancak günümüzde artık bir üretim standardı olan cam kaplamalar kullanılmasına bağlı olarak bildirilen bir sızıntı olmamıştır (Schooley ve ark. 1993). Cam kaplamalar, etiketin yerleştirildiği bir yılanın başka bir yılan tarafından yenmesi durumunda bile işlevini sürdürebilmiştir (Gibbons & Andrews 2004). İmplantasyonun uygun olmayan bir şekilde gerçekleştirilmesi genellikle etiketin okunmasında kayba yol açmakta ya da okunmasını imkânsız hale getirmektedir. Bunun dışında enfeksiyona sebep olarak etiketin düşmesine ya da ilgili  hayvanın ölümüne yol açabilir. Feldheim ve ark. (2002), limon köpekbalıklarıyla gerçekleştirdikleri 5 yıllık  bir çalışmada, etiket düşme oranını %12 olarak bildirmişlerdir. Etiket düşmesi, sıklıkla yerinin kolaylıkla değişebileceği bölgelere takılan etiketler yüzünden ve hayvanın etiket yerleştirildikten sonra tam iyileşmeden salınmasından kaynaklanmaktadır. Yılanlarla yapılan birkaç çalışmada da, vücudun etiketi yabancı bir madde olarak algılayıp dışarı atmaya çalıştığı gözlenmiştir (Gibbons & Andrews 2004). Etiket kaybı ayrıca saldırgan davranışların bir sonucu da olabilir.

Uygun bir şekilde yerleştirilen PBT etiketin bir hayvanın yaşamı boyunca üzerinde kalması olasılığı yüksektir. Yerleştirilme sırasında hayvanın içinde, etiketin hareket etmeyeceği uygun bir nokta bulunmalıdır, aksi takdirde verinin okunması güçleşebilir (Gibbons & Andrews 2004). Bazı hayvanların küçük boyutlu olması, etiketin yerleştirilmesine müsaade etmeyebilir, bazen de daha çok uğraş gerektiren, zahmetli ve maliyetli cerrahi operasyonlar tek çare olabilir. Hayvanın sağlıklı bir şekilde hayatına devam edebilmesi için, bu prosedürlerden önce de sağlığının iyi olmasına dikkat edilmelidir.

Yerleştirme tamamlandıktan sonra PBT etiketler başka dokulara nüfuz etmeyen, etkisiz bir metot olarak hayvanları tanımak amacıyla kullanılabilir. Bazı küçük hayvanlarda, etiketin hayvanın normal fonksiyonlarının çalışmasını engellediği  durumlar rapor edilmiştir. Tatlısu inci midyelerinin tutulup etiketlenmesinin, bu hayvanın kendisini toprak altına sokma aktivitesini azalttığı, bunun sonucu olarak da hayvanın su akışına kapılıp sürüklendiği ya da avcılara yem haline geldiği bildirilmiştir (Wilson ve ark. 2010).

Teknoloji geliştikçe, PBT etiketler hayvanları uzun vadeli olarak takip etmek isteyen araştırmacılar için daha cazip hale gelmektedir. 2004 yılında bir etiketin maliyeti 6-7$ civarındadır. El okuyucuları da 800-1500$ arasındadır, bu da PBT’nin maliyetinin harici etiketlerden daha yüksek, ancak hala telemetri ekipmanından daha düşük olduğu anlamına gelir. Otomatik tarama, hayvanların okuyucuya yakın bulunduğu durumlarda, markalama-tekrar yakalama çalışmalarına göre zaman açısından çok avantajlıdır (Gibbons & Andrews 2004). Unutulmaması gereken bir nokta da, etiket yerleştirilmiş iki ayrı hayvan aynı anda aynı okuma istasyonundan geçerken, okuyucunun ikisini de okuyamayacağıdır. Halihazırda radyo ve uydu telemetrisi yöntemlerinin hayvanları PBT etiketlerden daha uzun mesafelerde takip edebilmesine karşın, teknoloji geliştikçe PBT etiketlerin tespit mesafesinin artması da oldukça olasıdır. Çoğu etiket okuyucuları suya dayanıklı değilse de, büyük deniz göçmenlerinin daha iyi incelenebilmesi için suya dayanıklı modeller zaman içerisinde geliştirilecektir.

PBT Etiketlemenin Geleceği

Suya dayanıklı tarayıcıların tasarımıyla birlikte PBT etiketler tüplü dalgıçlar ve şnorkelle dalanlar tarafından da kullanılabilecektir, böylelikle deniz canlılarının incelenmesinde büyük teknelerin kullanımına göre hayvanın yaşam alanına daha az müdahale eden bir yöntem izlenecektir (Roussel ve ark. 2000). Sürü halinde göç eden hayvanlar için, kalabalık grup içinde bireysel hayvanların tespit edilebilmesi amacıyla uzaktan kontrol edilen tarayıcıların geliştirilmesi de çok faydalı bir gelişme olacaktır. Belirli sezonlarda merkezi bir lokasyon çevresinde toplanan grup halindeki deniz ayıları ya da morsları taramak için, tarayıcı taşıyan ufak ve uzaktan kontrol edilebilen bir bot, büyük bir motorlu tekneden çok daha az rahatsız edici olacaktır (Wright ve ark. 1997). Uzman olmayan insanların halkalı kuşları rapor etmesi gibi, gelecekte eko-turistlerin etiket yerleştirilmiş hayvanları raporlaması da mümkün olabilir.