Melihat bagaimana cara melacak pergerakan hewan yang dapat menyelamatkan planet ini.
MIT
CLIMATE CHANGE AND ENERGY
Melihat bagaimana cara melacak pergerakan hewan yang dapat menyelamatkan planet ini.
Para peneliti telah lama memimpikan adanya Internet of Animals. Mereka semakin dekat untuk memantau 100.000 makhluk-dan mengungkapkan aspek tersembunyi dari dunia kita bersama.
Oleh Matthew Ponsford
Ada yang aneh dengan cara hiu-hiu bergerak di antara pulau-pulau di Bahama.
Hiu harimau cenderung berkumpul di garis pantai, demikian penjelasan ahli biologi kelautan Austin Gallagher, tetapi ketika ia mulai memasang tagging pada hewan seberat 1.000 pon ini dengan transmiter satelit pada tahun 2016, ia menemukan bahwa para predator ini berpaling darinya, ke arah dua bukit bawah laut purba yang terbuat dari pasir dan pecahan karang yang membentang sejauh 300 mil ke arah Kuba. Mereka menghabiskan banyak waktu " berpindah-pindah, melakukan gerakan yang sangat berliku-liku dan berbelit-belit" untuk berada di dekat mereka, kata Gallagher.
Tidak segera jelas apa yang menarik hiu ke daerah tersebut: meskipun gambar satelit dengan jelas menunjukkan medan bawah laut, mereka tidak menangkap sesuatu yang luar biasa. Hanya ketika Gallagher dan rekan-rekannya memasang kamera 360 derajat pada hewan-hewan tersebut, mereka dapat memastikan apa yang membuat mereka tertarik: hamparan padang Lamun yang luas dan tak terlihat sebelumnya-habitat dengan keanekaragaman hayati yang menyediakan banyak sekali mangsa.
Penemuan ini tidak hanya memecahkan misteri kecil tentang perilaku hewan. Dengan menggunakan data yang mereka kumpulkan dari hiu, para peneliti dapat memetakan hamparan lamun yang membentang seluas 93.000 kilometer persegi di dasar laut Karibia-memperluas total cakupan lamun global yang diketahui hingga lebih dari 40%, menurut studi yang dipublikasikan oleh tim Gallagher pada tahun 2022. Pengungkapan ini dapat memiliki implikasi besar bagi upaya perlindungan ekosistem laut yang terancam - padang lamun merupakan tempat pembibitan seperlima stok ikan utama dan habitat bagi spesies laut yang terancam punah - serta bagi kita semua yang berada di atas lautan, karena lamun dapat menyerap karbon hingga 35 kali lebih cepat daripada hutan hujan tropis.
Hewan telah lama mampu memberikan wawasan unik tentang dunia alam di sekitar kita, bertindak sebagai sensor organik yang menangkap fenomena yang tidak terlihat oleh manusia. Lebih dari 100 tahun yang lalu, lintah memberi sinyal akan datangnya badai dengan merayap keluar dari air; burung kenari memperingatkan akan datangnya bencana di tambang batu bara hingga tahun 1980-an; dan moluska yang menutup saat terpapar zat beracun masih digunakan untuk memicu peringatan di sistem air kota di Minneapolis dan Polandia.
Saat ini, kita memiliki lebih banyak insight mengenai tingkah laku hewan dibandingkan sebelumnya berkat tag sensor, yang telah membantu para peneliti menjawab pertanyaan-pertanyaan kunci mengenai migrasi yang menjangkau seluruh dunia dan tempat-tempat yang terkadang sulit dijangkau oleh hewan-hewan di sepanjang perjalanannya. Pada gilirannya, hewan yang diberi tag semakin menjadi mitra dalam penemuan ilmiah dan pemantauan planet.
Namun, data yang kami kumpulkan dari hewan-hewan ini masih merupakan bagian yang relatif sempit dari keseluruhan gambar. Hasilnya sering kali terbatas pada silo, dan selama bertahun-tahun tag berukuran besar dan mahal, hanya cocok untuk segelintir spesies hewan-seperti hiu harimau-yang cukup kuat (atau besar) untuk mengangkutnya.
Hal ini mulai berubah. Para peneliti bertanya: Apa yang akan kita temukan jika kita mengikuti hewan terkecil sekalipun? Bagaimana jika kita dapat memantau sampel dari semua satwa liar di dunia untuk melihat bagaimana kehidupan spesies yang berbeda saling bersinggungan? Apa yang bisa kita pelajari dari sistem data besar pergerakan hewan, yang secara terus menerus memantau bagaimana makhluk besar dan kecil beradaptasi dengan dunia di sekitar kita? Menurut beberapa peneliti, hal ini bisa jadi merupakan alat yang sangat penting dalam upaya menyelamatkan planet kita yang semakin terancam.
Perangkat yang dapat dikenakan untuk alam liar
Beberapa tahun yang lalu, sebuah proyek bernama ICARUS tampaknya siap untuk mulai menjawab pertanyaan-pertanyaan besar tentang pergerakan hewan.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Martin Wikelski, seorang direktur di Max Planck Institute of Animal Behavior di Jerman selatan dan pelopor di bidang ini, meluncurkan generasi baru sensor GPS yang terjangkau dan ringan yang dapat dikenakan oleh hewan sekecil burung kicau, ikan, dan hewan pengerat.
Martin Wikelski membayangkan sebuah sistem data besar yang memantau perilaku hewan untuk membantu kita memahami lingkungan dengan lebih baik. Fitbits untuk hewan liar ini, menggunakan analogi Wikelski, dapat menghasilkan data lokasi langsung yang akurat hingga beberapa meter dan secara bersamaan memungkinkan para ilmuwan untuk memantau detak jantung hewan, panas tubuh, dan gerakan tiba-tiba, serta suhu, kelembapan, dan tekanan udara di sekitarnya. Sinyal yang mereka kirimkan akan diterima oleh antena setinggi tiga meter yang ditempelkan di Stasiun Luar Angkasa Internasional-hasil investasi senilai €50 juta dari Pusat Kedirgantaraan Jerman dan Badan Antariksa Rusia-dan dipancarkan ke bank data di Bumi, sehingga menghasilkan peta jalur hewan-hewan tersebut secara real time saat mereka melintasi dunia.
Wikelski dan rekan-rekannya berharap proyek ini, yang secara resmi dinamai Kerja Sama Internasional untuk Penelitian Hewan Menggunakan Antariksa, akan memberikan wawasan tentang berbagai jenis hewan yang lebih luas daripada yang sebelumnya dapat mereka lacak. Proyek ini juga bertujuan untuk menunjukkan bukti konsep dari impian Wikelski selama beberapa dekade terakhir: Internet of Animals-sebuah sistem data besar yang memantau dan menganalisis perilaku hewan untuk membantu kita memahami planet ini dan memprediksi masa depan lingkungan.
Para peneliti telah meletakkan dasar selama bertahun-tahun, menghubungkan kumpulan data yang berbeda tentang pergerakan hewan, lingkungan, dan cuaca, serta menganalisisnya dengan bantuan AI dan analisis otomatis. Namun, Wikelski memiliki pandangan pada sesuatu yang lebih megah dan lebih komprehensif: dasbor di mana 100.000 hewan yang ditandai dengan sensor dapat dipantau secara simultan saat data hampir seketika mengalir dari satelit pencitraan Bumi dan sumber-sumber di darat.
Dengan menyatukan setiap cuplikan kehidupan hewan ini, kita dapat mulai memahami kekuatan yang membentuk kehidupan di seluruh planet ini. Proyek ini memiliki potensi untuk membantu kita lebih memahami dan melestarikan spesies yang paling rentan di dunia, menunjukkan bagaimana hewan-hewan merespons tantangan perubahan iklim dan hilangnya ekosistem. Proyek ini juga menjanjikan cara lain untuk memantau Bumi selama periode ketidakstabilan yang semakin meningkat, mengubah hewan-hewan penghuni Bumi menjadi penjaga dunia yang terus berubah.
Ketika ICARUS pertama kali meluncur ke luar angkasa pada tahun 2018, ia dirayakan secara luas di media. Namun, apa yang seharusnya menjadi momen kejayaan bagi Wikelski dan bidang ekologi hewan justru menjadi ujian bagi keinginannya. Antena ICARUS pertama kali mati selama satu tahun karena masalah teknis; antena itu kembali aktif tetapi baru saja selesai diuji pada Februari 2022 ketika invasi Rusia ke Ukraina menghentikan proyek tersebut.
