Metody monitoringu

V současnosti se v České republice i ve světě využívají nejrůznější metody pro zjišťování údajů o velkých šelmách – o jejich početnosti, struktuře populace, určení velikosti domovského okrsku, ekologie, výskytu a kontaktu s lidmi. Získání takovýchto informací je podmíněné určitou systematičností práce. Zde jsou uvedeny nejúčinnější metody. Kombinací metod se mohou v delším časovém horizontě získat celkem reálné údaje o sledovaných druzích.

V základě lze metody monitoringu rozdělit na invazivní a neinvazivní.

Neinvazivní metody

Výhodou je získávání přesných záznamů o zvířeti, aniž by bylo zvíře vystaveno manipulaci a stresu. Vzorky jsou získávány od většího počtu jedinců za nulového rušení zvířete.

Typy neinvazivních metod

• Neinvazivní DNA analýzy (sběr srsti a trusu)
• Fotopasti
• Monitoring pobytových znaků
• Dotazníky a rozhovory

Také mezi těmito metodami existují rozdíly v kvalitě dodávaných výsledků. Nejvyšší vypovídající hodnotu mají údaje z fotopastí a DNA analýz. Metoda monitoringu pobytových znaků je velmi cenná a je nutným doplňkem, ale má nižší vypovídající hodnotu. Nedají se z nich totiž získat informace o jednotlivých zvířatech.

Na základě vyhodnocení pobytových znaků můžeme proto provést jen velmi hrubý odhad početnosti sledovaných druhů. Předností těchto informací na druhé straně je, že obsáhnou celé zájmové území. Tyto metody jsou významnou složkou neinvazivního monitoringu a rozšiřují informace získané na základě sofistikovanějších metod (fotopasti, analýza genetických vzorků).

1. Neinvazivní genetické analýzy

Analýza DNA je v současnosti nepostradatelnou součástí výzkumu a ochrany vzácných a ohrožených druhů živočichů. Získaná data jsou využívána nejen pro potvrzení přítomnosti daného druhu, ale i k identifikaci jedinců, sledování jejich prostorové aktivity a odhadu početnosti populace. Dalším důležitým cílem analýzy DNA je zjištění genetické variability populace na sledovaném území a srovnání s jinými populacemi.
Jako vzorek pro neinvazivní analýzu DNA lze použít prakticky jakoukoli tkáň živočicha, která obsahuje buňky s DNA. Pro výzkum málo početných a skrytým způsobem žijících druhů je možné s úspěchem využít DNA obsaženou v koříncích chlupů, v moči nebo v povrchové vrstvě trusu (buňky, které se odloupnou z epitelu střeva nebo močové soustavy). Nevýhodou neinvazivně získaných vzorků bývá většinou poměrně malé množství v nich obsažené DNA, která navíc bývá nízké kvality a je dále negativně ovlivňována působením povětrnostních podmínek, zejména vlhkosti a teploty, případně přítomností látek způsobujících její degradaci.
Neinvazivní vzorky DNA se získávají při monitorování pobytových znaků a sledování stopních drah. Z těchto vzorků bývají nejlépe využitelné chlupy, a to v případě, že jich je dostatečný počet, obsahují kořínky a jsou „čerstvé“. Chlupy velkých šelem lze najít např. na místech, kde zvíře značí svůj okrsek otíráním (rys) nebo drápáním kmenů stromů (medvěd). Chlupy je možno získávat náhodně (vytrhnuté nebo vypadnutá srst) anebo cíleně (využitím chlupových pastí).

Chlupové pasti jsou mechanická zařízení pro záchyt chlupů (angl. hair-trapping) s charakteristickou pachovou (chemickou) látkou pro monitorovanou šelmu. Při tomto cíleném záchytu chlupů nedochází k žádnému kontaktu s člověkem. Chlupové pasti jsou proto využívány zejména při získávání informací o vzácných nebo plachých druzích.

Používané chemické látky působí na šelmy jako atraktant a vyvolávají u něho reakci ve formě otírání se o předmět napuštěný daným atraktantem. Mechanickou součástí chlupové pasti může být u rysa kus koberce o velikosti cca 10×10 cm kombinovaný s pásem suchého zipu s háčky, které zvyšují efektivnost zachycení chlupů.

