Wat laat vogels migreren als ze dat doen? Dit is een van de meest duurzame vragen van de biologie, nagedacht sinds het tijdperk van Aristoteles. Inmiddels weten wetenschappers dat migratie wordt beïnvloed door een groot aantal factoren, zowel intern als extern, van weer tot daglicht tot lichaamsklokken. Maar hoe deze factoren samenwerken om te voorspellen wanneer een bepaalde vogelsoort met zijn eigen vlucht zal beginnen, is nog steeds grotendeels een mysterie.
Een nieuw soort model kan, zo niet het mysterie oplossen, wetenschappers in ieder geval een hulpmiddel geven om migratie nauwkeurig te voorspellen.
"We hebben een voorspellingssysteem voor vogelmigratie ontwikkeld voor de hele continentale VS, en het is enkele dagen van tevoren nauwkeurig, " zegt Benjamin Van Doren, een promovendus aan de Universiteit van Oxford, die het onderzoek leidde. "Hiermee kunnen we vrij nauwkeurig het aantal vogels voorspellen dat 's nachts in het voorjaar migreert."
Van Doren en zijn team aan zowel Oxford als Cornell University hebben verschillende decennia van voorjaarsvogelmigratiegegevens en Doppler-radargegevens van de National Weather Service aan een machine learning-model doorgegeven, waarin het leert verschillende atmosferische omstandigheden te herkennen die verband houden met migratie. De sterkste factor was temperatuur - warmer weer brengt bladeren en insecten naar buiten, voedsel voor vele soorten trekvogels. Andere factoren, zoals wind, zijn ook belangrijk. Een vogel die in te winderige omstandigheden vertrekt, kan uit zijn koers worden geblazen, mogelijk in gevaarlijk gebied zoals open oceaan. Tijdens piekmigratie in mei, reizen ongeveer 420 miljoen vogels 's nachts overhead; het model kan hun vertrek tot zeven dagen van tevoren voorspellen.
Het onderzoek werd vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Science .
Voorspellen van vogelmigratie kan uitermate nuttig zijn voor instandhoudingsdoeleinden, zegt Van Doren. Vogels hebben de neiging niet te migreren in een gestage stroompje, legt hij uit, maar eerder in dramatische golven of pulsen. Als die golven van tevoren bekend waren, zouden mensen maatregelen kunnen nemen om te voorkomen dat trekvogels schade kunnen berokkenen. Dit kan onder meer het uitschakelen van lichten in gebouwen die vatbaar zijn voor botsingen met vogels of het uitschakelen van windturbines terwijl vogels passeren.
"Als we het kleine aantal nachten kunnen identificeren waarin deze enorme pulsen zich voordoen, kunnen we mensen actie laten ondernemen, " zegt Van Doren.
Kaarten voor nachtelijke migratieprognoses voor de Verenigde Staten. Warmere kleuren geven aan dat het model een groter aantal trekvogels voorspelt. (Benjamin Van Doren) De voorspelling kan ook nuttig zijn voor militaire of commerciële luchtvaartbelangen om vogelaanvaringen te voorkomen. Het is ook, nou ja, cool, en Van Doren hoopt dat het zal helpen het publiek te betrekken bij de benarde situatie van vogels en van de natuur in het algemeen.
"Ik zie vogels als echt grote vertegenwoordigers van de natuurlijke wereld omdat ze zichtbare en charismatische organismen zijn, met name trekvogels, " zegt hij.
De volgende stappen voor Van Doren en zijn team zijn het afstemmen van migratieprognoses op verschillende belanghebbenden - migratieprognoses voor bijvoorbeeld laagvliegende militaire vliegtuigen of voor gebouweigenaren die botsingen willen voorkomen. Dit houdt in dat het model wordt geleerd om meer specificiteit te bieden in termen van hoogte. Het team overweegt ook om meer en verschillende potentiële migratiefactoren aan de gegevens toe te voegen om de gegevens nauwkeuriger te maken.
Pete Marra, directeur van het Smithsonian Migratory Bird Center, is in staat om vogels op zulke schalen door de VS te zien bewegen.
Omdat het model wetenschappers helpt te begrijpen hoe het weer migratiepatronen beïnvloedt, heeft het de potentie om hen te helpen de impact van klimaatverandering op dieren in het wild te voorspellen, zegt Marra.
"Voordat we kunnen begrijpen hoe we kunnen voorspellen hoe dieren zullen veranderen als reactie op klimaatverandering, moeten we begrijpen hoe dieren in het algemeen op weer reageren, " zegt hij. "Dus dit is echt een belangrijke eerste stap."
Weerbewakingsradars meten niet alleen neerslag (geel en rood), maar ook een enorm aantal trekvogels die bij zonsondergang op de vlucht vliegen (cirkelvormige handtekeningen van blauw en groen). (Kyle G. Horton) Op dit moment kan het publiek vogelmigratiekaarten in actie zien op de Birdcast-website van Cornell. De site toont zowel driedaagse voorspellingen als realtime vogelbewegingen in de VS, die elke zes uur worden bijgewerkt.
Hoewel Van Doren nu in het VK is gevestigd, was hij deze week in New York om de 11 september te monitoren Tribute in Light, het jaarlijkse gedenkteken waarin twee oogverblindende lichtkolommen de verwoeste Twin Towers verdedigen. De kolommen zijn zo krachtig dat ze kunnen worden gezien vanuit verschillende staten rondom, en deze helderheid kan een probleem vormen voor trekvogels, die gedesoriënteerd kunnen raken en van hun koers kunnen worden getrokken. New York City Audubon heeft een oplossing bedacht om getrainde vrijwilligers in te schakelen om de dichtheid van vogels die door de lichtstralen vliegen te volgen. Als de dichtheden te hoog worden, zullen de eerbetoonorganisatoren de lichten lang genoeg uitschakelen om de vogels te laten verspreiden.
Gelukkig, zegt Van Doren, bleek het eerbetoon van dit jaar een nacht met weinig migratie te zijn, dus de organisatoren hoefden niet veel te onderbreken. Hij hoopt dat zijn werk andere mensen en organisaties zal helpen om op dezelfde manier vogelbewust te worden.
"Vogels verbinden mensen echt en zij verbinden continenten", zegt Van Doren. "Het behoud van vogels die migreren is echt een inspanning die de medewerking van mensen over de hele wereld vereist."