Namun, Wikelski dan rekan-rekannya telah menggunakan waktu tersebut untuk berinovasi dan menginjili. Mereka sekarang membayangkan versi Internet of Animals yang lebih lengkap dan berteknologi maju daripada yang mereka harapkan untuk dibangun beberapa tahun yang lalu, berkat inovasi dalam teknologi pelacakan dan sistem AI dan satelit. Mereka telah membuat sensor yang lebih kecil dan lebih murah serta menemukan cara baru yang lebih terjangkau untuk bekerja di luar angkasa dengan satelit mikro yang disebut CubeSats. Upaya mereka bahkan membuat NASA menginvestasikan waktu dan sumber dayanya untuk membangun Internet of Animals.
Sekarang Wikelski dan kolaboratornya kembali berada di ambang batas, dengan CubeSat eksperimental yang berhasil mentransmisikan data sebagai bagian dari fase pengujian yang dimulai Juni lalu. Jika semua berjalan sesuai rencana, CubeSat ICARUS yang beroperasi penuh akan mulai mengumpulkan data tahun depan, dengan lebih banyak lagi peluncuran berikutnya.
Potensi manfaat dari sistem ini sangat luar biasa dan masih belum sepenuhnya dipahami, kata Scott Yanco, seorang peneliti ekologi pergerakan di University of Michigan. Mungkin sistem ini dapat membantu mencegah serangan singa gunung atau memperingatkan tentang penyakit zoonosis yang akan menyerang manusia. Hal ini dapat memperingatkan para peneliti tentang perubahan perilaku yang tampaknya terjadi pada beberapa hewan sebelum gempa bumi, sebuah fenomena yang telah dipelajari Wikelski, dan menentukan kondisi apa yang menyebabkan burung boobies di Indo-Pasifik bertelur lebih sedikit pada tahun-tahun sebelum El Nino yang kuat, atau memberi isyarat pada burung-burung penenun di Delta Niger untuk membangun sarang mereka lebih tinggi sebelum banjir.
"Anda bisa berbicara dengan 100 ilmuwan tentang hal ini," kata Yanco, "dan mereka semua akan memberikan jawaban yang berbeda tentang apa yang mereka minati."
Namun pertama-tama, banyak hal yang harus dilakukan dengan benar.
Hewan sebagai penjaga
Ketika saya pertama kali berbicara dengan Wikelski, pada awal 2022, ICARUS telah beroperasi, melacak 46 spesies dari ISS 400 kilometer di atas kepala. Mengenakan kacamata berbingkai persegi dan berbicara dengan aksen Jerman dengan nada yang tak henti-hentinya mendesak, ia bersemangat menceritakan kepada saya tentang seekor burung hitam yang diberi tanda yang melakukan penyeberangan sejauh 1.000 kilometer dari Belarusia ke Albania.
Hal itu sebenarnya cukup rutin, kata Wikelski, tetapi hampir semua hal lain yang ia lihat selama setahun terakhir dalam pengujian jalan raya lebih aneh dari yang diharapkan. Bangau putih menyeberang bolak-balik di atas Sahara lima kali dalam satu musim, tanpa alasan yang jelas. Cuckoo, yang merupakan burung penghuni pohon yang tidak cocok berada di laut dalam waktu yang lama, melakukan perjalanan tanpa henti dari India ke Tanduk Afrika. "Sekarang, setiap kali Anda melihat, aspek-aspek yang benar-benar baru muncul, dan hubungan baru muncul di seluruh benua," katanya kepada saya.
Hal ini bisa saja menjadi kekacauan yang membingungkan. Namun bagi Wikelski, ini adalah "data yang indah."
Praktik penandaan hewan untuk memantau pergerakan mereka telah digunakan selama lebih dari 100 tahun, meskipun hal ini dimulai dengan sebuah keberuntungan. Pada tahun 1820-an, seorang pemburu di sebuah desa di Afrika tengah melemparkan tombak sepanjang 30 inci yang menancap di leher seekor bangau putih. Ini menjadi penandaan pertama di dunia pada hewan liar, kata Yanco: burung itu entah bagaimana terbang kembali ke Jerman pada musim semi, membantu memecahkan misteri di mana bangau-bangau itu menghilang pada musim dingin.
Pada tahun 1890-an, para ilmuwan mulai melacak burung liar dengan memasang cincin di kaki mereka-tetapi 49 dari 50 burung yang dipasangi cincin tidak pernah terlihat lagi. Mulai tahun 1960-an, ribuan burung menerima tag radio berfrekuensi sangat tinggi yang dikenal sebagai "pinger", tetapi hanya cukup kuat untuk menyiarkan beberapa kilometer. Untuk mendapatkan data, para peneliti harus melakukan adegan pengejaran seperti dalam film kartun, di mana burung-burung yang ditandai dikejar oleh antena pelacak yang sangat besar yang diarahkan ke atap mobil, pesawat, atau pesawat layang.
Lebih dari 100 tahun yang lalu, lintah yang dipelihara dalam alat yang disebut Tempest Prognosticator memberikan sinyal akan datangnya badai dengan cara merayap keluar dari air dalam botol kaca.
Pada tahun 1820-an, seorang pemburu di Afrika tengah melemparkan tombak yang menancap di leher seekor bangau putih. Ini menjadi apa yang mungkin menjadi penanda hewan liar pertama di dunia.
NASA menemukan pelacakan hewan berbasis ruang angkasa pada tahun 1970 ketika memasang kalung pemancar seberat dua bola bowling di leher Monique si Rusa Antariksa, seorang selebriti berita lokal pada saat itu.
Selama bertugas di University of Illinois di Urbana-Champaign pada pertengahan tahun 90-an, ia mempelajari sariawan dan memacu mobil Oldsmobile di sekitar Midwest dengan kecepatan lebih dari 70 mil per jam. Dia akan berangkat saat burung-burung berkicau sekitar pukul 2 pagi, yang cenderung menarik perhatian polisi setempat. Wikelski menemukan bahwa berlawanan dengan kebijaksanaan konvensional, burung sariawan hanya menggunakan 29% energi mereka untuk migrasi semalam, lebih sedikit daripada yang mereka habiskan untuk berburu dan berlindung selama singgah. Namun, kerumitan prosesnya, yang juga melibatkan proses menangkap dan menangkap kembali burung untuk menimbangnya, meyakinkan Wikelski bahwa, di antara hal-hal lain, ia membutuhkan alat yang lebih baik.
Berpikir lebih besar (dan lebih tinggi)
Tidak segera terlihat jelas bahwa solusi untuk masalah Wikelski ada di luar angkasa, meskipun ide melacak hewan melalui satelit telah dieksplorasi beberapa dekade sebelum eksperimen Oldsmobile-nya.
Faktanya, NASA menemukan pelacakan hewan berbasis ruang angkasa pada tahun 1970 ketika memasang kalung pemancar seberat dua bola bowling di leher Monique si Rusa Antariksa, seorang selebriti berita lokal pada saat itu. (Monique sebenarnya adalah dua ekor rusa: Monique yang diurapi, yang mengenakan kerah tiruan untuk pengujian dan foto-foto pers, dan satu lagi, yang secara tidak sengaja menangkap anak panah penenang yang salah sasaran dan kemudian mendapatkan kerah pemancar satelit). Setelah Monique menemui ajalnya-satu karena kelaparan, yang lain di tangan pemburu-proyek ini juga terbengkalai.
Namun, penelitiannya terus berlanjut di Argos, sistem pemantauan cuaca yang didirikan pada tahun 1978 oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dan badan antariksa Prancis. Sistem ini memelopori cara untuk melacak lokasi hewan yang ditandai dengan memancarkan aliran pendek data analog dan mengukur kompresi gelombang-yang disebut pergeseran Doppler-saat satelit yang mengorbit di kutub melesat di atas kepala dengan kecepatan ribuan mil per jam. Namun, cara ini hanya dapat menangkap lokasi hanya dalam jarak beberapa ratus meter saja, dan biasanya membutuhkan garis pandang yang jelas antara tag dan satelit-sebuah tantangan saat bekerja dengan hewan di bawah kanopi hutan hujan, misalnya.
Wikelski bekerja secara ekstensif dengan Argos, namun ia mendapati bahwa teknologi tersebut tidak memungkinkannya untuk menangkap data seluruh kehidupan yang sangat rinci yang ia inginkan. Pada akhir tahun 90-an, ia berada di sebuah pulau di Panama, mengeksplorasi pendekatan alternatif yang mengikuti ratusan hewan dari 38 spesies, termasuk mamalia kecil dan serangga.