Chlupové pasti jsou instalovány na pařezy a kmeny stromů. Umělou alternativou jsou dřevěné kůly. Jako atraktant pro vyvolání zájmu rysa a následného otírání o chlupovou past slouží směs uměle vyráběné bobroviny (angl. castoreum) a oleje ze šanty kočičí (angl. catnip; Nepeta cataria). První látka je běžně používanou složkou loveckých návnad v Severní Americe, druhá má dlouhodobě pověst specifického kočičího atraktantu, na který odpovídá zvýšeným zájmem několik druhů kočkovitých šelem včetně rysa.

Na přivábení medvědů se používají terpentínové oleje získané z jehličnanů nebo komerčně dodávaná větřidla.

Zachycené chlupy na chlupové pasti, které mají vlasové folikuly obsahující DNA, jsou využívány jako zdroj neinvazivní DNA, která je analyzována v molekulárně-genetické laboratoři. Kvalita takto získané DNA je značně závislá na podmínkách prostředí a času, po který byly chlupy těmto podmínkám vystaveny. Zejména působení vlhkosti a vyšší teplota prostředí negativně ovlivňují kvalitu DNA, proto je vhodné provádět pravidelnou kontrolu chlupových pastí v optimálních intervalech. Protože pachové atraktanty vyvolávají zájem i jiných druhů šelem, nelze automaticky předpokládat, že získané chlupy pochází od konkrétní sledované šelmy. Musíme proto u každého získaného vzorku nejprve určit druh zvířete, ze kterého chlupy pochází. Již tato informace nám dává představu o výskytu šelem na daném území. Detailnější analýzou DNA je pak možné identifikovat jednotlivé jedince. Porovnáním vzorků z chlupových pastí umístěných v různých částech zkoumaného území se můžeme dovědět víc o prostorové aktivitě jednotlivých jedinců šelem a na základě toho odhadnout početnost celé populace.

Vzorky trusu neslouží jen pro DNA analýzu, ale také jako základ potravní analýzy – složení potravy šelem.

Velké šelmy se zpravidla vyskytují v relativně nízké hustotě populace v porovnání se stejně velkými býložravci. V porovnání s nimi produkují velmi malý počet trusů. Zatímco defekační denní dávka velké šelmy je asi 1, u býložravců (srnec, jelen) se pohybuje mezi 10-30. Z toho vyplývají problémy spojené se získáním dostatečného počtu vzorků k analýze potravy podle zbytků kořisti v šelmím trusu. Býložravci zpravidla nedokáží dokonale strávit přijímanou potravu a i v trusu se uchovávají celá pletiva, která je možné dobře identifikovat. Šelmy, živící se masem, potravu tráví mnohem dokonaleji a zejména kvantitativní určení jednotlivých konzumovaných složek je mnohem obtížnější než u býložravců. Nicméně sběr šelmího trusu a jeho analýza jsou v našich podmínkách jedinou schůdnou cestou k tomu, abychom získali potřebná data o jejich potravním chování.

Vlastní studium složení potravy spočívá v určení jednotlivých konzumovaných složek na základě nestrávených zbytků kořisti. Nejčastěji se jedná o identifikaci chlupů pomocí mikroskopu a makroskopické určení zbytků kostí, peří a jiných nestravitelných součástí potravy.

Složení potravy šelem je ovlivněno dostupnou potravní nabídkou a má zpravidla sezónní charakter. Sezónnosti musí být přizpůsobeno vyhodnocování skladby potravy a přitom musí být respektovány i případné rozdíly v charakteru jednotlivých zkoumaných oblastí.

Výhodou analýzy trusu je relativně dostupný materiál s celoročním zdrojem, z něhož lze získat více informací. Nevýhodou je pracnost, nebezpečí infekce a absence informací jako velikost a pohlaví šelmy.

2. Fotopasti

Fotopasti jsou plně automatické digitální zařízení určené pro denní i noční záznam fotografií nebo krátkých videosekvencí. K jejich aktivaci slouží pohybové a infračervené (IR) čidlo nebo světelný paprsek. U prvních fotopastí byly snímky zaznamenávány na tradiční svitkový film, současné fotopasti využívají jako medium SD karty. Nejnovější modely dokážou snímky zasílat formou MMS zpráv na mobilní telefon nebo e-mail.