Dengan menggunakan enam menara radio jarak jauh, Wikelski dan Roland Kays, yang kini menjabat sebagai direktur Laboratorium Keanekaragaman Hayati di Museum Ilmu Pengetahuan Alam North Carolina, mulai mengembangkan Automated Radio Telemetry System (ARTS), sistem pelacakan kalung radio yang dapat menembus kanopi tebal. Yang terpenting, ARTS mengungkap interaksi antar spesies - misalnya, bagaimana ocelot predator mendukung pohon-pohon palem di pulau ini dengan memakan agoutis yang mirip kelinci dalam jumlah besar, setelah hewan pengerat ini mengubur biji palem di bawah tanah sebagai camilan untuk dimakan di kemudian hari. Para peneliti juga menemukan bahwa terlepas dari apa yang diyakini semua orang, banyak dari penghuni hewan tidak tinggal di pulau itu sepanjang tahun, tetapi sering bepergian ke daratan. Kays dan Wikelski telah mendemonstrasikan secara mikro jenis-jenis wawasan yang dapat diberikan oleh pelacakan multispesies yang sangat halus bahkan di lingkungan yang menantang.
Namun Wikelski merasa frustrasi karena ia tidak dapat mengikuti hewan di luar peta. "Jika kita tidak mengetahui nasib seekor hewan, kita tidak akan pernah bisa melakukan penelitian biologi yang baik," katanya. Satu-satunya solusi adalah memiliki peta tanpa tepi.
Ini terjadi pada saat pelacak GPS menjadi cukup kecil untuk digunakan pada tag hewan. Sementara tag radio seperti yang digunakan oleh Argos memperkirakan lokasi dengan mengirimkan sinyal ke penerima, sistem GPS seperti yang ada di mobil mengunduh data dari tiga satelit atau lebih untuk melakukan triangulasi lokasi secara tepat.
Wikelski menjadi orang yang dirasuki oleh gagasan untuk menggunakan teknologi ini untuk menciptakan sistem pemantauan hewan yang benar-benar global. Dia membayangkan tag digital yang dapat menangkap data GPS sepanjang hari dan mengunggah paket data ke satelit yang secara berkala melintas di atas kepala. Ide ini menimbulkan kegembiraan sekaligus banyak keraguan. Rekan-rekannya mengatakan kepada Wikelski bahwa sistem impiannya tidak realistis dan tidak dapat diterapkan.
Pada pergantian milenium, dia mengambil posisi di Princeton dengan gagasan bahwa silsilah institusional mungkin akan mendapatkan pendengar untuk idenya yang "gila". Tidak lama setelah dia tiba, kepala Jet Propulsion Laboratory NASA datang untuk berbincang-bincang, dan Wikelski bertanya apakah badan tersebut akan mendapat manfaat dari sistem satelit yang dapat melacak burung. "Dia memandang saya seolah-olah saya berasal dari planet lain," kenang Wikelski. Namun, ia tetap bertemu dengan NASA-meskipun ia mengatakan bahwa ia ditertawakan di luar gedung. Pada saat itu, agensi tersebut tampaknya telah melupakan semua tentang Monique.
Tidak terpengaruh, pada tahun 2002 Wikelski meluncurkan ICARUS, sebuah lelucon (bagi penggemar mitologi Yunani) atas ambisinya yang tidak sopan. ICARUS bertujuan untuk menggunakan tag GPS digital dan satelit yang akan menyampaikan informasi ke pusat data di Bumi hampir seketika seperti yang dilakukan oleh sistem ARTS.
Ide besar Wikelski terus mengalami keraguan. "Pada saat itu, orang-orang mengatakan kepada kami bahwa dari segi teknologi, ini tidak akan pernah berhasil," katanya. Bahkan 10 tahun yang lalu, ketika Wikelski mengajukan proposal ke badan antariksa, ia diminta untuk menghindari teknologi digital sama sekali dan lebih memilih komunikasi gaya Argos yang sudah teruji. "Jangan menggunakan teknologi digital!" dia ingat orang-orang mengatakan kepadanya. "Hal ini sama sekali tidak mungkin! Anda harus melakukannya secara analog."
Beranjak dari pinggiran
Dalam dua dekade sejak ICARUS didirikan, komunitas ilmiah telah mengejar ketertinggalan, berkat perkembangan teknologi konsumen. Internet of Things membuat komunikasi digital dua arah dengan perangkat kecil menjadi mungkin, sementara baterai lithium telah menyusut menjadi ukuran yang dapat dibawa oleh lebih banyak hewan dan ponsel pintar membuat GPS dan akselerometer berbiaya rendah semakin tersedia.
"Kita beralih dari kondisi di mana kita tidak dapat melacak sebagian besar spesies vertebrata di planet ini menjadi membalikkan keadaan. Kami sekarang dapat melacak hampir semua hal," kata Yanco, menekankan bahwa hal ini dimungkinkan "dengan tingkat akurasi dan resolusi yang berbeda-beda."
Kemajuan penting lainnya adalah dalam sistem data, dan khususnya pertumbuhan Movebank, sebuah tempat penyimpanan data pelacakan hewan yang dikembangkan dari sistem ARTS milik Wikelski. Movebank menyatukan data pelacakan hewan terestrial dari berbagai sumber, termasuk data lokasi dari sistem Argos dan dari satelit digital beresolusi tinggi yang baru, seperti antena ICARUS di ISS. (Ada juga rencana untuk menggabungkan data CubeSat.) Hingga saat ini, sistem ini telah mengumpulkan 6 miliar titik data dari lebih dari 1.400 spesies, melacak siklus hidup penuh hewan dengan cara yang dulu hanya bisa diimpikan oleh Wikelski. Sekarang, proyek ini menjadi bagian penting dari jaringan internet hewan.
Bidang ini juga memiliki beberapa keberhasilan praktis, yang pada gilirannya memungkinkannya untuk mengumpulkan sumber daya tambahan. Pada tahun 2016 di London, misalnya, di mana polusi udara bertanggung jawab atas hampir 10.000 kematian manusia per tahun, para peneliti dari Imperial College dan perusahaan rintisan teknologi Plume Labs merilis 10 merpati balap yang dilengkapi dengan sensor untuk nitrogen dioksida dan emisi ozon dari lalu lintas. Pembaruan harian (yang di-tweet oleh akun Pigeon Air Patrol) menunjukkan bagaimana jalur yang dilewati merpati di lingkungan sekitar menunjukkan titik-titik polusi yang terlewatkan oleh stasiun cuaca.
Diego Ellis Soto, seorang peneliti NASA dan kandidat PhD Yale yang mempelajari ekologi hewan, menyoroti sebuah eksperimen dari tahun 2018: kawanan bangau dipasangi kalung GPS beresolusi tinggi untuk memantau pergerakan udara yang mereka temui di atas lautan lepas. Bangau yang dipasangi kalung GPS mampu menangkap data langsung tentang turbulensi, yang sangat sulit diprediksi oleh maskapai penerbangan.
Di antara peran penting sensor hewan ini adalah salah satu peran yang pernah dianggap eksentrik: memprediksi cuaca dan pola iklim dunia yang berubah dengan cepat. Hewan yang dilengkapi dengan sensor suhu dan tekanan pada dasarnya bertindak sebagai pelampung cuaca yang bebas berkeliaran yang dapat memancarkan pembacaan dari area yang tidak terlayani oleh stasiun cuaca, termasuk wilayah kutub, pulau-pulau kecil, dan sebagian besar wilayah Selatan. Satelit kesulitan untuk mengukur banyak variabel lingkungan, termasuk suhu laut, yang juga bisa sangat mahal untuk dikumpulkan oleh drone. "Delapan puluh persen dari semua pengukuran suhu permukaan laut di Antartika dilakukan oleh anjing laut gajah, dan bukan oleh robot atau kapal pemecah es," kata Ellis Soto. "Anjing laut ini bisa berenang di bawah es dan [melakukan] hal-hal yang tidak bisa dilakukan oleh robot." Anjing laut sekarang ditandai setiap tahun, dan data yang mereka kumpulkan membantu menyempurnakan model cuaca yang memprediksi El Nino dan kenaikan permukaan laut.
Ketika antena ICARUS dipasang di ISS pada bulan Agustus 2018, antena ini tampaknya siap untuk membuka lebih banyak lagi kemampuan dan penemuan. Dalam masa pakai antena yang singkat, proyek ini merekam pergerakan kelelawar, burung, dan kijang dalam waktu yang nyaris seketika, dari Alaska hingga pulau-pulau di Papua Nugini, dan mentransfer data ke Movebank. Namun, ketika eksperimen itu terhenti sebelum waktunya, Wikelski tahu bahwa ia harus melakukan sesuatu yang berbeda, dan ia menyusun sebuah rencana agar ICARUS bisa terus berlanjut-entah itu bisa mengandalkan badan antariksa besar atau tidak.
Bidikan lain
Alih-alih menggunakan sistem satelit besar, inkarnasi baru ICARUS akan menggunakan CubeSats: satelit mikro berbiaya rendah dan siap pakai yang diluncurkan ke orbit rendah Bumi (sekitar ketinggian yang sama dengan ISS) dengan biaya sekitar 800.000 dolar AS, yang berarti negara-negara berkembang yang memiliki ambisi luar angkasa dapat menjadi bagian dari proyek ini. CubeSat juga menawarkan keuntungan berupa cakupan yang benar-benar global; jalur orbit ISS berarti tidak dapat menangkap sinyal dari daerah kutub yang lebih jauh ke utara daripada Swedia bagian selatan atau lebih jauh ke selatan daripada ujung Chili.
Saat ini ada satu CubeSat ICARUS yang sedang diuji coba, setelah diluncurkan ke orbit musim panas lalu. Jika semuanya berjalan lancar, CubeSat yang didanai oleh Max Planck Society, bekerja sama dengan Universitas Bundeswehr Munich, akan diluncurkan pada bulan April mendatang, disusul oleh CubeSat lainnya pada musim dingin 2025, dan-mereka berharap-satu lagi pada tahun 2026. Setiap penambahan lebih lanjut memungkinkan tag untuk mengunggah sekali lagi per hari, meningkatkan resolusi temporal dan membawa sistem lebih dekat ke pelacakan yang benar-benar real-time.
Memasang sensor GPS yang ringan dan murah pada hewan-hewan kecil, seperti yang ada pada burung hitam ini, dan memantau pergerakan mereka di seluruh dunia dapat memberikan wawasan tentang dampak global perubahan iklim.
Wikelski dan rekan-rekannya juga telah mendedikasikan diri mereka untuk membuat tag yang lebih kecil lagi. Mereka hampir mencapai tujuan untuk membuat ukurannya menjadi tiga gram, yang secara teori memungkinkan untuk melacak lebih dari separuh spesies mamalia dan sekitar dua perlima burung, ditambah ratusan spesies buaya, kura-kura, dan kadal. Tag ICARUS juga kini lebih murah (hanya seharga $150) dan lebih cerdas. ICARUS mengembangkan sistem AI-on-chip yang dapat mengurangi penggunaan energi hingga berkali-kali lipat untuk mengurangi ukuran baterai, jelas Wikelski. Ada juga tag baru yang sedang diuji oleh para ilmuwan dari University of Copenhagen dan institut Wikelski di Max Planck yang memanen energi dari gerakan hewan, seperti jam tangan yang dapat berputar sendiri. Terakhir, sensor ICARUS baru ini juga dapat diprogram ulang dari jarak jauh, berkat komunikasi dua arah bergaya Internet of Things. Ekosistem baru pembuat tag-profesional dan DIY-semakin menurunkan harga, inovasi sumber terbuka, dan memungkinkan eksperimen.
Namun, tidak semua orang percaya pada ICARUS. Para kritikus mempertanyakan biayanya dibandingkan dengan inisiatif pemantauan terestrial yang sudah ada seperti MOTUS, program konservasi burung nasional Kanada yang menggunakan jaringan 750 menara penerima. Yang lain berpendapat bahwa para peneliti dapat memanfaatkan lebih baik ribuan hewan yang telah dilacak oleh Argos, yang sedang meningkatkan tag yang lebih akurat dan juga akan meluncurkan serangkaian CubeSats. Total biaya sistem ICARUS yang terealisasi sepenuhnya - 100.000 hewan dalam satu waktu, beberapa di antaranya mati atau menghilang ketika hewan baru diberi tag - adalah sekitar $ 10 juta hingga $ 15 juta per tahun. "Jika Anda berpikir tentang cara menandai rusa atau domba bighorn, Anda mungkin perlu menyewa helikopter dan seluruh tim serta dokter hewan," kata Ellis Soto, yang telah lama berkolaborasi dengan Wikelski. "Jadi biayanya bisa sangat, sangat membatasi."
Namun, para pendukungnya berpendapat, inisiatif ini akan menghasilkan lebih banyak informasi daripada misi luar angkasa pencitraan Bumi lainnya dan jauh lebih murah daripada mengirim manusia atau pesawat tak berawak untuk mengumpulkan data dari lokasi terpencil seperti lapisan es di kutub. Wikelski juga menekankan bahwa tidak ada satu entitas pun yang akan menanggung biayanya. Dia bekerja sama dengan komunitas lokal di Bhutan, Afrika Selatan, Thailand, Cina, Rusia, dan Nigeria dan mendapatkan permintaan dari orang-orang di seluruh dunia yang ingin menghubungkan tag ke ICARUS. Dengan satelit yang murah dan tag yang murah, ia melihat rute untuk meningkatkan skala.
Bahkan ketika ICARUS menjelajahi masa depan akar rumput, salah satu perubahan terbesar sejak peluncuran awal adalah dukungan yang diterima teknologi Internet of Animals dari raksasa terbesar di bidang ini: NASA. Badan antariksa Amerika Serikat tersebut kini telah memasuki tahun kedua dari proyek lima tahun untuk mengeksplorasi bagaimana mereka dapat terlibat lebih jauh dalam membangun sistem semacam itu. "Kami sangat fokus pada pengembangan konsep misi masa depan yang akan datang setelah rangkaian misi ICARUS saat ini," kata Ryan Pavlick, seorang peneliti penginderaan jarak jauh keanekaragaman hayati di Jet Propulsion Laboratory NASA. Pada tahun 2024, hal ini berarti "studi arsitektur" yang bertujuan untuk memahami sistem teknis apa yang dapat memenuhi kebutuhan pelacakan hewan dari para pemangku kepentingan, termasuk NOAA, Dinas Perikanan dan Satwa Liar AS, dan Survei Geologi Amerika Serikat.
Meskipun proyek NASA bertujuan untuk memberikan manfaat bagi masyarakat Amerika, Internet Hewan yang terealisasi sepenuhnya akan bersifat global dan lintas spesies. Saat kami berbicara pada November 2023, Wikelski baru saja menelepon untuk mendiskusikan bagaimana ICARUS dapat membantu memantau "kesepakatan global untuk alam" yang ditetapkan oleh konferensi keanekaragaman hayati COP15 PBB, yang targetnya termasuk mengurangi tingkat kepunahan hingga 10 kali lipat.
Jill Deppe, yang memimpin Inisiatif Burung Migran National Audubon Society, memiliki antusiasme yang tinggi tentang bagaimana Internet of Animals dapat mempengaruhi organisasi seperti miliknya. Selama satu abad, Audubon telah menyaksikan burung-burung yang bermigrasi menghilang dalam perjalanan ke Chili atau Kolombia. Sebuah sistem yang dapat memberi tahu kita di mana burung-burung mati di seluruh Belahan Bumi Barat akan memungkinkan Audubon untuk secara tepat menargetkan investasi dalam perlindungan habitat dan upaya mengatasi ancaman, katanya.
"Pekerjaan konservasi kami di lapangan semuanya dilakukan dalam skala lokal," kata Deppe. Untuk burung yang bermigrasi, ICARUS dapat menghubungkan momen-momen yang terisolasi ini ke dalam sebuah alur cerita yang menjangkau benua: "Bagaimana semua faktor dan proses tersebut berinteraksi? Dan apa artinya bagi kelangsungan hidup burung-burung tersebut?"
Dasbor Movebank yang terus diperbarui juga memungkinkan tindakan konservasi yang lebih dinamis. Pantai dapat ditutup saat burung pantai yang kelelahan mendarat, pembangkit listrik tenaga angin dapat menghentikan turbin saat kelelawar bermigrasi, dan petani yang sadar akan konservasi-yang telah bertujuan untuk membanjiri ladang atau mengeringkannya pada waktu yang tepat bagi kawanan burung yang bermigrasi-dapat melakukannya dengan pengetahuan yang nyata.
Sebagai gantinya, apakah hewan akan benar-benar membantu kita melihat masa depan iklim planet ini?