V závislosti na typu fotopasti je možné nastavit například různý počet snímků pořízených při jednom spuštění fotopasti, délku videosekvence, nebo dobu, po kterou je fotopast v průběhu dne aktivní. Jednotlivé druhy fotopastí se liší nejen různými možnostmi naprogramování, ale také dobou životnosti baterií, kvalitou a barevností fotografií. Každý typ fotopasti má své výhody i nevýhody a jejich výběr závisí především na účelu jejich použití.
V případě IR fotopastí (pouze černobílé fotografie) je výhodou nízká spotřeba energie a tím podstatně delší životnost baterií a možnost nastavení sekvence několika fotografií při jednom spuštění. Velkou nevýhodou jsou ovšem jen černobílé noční (nebo při nízké intenzitě světla i denní) fotografie a jejich nižší kvalita.
U fotopastí opatřených bleskem jsou i noční fotografie barevné a za optimálních podmínek i ve velmi dobré kvalitě. Cenou za tyto výhody je ale podstatně kratší životnost baterií a nemožnost nastavení sekvence fotografií (omezená dobou dobíjení blesku).

Fotopasti by měly být rozmístěny v terénu tak, aby pokryly co největší území sledované oblasti. Měli by se umisťovat na pravidelné chodníky šelem, ke zdrojům potravy a vody, na místa odpočinku. Na každé fotografii je zaznamenán datum, čas, u některých také teplota, fáze měsíce a místo, kde byl snímek vytvořen.

Fotopasti lze zabezpečit před poškozením ocelovou schránkou a lankem pro připevnění na silné stromy.

Díky fotopastem lze získat data potřebná pro stanovení početnosti šelem, pro identifikaci jedinců, nebo pro přiřazení biologických vzorků konkrétním jedincům. Získaná data výraznou měrou přispívají ke stanovení početnosti jednotlivých druhů velkých šelem, k určení velikosti jejich domovského okrsku a spolu s dalšími údaji významně rozšiřují možnosti jejich účinné ochrany.

Při získání většího množství fotek můžeme jednotlivé zaznamenané jedince mezi sebou dobře rozlišovat na základě odchylek ve zbarvení srsti, velikosti těla, počtu mláďat vyfocených společně se samicí atd.

Dlouhodobým sledováním můžeme získat informace o vývoji věkové a sexuální struktury populace. Její předností je nízká cena, nenáročnost obsluhy a hlavně neinvazivnost.

3. Monitoring pobytových znaků

Všechny tři druhy našich velkých šelem žijí skrytým způsobem života. V přírodě se proto daleko častěji než s nimi samotnými setkáváme s jejich různými pobytovými stopami a značkami. Ty nám při pečlivém sledování mohou prozradit nejen svého původce ale i chování šelmy.

Dokumentace nálezů

Všechny druhy živočichů zanechávají v přírodě typické otisky tlap, kopýtek, spárků, pařátů či prstů. V létě se stopy nejčastěji nacházejí například v měkké půdě bez vegetace, na březích vod či ve vysychajících kalužích. Stopování v zimě bývá jednodušší, zejména na obnově sněhu nebo při oteplení, kdy staré stopy odtávají a nové jsou velmi dobře čitelné.
Při posuzování stop šelem si nejprve vyhledáme nejčitelnější otisk a nejzřetelnější část stopní dráhy. Na stopě sledujeme její velikost, počet prstů a jejich postavení, přítomnost otisků drápů, formu polštářků a otisky srsti na okrajích stopy. Velkou roli hraje také podklad, do kterého je stopa vytlačena.

Velmi důležitou součástí při posuzování stop je jejich dokumentace. Stopy (nebo jiné pobytové znaky) především vyfotografujeme s přiloženým měřidlem (svinovací metr, pravítko) nebo předmětem unifikované velikosti – tel. karta, krabička od zápalek, mince. Fotíme vždy nejlépe zřetelné stopy, kolmo k zemi a z co nejmenší možné vzdálenosti. U stopní dráhy je dobré vyfotit kromě jednotlivých stop i sled 3–4 stop za sebou (také s přiloženým měřidlem). Důležité je také na fotografii se stopní drahou zachytit okolní terén – prostředí, kterým zvíře procházelo.
U stopní dráhy se následně zaměříme na vzájemné postavení jednotlivých stop (sled), vzdálenost mezi stopami a pravidelnost kladení otisků. Stopní dráha nám vypoví nejen o způsobu pohybu jako je krok, cval, úprk nebo skok, ale také o chování zvířete vůbec .

Měření stop

Vybereme si co nejzřetelnější stopy a změříme (poznamenáme si) jejich délku, tj. vzdálenost od předního konce prstů k zadnímu okraji posledního, dlaňového (nebo patního) mozolu, nezapočítáváme však drápy, a šířku (rozměr v nejširším místě stopy). Je-li to možné, změříme takto nejméně 2 různé otisky předních a zadních tlap .