CLIMATE CHANGE AND ENERGY
Melihat bagaimana cara melacak pergerakan hewan yang dapat menyelamatkan planet ini.
Para peneliti telah lama memimpikan adanya Internet of Animals. Mereka semakin dekat untuk memantau 100.000 makhluk-dan mengungkapkan aspek tersembunyi dari dunia kita bersama.
Oleh Matthew Ponsford
Ada yang aneh dengan cara hiu-hiu bergerak di antara pulau-pulau di Bahama.
Hiu harimau cenderung berkumpul di garis pantai, demikian penjelasan ahli biologi kelautan Austin Gallagher, tetapi ketika ia mulai memasang tagging pada hewan seberat 1.000 pon ini dengan transmiter satelit pada tahun 2016, ia menemukan bahwa para predator ini berpaling darinya, ke arah dua bukit bawah laut purba yang terbuat dari pasir dan pecahan karang yang membentang sejauh 300 mil ke arah Kuba. Mereka menghabiskan banyak waktu " berpindah-pindah, melakukan gerakan yang sangat berliku-liku dan berbelit-belit" untuk berada di dekat mereka, kata Gallagher.
Tidak segera jelas apa yang menarik hiu ke daerah tersebut: meskipun gambar satelit dengan jelas menunjukkan medan bawah laut, mereka tidak menangkap sesuatu yang luar biasa. Hanya ketika Gallagher dan rekan-rekannya memasang kamera 360 derajat pada hewan-hewan tersebut, mereka dapat memastikan apa yang membuat mereka tertarik: hamparan padang Lamun yang luas dan tak terlihat sebelumnya-habitat dengan keanekaragaman hayati yang menyediakan banyak sekali mangsa.
Penemuan ini tidak hanya memecahkan misteri kecil tentang perilaku hewan. Dengan menggunakan data yang mereka kumpulkan dari hiu, para peneliti dapat memetakan hamparan lamun yang membentang seluas 93.000 kilometer persegi di dasar laut Karibia-memperluas total cakupan lamun global yang diketahui hingga lebih dari 40%, menurut studi yang dipublikasikan oleh tim Gallagher pada tahun 2022. Pengungkapan ini dapat memiliki implikasi besar bagi upaya perlindungan ekosistem laut yang terancam - padang lamun merupakan tempat pembibitan seperlima stok ikan utama dan habitat bagi spesies laut yang terancam punah - serta bagi kita semua yang berada di atas lautan, karena lamun dapat menyerap karbon hingga 35 kali lebih cepat daripada hutan hujan tropis.
Hewan telah lama mampu memberikan wawasan unik tentang dunia alam di sekitar kita, bertindak sebagai sensor organik yang menangkap fenomena yang tidak terlihat oleh manusia. Lebih dari 100 tahun yang lalu, lintah memberi sinyal akan datangnya badai dengan merayap keluar dari air; burung kenari memperingatkan akan datangnya bencana di tambang batu bara hingga tahun 1980-an; dan moluska yang menutup saat terpapar zat beracun masih digunakan untuk memicu peringatan di sistem air kota di Minneapolis dan Polandia.
Saat ini, kita memiliki lebih banyak insight mengenai tingkah laku hewan dibandingkan sebelumnya berkat tag sensor, yang telah membantu para peneliti menjawab pertanyaan-pertanyaan kunci mengenai migrasi yang menjangkau seluruh dunia dan tempat-tempat yang terkadang sulit dijangkau oleh hewan-hewan di sepanjang perjalanannya. Pada gilirannya, hewan yang diberi tag semakin menjadi mitra dalam penemuan ilmiah dan pemantauan planet.
Namun, data yang kami kumpulkan dari hewan-hewan ini masih merupakan bagian yang relatif sempit dari keseluruhan gambar. Hasilnya sering kali terbatas pada silo, dan selama bertahun-tahun tag berukuran besar dan mahal, hanya cocok untuk segelintir spesies hewan-seperti hiu harimau-yang cukup kuat (atau besar) untuk mengangkutnya.
Hal ini mulai berubah. Para peneliti bertanya: Apa yang akan kita temukan jika kita mengikuti hewan terkecil sekalipun? Bagaimana jika kita dapat memantau sampel dari semua satwa liar di dunia untuk melihat bagaimana kehidupan spesies yang berbeda saling bersinggungan? Apa yang bisa kita pelajari dari sistem data besar pergerakan hewan, yang secara terus menerus memantau bagaimana makhluk besar dan kecil beradaptasi dengan dunia di sekitar kita? Menurut beberapa peneliti, hal ini bisa jadi merupakan alat yang sangat penting dalam upaya menyelamatkan planet kita yang semakin terancam.
Perangkat yang dapat dikenakan untuk alam liar
Beberapa tahun yang lalu, sebuah proyek bernama ICARUS tampaknya siap untuk mulai menjawab pertanyaan-pertanyaan besar tentang pergerakan hewan.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Martin Wikelski, seorang direktur di Max Planck Institute of Animal Behavior di Jerman selatan dan pelopor di bidang ini, meluncurkan generasi baru sensor GPS yang terjangkau dan ringan yang dapat dikenakan oleh hewan sekecil burung kicau, ikan, dan hewan pengerat.
Martin Wikelski membayangkan sebuah sistem data besar yang memantau perilaku hewan untuk membantu kita memahami lingkungan dengan lebih baik. Fitbits untuk hewan liar ini, menggunakan analogi Wikelski, dapat menghasilkan data lokasi langsung yang akurat hingga beberapa meter dan secara bersamaan memungkinkan para ilmuwan untuk memantau detak jantung hewan, panas tubuh, dan gerakan tiba-tiba, serta suhu, kelembapan, dan tekanan udara di sekitarnya. Sinyal yang mereka kirimkan akan diterima oleh antena setinggi tiga meter yang ditempelkan di Stasiun Luar Angkasa Internasional-hasil investasi senilai €50 juta dari Pusat Kedirgantaraan Jerman dan Badan Antariksa Rusia-dan dipancarkan ke bank data di Bumi, sehingga menghasilkan peta jalur hewan-hewan tersebut secara real time saat mereka melintasi dunia.
Wikelski dan rekan-rekannya berharap proyek ini, yang secara resmi dinamai Kerja Sama Internasional untuk Penelitian Hewan Menggunakan Antariksa, akan memberikan wawasan tentang berbagai jenis hewan yang lebih luas daripada yang sebelumnya dapat mereka lacak. Proyek ini juga bertujuan untuk menunjukkan bukti konsep dari impian Wikelski selama beberapa dekade terakhir: Internet of Animals-sebuah sistem data besar yang memantau dan menganalisis perilaku hewan untuk membantu kita memahami planet ini dan memprediksi masa depan lingkungan.
Para peneliti telah meletakkan dasar selama bertahun-tahun, menghubungkan kumpulan data yang berbeda tentang pergerakan hewan, lingkungan, dan cuaca, serta menganalisisnya dengan bantuan AI dan analisis otomatis. Namun, Wikelski memiliki pandangan pada sesuatu yang lebih megah dan lebih komprehensif: dasbor di mana 100.000 hewan yang ditandai dengan sensor dapat dipantau secara simultan saat data hampir seketika mengalir dari satelit pencitraan Bumi dan sumber-sumber di darat.
Dengan menyatukan setiap cuplikan kehidupan hewan ini, kita dapat mulai memahami kekuatan yang membentuk kehidupan di seluruh planet ini. Proyek ini memiliki potensi untuk membantu kita lebih memahami dan melestarikan spesies yang paling rentan di dunia, menunjukkan bagaimana hewan-hewan merespons tantangan perubahan iklim dan hilangnya ekosistem. Proyek ini juga menjanjikan cara lain untuk memantau Bumi selama periode ketidakstabilan yang semakin meningkat, mengubah hewan-hewan penghuni Bumi menjadi penjaga dunia yang terus berubah.
Ketika ICARUS pertama kali meluncur ke luar angkasa pada tahun 2018, ia dirayakan secara luas di media. Namun, apa yang seharusnya menjadi momen kejayaan bagi Wikelski dan bidang ekologi hewan justru menjadi ujian bagi keinginannya. Antena ICARUS pertama kali mati selama satu tahun karena masalah teknis; antena itu kembali aktif tetapi baru saja selesai diuji pada Februari 2022 ketika invasi Rusia ke Ukraina menghentikan proyek tersebut.
Namun, Wikelski dan rekan-rekannya telah menggunakan waktu tersebut untuk berinovasi dan menginjili. Mereka sekarang membayangkan versi Internet of Animals yang lebih lengkap dan berteknologi maju daripada yang mereka harapkan untuk dibangun beberapa tahun yang lalu, berkat inovasi dalam teknologi pelacakan dan sistem AI dan satelit. Mereka telah membuat sensor yang lebih kecil dan lebih murah serta menemukan cara baru yang lebih terjangkau untuk bekerja di luar angkasa dengan satelit mikro yang disebut CubeSats. Upaya mereka bahkan membuat NASA menginvestasikan waktu dan sumber dayanya untuk membangun Internet of Animals.
Sekarang Wikelski dan kolaboratornya kembali berada di ambang batas, dengan CubeSat eksperimental yang berhasil mentransmisikan data sebagai bagian dari fase pengujian yang dimulai Juni lalu. Jika semua berjalan sesuai rencana, CubeSat ICARUS yang beroperasi penuh akan mulai mengumpulkan data tahun depan, dengan lebih banyak lagi peluncuran berikutnya.
Potensi manfaat dari sistem ini sangat luar biasa dan masih belum sepenuhnya dipahami, kata Scott Yanco, seorang peneliti ekologi pergerakan di University of Michigan. Mungkin sistem ini dapat membantu mencegah serangan singa gunung atau memperingatkan tentang penyakit zoonosis yang akan menyerang manusia. Hal ini dapat memperingatkan para peneliti tentang perubahan perilaku yang tampaknya terjadi pada beberapa hewan sebelum gempa bumi, sebuah fenomena yang telah dipelajari Wikelski, dan menentukan kondisi apa yang menyebabkan burung boobies di Indo-Pasifik bertelur lebih sedikit pada tahun-tahun sebelum El Nino yang kuat, atau memberi isyarat pada burung-burung penenun di Delta Niger untuk membangun sarang mereka lebih tinggi sebelum banjir.
"Anda bisa berbicara dengan 100 ilmuwan tentang hal ini," kata Yanco, "dan mereka semua akan memberikan jawaban yang berbeda tentang apa yang mereka minati."
Namun pertama-tama, banyak hal yang harus dilakukan dengan benar.
Hewan sebagai penjaga
Ketika saya pertama kali berbicara dengan Wikelski, pada awal 2022, ICARUS telah beroperasi, melacak 46 spesies dari ISS 400 kilometer di atas kepala. Mengenakan kacamata berbingkai persegi dan berbicara dengan aksen Jerman dengan nada yang tak henti-hentinya mendesak, ia bersemangat menceritakan kepada saya tentang seekor burung hitam yang diberi tanda yang melakukan penyeberangan sejauh 1.000 kilometer dari Belarusia ke Albania.
Hal itu sebenarnya cukup rutin, kata Wikelski, tetapi hampir semua hal lain yang ia lihat selama setahun terakhir dalam pengujian jalan raya lebih aneh dari yang diharapkan. Bangau putih menyeberang bolak-balik di atas Sahara lima kali dalam satu musim, tanpa alasan yang jelas. Cuckoo, yang merupakan burung penghuni pohon yang tidak cocok berada di laut dalam waktu yang lama, melakukan perjalanan tanpa henti dari India ke Tanduk Afrika. "Sekarang, setiap kali Anda melihat, aspek-aspek yang benar-benar baru muncul, dan hubungan baru muncul di seluruh benua," katanya kepada saya.
Hal ini bisa saja menjadi kekacauan yang membingungkan. Namun bagi Wikelski, ini adalah "data yang indah."
Praktik penandaan hewan untuk memantau pergerakan mereka telah digunakan selama lebih dari 100 tahun, meskipun hal ini dimulai dengan sebuah keberuntungan. Pada tahun 1820-an, seorang pemburu di sebuah desa di Afrika tengah melemparkan tombak sepanjang 30 inci yang menancap di leher seekor bangau putih. Ini menjadi penandaan pertama di dunia pada hewan liar, kata Yanco: burung itu entah bagaimana terbang kembali ke Jerman pada musim semi, membantu memecahkan misteri di mana bangau-bangau itu menghilang pada musim dingin.
Pada tahun 1890-an, para ilmuwan mulai melacak burung liar dengan memasang cincin di kaki mereka-tetapi 49 dari 50 burung yang dipasangi cincin tidak pernah terlihat lagi. Mulai tahun 1960-an, ribuan burung menerima tag radio berfrekuensi sangat tinggi yang dikenal sebagai "pinger", tetapi hanya cukup kuat untuk menyiarkan beberapa kilometer. Untuk mendapatkan data, para peneliti harus melakukan adegan pengejaran seperti dalam film kartun, di mana burung-burung yang ditandai dikejar oleh antena pelacak yang sangat besar yang diarahkan ke atap mobil, pesawat, atau pesawat layang.
Lebih dari 100 tahun yang lalu, lintah yang dipelihara dalam alat yang disebut Tempest Prognosticator memberikan sinyal akan datangnya badai dengan cara merayap keluar dari air dalam botol kaca.
Pada tahun 1820-an, seorang pemburu di Afrika tengah melemparkan tombak yang menancap di leher seekor bangau putih. Ini menjadi apa yang mungkin menjadi penanda hewan liar pertama di dunia.
NASA menemukan pelacakan hewan berbasis ruang angkasa pada tahun 1970 ketika memasang kalung pemancar seberat dua bola bowling di leher Monique si Rusa Antariksa, seorang selebriti berita lokal pada saat itu.
Selama bertugas di University of Illinois di Urbana-Champaign pada pertengahan tahun 90-an, ia mempelajari sariawan dan memacu mobil Oldsmobile di sekitar Midwest dengan kecepatan lebih dari 70 mil per jam. Dia akan berangkat saat burung-burung berkicau sekitar pukul 2 pagi, yang cenderung menarik perhatian polisi setempat. Wikelski menemukan bahwa berlawanan dengan kebijaksanaan konvensional, burung sariawan hanya menggunakan 29% energi mereka untuk migrasi semalam, lebih sedikit daripada yang mereka habiskan untuk berburu dan berlindung selama singgah. Namun, kerumitan prosesnya, yang juga melibatkan proses menangkap dan menangkap kembali burung untuk menimbangnya, meyakinkan Wikelski bahwa, di antara hal-hal lain, ia membutuhkan alat yang lebih baik.
Berpikir lebih besar (dan lebih tinggi)
Tidak segera terlihat jelas bahwa solusi untuk masalah Wikelski ada di luar angkasa, meskipun ide melacak hewan melalui satelit telah dieksplorasi beberapa dekade sebelum eksperimen Oldsmobile-nya.
Faktanya, NASA menemukan pelacakan hewan berbasis ruang angkasa pada tahun 1970 ketika memasang kalung pemancar seberat dua bola bowling di leher Monique si Rusa Antariksa, seorang selebriti berita lokal pada saat itu. (Monique sebenarnya adalah dua ekor rusa: Monique yang diurapi, yang mengenakan kerah tiruan untuk pengujian dan foto-foto pers, dan satu lagi, yang secara tidak sengaja menangkap anak panah penenang yang salah sasaran dan kemudian mendapatkan kerah pemancar satelit). Setelah Monique menemui ajalnya-satu karena kelaparan, yang lain di tangan pemburu-proyek ini juga terbengkalai.
Namun, penelitiannya terus berlanjut di Argos, sistem pemantauan cuaca yang didirikan pada tahun 1978 oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) dan badan antariksa Prancis. Sistem ini memelopori cara untuk melacak lokasi hewan yang ditandai dengan memancarkan aliran pendek data analog dan mengukur kompresi gelombang-yang disebut pergeseran Doppler-saat satelit yang mengorbit di kutub melesat di atas kepala dengan kecepatan ribuan mil per jam. Namun, cara ini hanya dapat menangkap lokasi hanya dalam jarak beberapa ratus meter saja, dan biasanya membutuhkan garis pandang yang jelas antara tag dan satelit-sebuah tantangan saat bekerja dengan hewan di bawah kanopi hutan hujan, misalnya.
Wikelski bekerja secara ekstensif dengan Argos, namun ia mendapati bahwa teknologi tersebut tidak memungkinkannya untuk menangkap data seluruh kehidupan yang sangat rinci yang ia inginkan. Pada akhir tahun 90-an, ia berada di sebuah pulau di Panama, mengeksplorasi pendekatan alternatif yang mengikuti ratusan hewan dari 38 spesies, termasuk mamalia kecil dan serangga.