Velmi důležité je také uspořádání stop v terénu, tzv. stopní dráha. Vzdálenost mezi dvěma řádky stop téhož živočicha nazýváme šířkou kroku (rozkrok). Je daná velikostí zvířete i způsobem pohybu. Délka kroku je vzdálenost mezi dvěma po sobě jdoucími otisky téže končetiny. Změříme ji například jako délku od předního okraje stopy přední tlapy k přednímu okraji téže tlapy při následujícím kroku. Názorně to můžeme vidět na obrázku. Nejlepší vypovídací hodnotu mají měření prováděná na stopách jdoucích vrstevnicově a v kroku.
Po pečlivé fotodokumentaci můžete blíže prozkoumat okolí nálezu po stopní dráze zvířete (50–100 metrů na každou stranu), odhadneme stáří stop a místo co nejpřesněji lokalizujeme na mapě. Pokud jsou příznivé sněhové podmínky nebo pevná hlína a máme k dispozici sádru, pokusíme se zhotovit odlitek stopy. Můžete také vyrazit po stopách proti směru pohybu zvířete a pokusit se objevit jiná zajímavá místa a trochu tak proniknout do chování daného jedince (nalézt trus, omočené pařezy, místo kde šelma odpočívala nebo pozorovala okolí apod.). Nevydávejte se po směru pohybu, aby jste v případě čerstvého nálezu zvíře nerušili svým pronásledováním.

4. Dotazníky a rozhovory

Veřejný výzkum pomocí dotazníků je neméně důležitou součástí monitoringu šelem. Tak se nejlépe zjistí úroveň vědomostí a názory obyvatelstva na velké šelmy.

Invazivní metody

Metody, při nichž je zvíře stresované odchytem a následující manipulací.

Telemetrie

Telemetrie je biologická metoda umožňující dálkový bezdrátový přenos informace z vysílačky (transmitter) umístěné na divoce žijících zvířatech k přijímači (receiver). Přenos informace k přijímači může probíhat ve vzdálenosti v řádech metrů až kilometrů. Telemetrie je jedinečnou metodou, jak se o životních strategiích zvířat dozvědět více, jelikož spoustu volně žijících zvířat lze jen těžko přímo sledovat. Telemetrie nám podává informace o pohybech zvířat po areálu jejich výskytu, velikosti home range, migraci, preferenci habitatů, umístění úkrytů, sociálním chování, získávání potravy, reprodukci, přežívání a dokonce někdy i o fyziologických parametrech (tělesná teplota, srdeční tep, …).

V současné době se používají tři druhy telemetrie – radio-telemetrie využívající:

1. VHF (very high frequency) signály,
2. ARGOS nebo jiný satelitní systém,
3. GPS (global positioning systems).

Hlavními součástmi radio-telemetrického vybavení jsou vysílačky (transmitter, tag) a přijímače (receiver).

Vysílačka (transmitter, tag)