Dengan menggunakan enam menara radio jarak jauh, Wikelski dan Roland Kays, yang kini menjabat sebagai direktur Laboratorium Keanekaragaman Hayati di Museum Ilmu Pengetahuan Alam North Carolina, mulai mengembangkan Automated Radio Telemetry System (ARTS), sistem pelacakan kalung radio yang dapat menembus kanopi tebal. Yang terpenting, ARTS mengungkap interaksi antar spesies - misalnya, bagaimana ocelot predator mendukung pohon-pohon palem di pulau ini dengan memakan agoutis yang mirip kelinci dalam jumlah besar, setelah hewan pengerat ini mengubur biji palem di bawah tanah sebagai camilan untuk dimakan di kemudian hari. Para peneliti juga menemukan bahwa terlepas dari apa yang diyakini semua orang, banyak dari penghuni hewan tidak tinggal di pulau itu sepanjang tahun, tetapi sering bepergian ke daratan. Kays dan Wikelski telah mendemonstrasikan secara mikro jenis-jenis wawasan yang dapat diberikan oleh pelacakan multispesies yang sangat halus bahkan di lingkungan yang menantang.
Namun Wikelski merasa frustrasi karena ia tidak dapat mengikuti hewan di luar peta. "Jika kita tidak mengetahui nasib seekor hewan, kita tidak akan pernah bisa melakukan penelitian biologi yang baik," katanya. Satu-satunya solusi adalah memiliki peta tanpa tepi.
Ini terjadi pada saat pelacak GPS menjadi cukup kecil untuk digunakan pada tag hewan. Sementara tag radio seperti yang digunakan oleh Argos memperkirakan lokasi dengan mengirimkan sinyal ke penerima, sistem GPS seperti yang ada di mobil mengunduh data dari tiga satelit atau lebih untuk melakukan triangulasi lokasi secara tepat.
Wikelski menjadi orang yang dirasuki oleh gagasan untuk menggunakan teknologi ini untuk menciptakan sistem pemantauan hewan yang benar-benar global. Dia membayangkan tag digital yang dapat menangkap data GPS sepanjang hari dan mengunggah paket data ke satelit yang secara berkala melintas di atas kepala. Ide ini menimbulkan kegembiraan sekaligus banyak keraguan. Rekan-rekannya mengatakan kepada Wikelski bahwa sistem impiannya tidak realistis dan tidak dapat diterapkan.
Pada pergantian milenium, dia mengambil posisi di Princeton dengan gagasan bahwa silsilah institusional mungkin akan mendapatkan pendengar untuk idenya yang "gila". Tidak lama setelah dia tiba, kepala Jet Propulsion Laboratory NASA datang untuk berbincang-bincang, dan Wikelski bertanya apakah badan tersebut akan mendapat manfaat dari sistem satelit yang dapat melacak burung. "Dia memandang saya seolah-olah saya berasal dari planet lain," kenang Wikelski. Namun, ia tetap bertemu dengan NASA-meskipun ia mengatakan bahwa ia ditertawakan di luar gedung. Pada saat itu, agensi tersebut tampaknya telah melupakan semua tentang Monique.
Tidak terpengaruh, pada tahun 2002 Wikelski meluncurkan ICARUS, sebuah lelucon (bagi penggemar mitologi Yunani) atas ambisinya yang tidak sopan. ICARUS bertujuan untuk menggunakan tag GPS digital dan satelit yang akan menyampaikan informasi ke pusat data di Bumi hampir seketika seperti yang dilakukan oleh sistem ARTS.
Ide besar Wikelski terus mengalami keraguan. "Pada saat itu, orang-orang mengatakan kepada kami bahwa dari segi teknologi, ini tidak akan pernah berhasil," katanya. Bahkan 10 tahun yang lalu, ketika Wikelski mengajukan proposal ke badan antariksa, ia diminta untuk menghindari teknologi digital sama sekali dan lebih memilih komunikasi gaya Argos yang sudah teruji. "Jangan menggunakan teknologi digital!" dia ingat orang-orang mengatakan kepadanya. "Hal ini sama sekali tidak mungkin! Anda harus melakukannya secara analog."
Beranjak dari pinggiran
Dalam dua dekade sejak ICARUS didirikan, komunitas ilmiah telah mengejar ketertinggalan, berkat perkembangan teknologi konsumen. Internet of Things membuat komunikasi digital dua arah dengan perangkat kecil menjadi mungkin, sementara baterai lithium telah menyusut menjadi ukuran yang dapat dibawa oleh lebih banyak hewan dan ponsel pintar membuat GPS dan akselerometer berbiaya rendah semakin tersedia.
"Kita beralih dari kondisi di mana kita tidak dapat melacak sebagian besar spesies vertebrata di planet ini menjadi membalikkan keadaan. Kami sekarang dapat melacak hampir semua hal," kata Yanco, menekankan bahwa hal ini dimungkinkan "dengan tingkat akurasi dan resolusi yang berbeda-beda."
Kemajuan penting lainnya adalah dalam sistem data, dan khususnya pertumbuhan Movebank, sebuah tempat penyimpanan data pelacakan hewan yang dikembangkan dari sistem ARTS milik Wikelski. Movebank menyatukan data pelacakan hewan terestrial dari berbagai sumber, termasuk data lokasi dari sistem Argos dan dari satelit digital beresolusi tinggi yang baru, seperti antena ICARUS di ISS. (Ada juga rencana untuk menggabungkan data CubeSat.) Hingga saat ini, sistem ini telah mengumpulkan 6 miliar titik data dari lebih dari 1.400 spesies, melacak siklus hidup penuh hewan dengan cara yang dulu hanya bisa diimpikan oleh Wikelski. Sekarang, proyek ini menjadi bagian penting dari jaringan internet hewan.
Bidang ini juga memiliki beberapa keberhasilan praktis, yang pada gilirannya memungkinkannya untuk mengumpulkan sumber daya tambahan. Pada tahun 2016 di London, misalnya, di mana polusi udara bertanggung jawab atas hampir 10.000 kematian manusia per tahun, para peneliti dari Imperial College dan perusahaan rintisan teknologi Plume Labs merilis 10 merpati balap yang dilengkapi dengan sensor untuk nitrogen dioksida dan emisi ozon dari lalu lintas. Pembaruan harian (yang di-tweet oleh akun Pigeon Air Patrol) menunjukkan bagaimana jalur yang dilewati merpati di lingkungan sekitar menunjukkan titik-titik polusi yang terlewatkan oleh stasiun cuaca.
Diego Ellis Soto, seorang peneliti NASA dan kandidat PhD Yale yang mempelajari ekologi hewan, menyoroti sebuah eksperimen dari tahun 2018: kawanan bangau dipasangi kalung GPS beresolusi tinggi untuk memantau pergerakan udara yang mereka temui di atas lautan lepas. Bangau yang dipasangi kalung GPS mampu menangkap data langsung tentang turbulensi, yang sangat sulit diprediksi oleh maskapai penerbangan.
Di antara peran penting sensor hewan ini adalah salah satu peran yang pernah dianggap eksentrik: memprediksi cuaca dan pola iklim dunia yang berubah dengan cepat. Hewan yang dilengkapi dengan sensor suhu dan tekanan pada dasarnya bertindak sebagai pelampung cuaca yang bebas berkeliaran yang dapat memancarkan pembacaan dari area yang tidak terlayani oleh stasiun cuaca, termasuk wilayah kutub, pulau-pulau kecil, dan sebagian besar wilayah Selatan. Satelit kesulitan untuk mengukur banyak variabel lingkungan, termasuk suhu laut, yang juga bisa sangat mahal untuk dikumpulkan oleh drone. "Delapan puluh persen dari semua pengukuran suhu permukaan laut di Antartika dilakukan oleh anjing laut gajah, dan bukan oleh robot atau kapal pemecah es," kata Ellis Soto. "Anjing laut ini bisa berenang di bawah es dan [melakukan] hal-hal yang tidak bisa dilakukan oleh robot." Anjing laut sekarang ditandai setiap tahun, dan data yang mereka kumpulkan membantu menyempurnakan model cuaca yang memprediksi El Nino dan kenaikan permukaan laut.
Ketika antena ICARUS dipasang di ISS pada bulan Agustus 2018, antena ini tampaknya siap untuk membuka lebih banyak lagi kemampuan dan penemuan. Dalam masa pakai antena yang singkat, proyek ini merekam pergerakan kelelawar, burung, dan kijang dalam waktu yang nyaris seketika, dari Alaska hingga pulau-pulau di Papua Nugini, dan mentransfer data ke Movebank. Namun, ketika eksperimen itu terhenti sebelum waktunya, Wikelski tahu bahwa ia harus melakukan sesuatu yang berbeda, dan ia menyusun sebuah rencana agar ICARUS bisa terus berlanjut-entah itu bisa mengandalkan badan antariksa besar atau tidak.
Bidikan lain
Alih-alih menggunakan sistem satelit besar, inkarnasi baru ICARUS akan menggunakan CubeSats: satelit mikro berbiaya rendah dan siap pakai yang diluncurkan ke orbit rendah Bumi (sekitar ketinggian yang sama dengan ISS) dengan biaya sekitar 800.000 dolar AS, yang berarti negara-negara berkembang yang memiliki ambisi luar angkasa dapat menjadi bagian dari proyek ini. CubeSat juga menawarkan keuntungan berupa cakupan yang benar-benar global; jalur orbit ISS berarti tidak dapat menangkap sinyal dari daerah kutub yang lebih jauh ke utara daripada Swedia bagian selatan atau lebih jauh ke selatan daripada ujung Chili.
Saat ini ada satu CubeSat ICARUS yang sedang diuji coba, setelah diluncurkan ke orbit musim panas lalu. Jika semuanya berjalan lancar, CubeSat yang didanai oleh Max Planck Society, bekerja sama dengan Universitas Bundeswehr Munich, akan diluncurkan pada bulan April mendatang, disusul oleh CubeSat lainnya pada musim dingin 2025, dan-mereka berharap-satu lagi pada tahun 2026. Setiap penambahan lebih lanjut memungkinkan tag untuk mengunggah sekali lagi per hari, meningkatkan resolusi temporal dan membawa sistem lebih dekat ke pelacakan yang benar-benar real-time.
Memasang sensor GPS yang ringan dan murah pada hewan-hewan kecil, seperti yang ada pada burung hitam ini, dan memantau pergerakan mereka di seluruh dunia dapat memberikan wawasan tentang dampak global perubahan iklim.
Wikelski dan rekan-rekannya juga telah mendedikasikan diri mereka untuk membuat tag yang lebih kecil lagi. Mereka hampir mencapai tujuan untuk membuat ukurannya menjadi tiga gram, yang secara teori memungkinkan untuk melacak lebih dari separuh spesies mamalia dan sekitar dua perlima burung, ditambah ratusan spesies buaya, kura-kura, dan kadal. Tag ICARUS juga kini lebih murah (hanya seharga $150) dan lebih cerdas. ICARUS mengembangkan sistem AI-on-chip yang dapat mengurangi penggunaan energi hingga berkali-kali lipat untuk mengurangi ukuran baterai, jelas Wikelski. Ada juga tag baru yang sedang diuji oleh para ilmuwan dari University of Copenhagen dan institut Wikelski di Max Planck yang memanen energi dari gerakan hewan, seperti jam tangan yang dapat berputar sendiri. Terakhir, sensor ICARUS baru ini juga dapat diprogram ulang dari jarak jauh, berkat komunikasi dua arah bergaya Internet of Things. Ekosistem baru pembuat tag-profesional dan DIY-semakin menurunkan harga, inovasi sumber terbuka, dan memungkinkan eksperimen.
Namun, tidak semua orang percaya pada ICARUS. Para kritikus mempertanyakan biayanya dibandingkan dengan inisiatif pemantauan terestrial yang sudah ada seperti MOTUS, program konservasi burung nasional Kanada yang menggunakan jaringan 750 menara penerima. Yang lain berpendapat bahwa para peneliti dapat memanfaatkan lebih baik ribuan hewan yang telah dilacak oleh Argos, yang sedang meningkatkan tag yang lebih akurat dan juga akan meluncurkan serangkaian CubeSats. Total biaya sistem ICARUS yang terealisasi sepenuhnya - 100.000 hewan dalam satu waktu, beberapa di antaranya mati atau menghilang ketika hewan baru diberi tag - adalah sekitar $ 10 juta hingga $ 15 juta per tahun. "Jika Anda berpikir tentang cara menandai rusa atau domba bighorn, Anda mungkin perlu menyewa helikopter dan seluruh tim serta dokter hewan," kata Ellis Soto, yang telah lama berkolaborasi dengan Wikelski. "Jadi biayanya bisa sangat, sangat membatasi."
Namun, para pendukungnya berpendapat, inisiatif ini akan menghasilkan lebih banyak informasi daripada misi luar angkasa pencitraan Bumi lainnya dan jauh lebih murah daripada mengirim manusia atau pesawat tak berawak untuk mengumpulkan data dari lokasi terpencil seperti lapisan es di kutub. Wikelski juga menekankan bahwa tidak ada satu entitas pun yang akan menanggung biayanya. Dia bekerja sama dengan komunitas lokal di Bhutan, Afrika Selatan, Thailand, Cina, Rusia, dan Nigeria dan mendapatkan permintaan dari orang-orang di seluruh dunia yang ingin menghubungkan tag ke ICARUS. Dengan satelit yang murah dan tag yang murah, ia melihat rute untuk meningkatkan skala.
Bahkan ketika ICARUS menjelajahi masa depan akar rumput, salah satu perubahan terbesar sejak peluncuran awal adalah dukungan yang diterima teknologi Internet of Animals dari raksasa terbesar di bidang ini: NASA. Badan antariksa Amerika Serikat tersebut kini telah memasuki tahun kedua dari proyek lima tahun untuk mengeksplorasi bagaimana mereka dapat terlibat lebih jauh dalam membangun sistem semacam itu. "Kami sangat fokus pada pengembangan konsep misi masa depan yang akan datang setelah rangkaian misi ICARUS saat ini," kata Ryan Pavlick, seorang peneliti penginderaan jarak jauh keanekaragaman hayati di Jet Propulsion Laboratory NASA. Pada tahun 2024, hal ini berarti "studi arsitektur" yang bertujuan untuk memahami sistem teknis apa yang dapat memenuhi kebutuhan pelacakan hewan dari para pemangku kepentingan, termasuk NOAA, Dinas Perikanan dan Satwa Liar AS, dan Survei Geologi Amerika Serikat.
Meskipun proyek NASA bertujuan untuk memberikan manfaat bagi masyarakat Amerika, Internet Hewan yang terealisasi sepenuhnya akan bersifat global dan lintas spesies. Saat kami berbicara pada November 2023, Wikelski baru saja menelepon untuk mendiskusikan bagaimana ICARUS dapat membantu memantau "kesepakatan global untuk alam" yang ditetapkan oleh konferensi keanekaragaman hayati COP15 PBB, yang targetnya termasuk mengurangi tingkat kepunahan hingga 10 kali lipat.
Jill Deppe, yang memimpin Inisiatif Burung Migran National Audubon Society, memiliki antusiasme yang tinggi tentang bagaimana Internet of Animals dapat mempengaruhi organisasi seperti miliknya. Selama satu abad, Audubon telah menyaksikan burung-burung yang bermigrasi menghilang dalam perjalanan ke Chili atau Kolombia. Sebuah sistem yang dapat memberi tahu kita di mana burung-burung mati di seluruh Belahan Bumi Barat akan memungkinkan Audubon untuk secara tepat menargetkan investasi dalam perlindungan habitat dan upaya mengatasi ancaman, katanya.
"Pekerjaan konservasi kami di lapangan semuanya dilakukan dalam skala lokal," kata Deppe. Untuk burung yang bermigrasi, ICARUS dapat menghubungkan momen-momen yang terisolasi ini ke dalam sebuah alur cerita yang menjangkau benua: "Bagaimana semua faktor dan proses tersebut berinteraksi? Dan apa artinya bagi kelangsungan hidup burung-burung tersebut?"
Dasbor Movebank yang terus diperbarui juga memungkinkan tindakan konservasi yang lebih dinamis. Pantai dapat ditutup saat burung pantai yang kelelahan mendarat, pembangkit listrik tenaga angin dapat menghentikan turbin saat kelelawar bermigrasi, dan petani yang sadar akan konservasi-yang telah bertujuan untuk membanjiri ladang atau mengeringkannya pada waktu yang tepat bagi kawanan burung yang bermigrasi-dapat melakukannya dengan pengetahuan yang nyata.
Sebagai gantinya, apakah hewan akan benar-benar membantu kita melihat masa depan iklim planet ini?
Komentar
Posting Komentar