Základem vysílačky je anténa, vysílací jednotka a napájecí zdroj (solární články a stříbrné baterie). Dále může být včleněn také např. teplotní senzor. Komponenty vysílačky jsou obvykle uzavřeny v acrylovém nebo epoxidovém obalu, aby byly chráněny před nepříznivými vlivy počasí a také například hrozbou okusu zvířetem.
Vysílací jednotky lze rozdělit na VHS/UHF nebo GPS. Častějším (také nejlevnějším) typem jsou vysílače pracující na principu vysokého kmitočtu (Very High Frequency – VHF, Ultra High Frequency – UHF). K získání dat u tohoto typu vysílače je třeba, aby výzkumník sám určil lokalizaci pomocí triangulační sítě.
Při použití vysílače pracujícího na principu GPS (Global Positing System) se lokalizace děje automaticky pomocí signálů přijatých z minimálně tří satelitů. Používání vysílačů GPS je limitováno jejich vysokou hmotností (1,5–2 kg). Není tedy vhodné pro pozorování menších druhů.
Vysílačky s GPS se vypínají přiložením magnetu k vysílací jednotce (takto jsou doručovány) a spínají se odpojením magnetu. Opětovným přiložením magnetu lze vysílací jednotku deaktivovat a může tedy být prodloužena životnost vysílačky. Životnost vysílačky je závislá na její velikosti baterie – pro malé živočichy s ohledem na jejich váhu musí být použity vysílačky s menší baterií, a tím pádem i kratší životností. Dle životnosti vysílačky se pohybuje jejich cena, což může také ovlivnit rozhodování výzkumníka při jejich výběru.
Vysílačky vysílají pravidelný signál, který je na telemetrickém přijímači přenášen do pípavého zvuku. Podle síly, intenzity a pravidelnosti signálů lze určit, kde se zvíře nachází a také zda se pohybuje, nebo je inaktivní.
Než umístíme vysílačku na zvíře, je nezbytné zvážit velikost a typ vysílačky s ohledem na velikost, kondici a způsob života zvířete. Vysílačka nesmí zvířeti překážet v pohybu nebo mu jakkoliv ovlivňovat kvalitu života. V opačném případě by docházelo ke zkreslování zkoumaných výsledků. Maximální hmotnost vysílačky by se měla pohybovat do 5 % hmotnosti zvířete. Dalšími nezbytnými parametry vysílačky jsou elektrická a fyzická stabilita a také síla vysílaného signálu. Tvar a vzhled vysílačky se může lišit – forma obojku, „batůžku“ (backpack), drobná „knoflíková“ (button) či přímo vysílačkové implantáty. Vysílačku lze připojit tedy na zkoumané zvíře několika způsoby, přičemž záleží na velikosti zvířete, způsobu jeho života (např. život ve vodě, pod zemí, ve vzduchu) nebo také na tom, zda je živočich kořist nebo predátor. U šelem se využívá nejběžnější typ vysílače a tím je obojek. Obojek bývá připojen na krk zvířete. Musí být tedy zabráněno, aby límec zvíře škrtil, bránil mu v dýchání či polykání. Avšak současně se musí zajistit, aby se zvíře z obojku nevyvléklo. Při sledování mláďat nebo zvířat s měnící se šířkou krku během roku, jsou nutné roztažitelné obojky. Materiál, ze kterého jsou obojky vyrobeny, musí být odolný extrémním podmínkám a zároveň bezpečný a pohodlný pro zkoumané zvíře.

Přijímač (receiver + antenna)

Radio-telemetrovaný živočich nese vysílačku, která vysílá pulzní signál dané frekvence. Výzkumník nosí přijímací jednotku, která přijímá signál z vysílačky přes anténu. Anténa přijímaný signál zesiluje, aby jej výzkumník dobře slyšel. Anténa přijímače je většinou krátká a přijímá signály pouze z malé vzdálenosti. Proto bývá připojena kabelem velká externí anténa, která snímá signál z větší plochy a signál více zesiluje. Nejběžnější anténa je „Yagi“ nebo „H“ anténa. Výhodné je i použití připojených sluchátek (další zesílení slyšitelnosti signálu a eliminace šumů). Přijímač je nutné naladit na požadovaný frekvenční rozsah dle frekvence signálu hledané vysílačky. Některé přijímače dokážou hledat zároveň i více signálů různých frekvencí. Přijímače se liší dle váhy, velikosti a ceny a jsou napájeny bateriemi nebo adaptérem.

Lokace živočichů

Výzkumník prochází terénem, natáčí přijímač s anténou a snaží se zachytit signál z vysílačky. Jakmile je signál zachycen, výzkumník hledá směr, z něhož se signál ozývá nejsilněji (otáčením se) a následuje tento směr, přičemž neustále směr přicházejícího signálu upřesňuje. Když výzkumník určí prostor, z něhož signál přichází, může využít dohledání v blízkosti pomocí krátké citlivější antény přijímače. Příjem signálu může být však rušen nerovnostmi v terénu či příliš bujnou vegetací. Ideálně by měla být pozice vysílačky ověřena z více různých směrů. Nejčastěji používanou metodou je metoda triangulační.

Problémy využití metody radio-telemetrie

• Techniku nelze použít u všech druhů zvířat (vzhledem k jejich životní strategii či tělesné velikosti)
• Metoda časově náročná
• Drahá technika

GPS Telemetrie

GPS telemetrie podobně jako GPS navigace využívá satelity na oběžné dráze, za pomoci kterých je automaticky zaměřována pozice zvířete v předem stanovených intervalech. GPS telemetrie je mnohem přesnější a poskytuje daleko více informací než radiotelemetrie neboli VHF telemetrie. V případě, že je v době zaměřování k dispozici dostatečný počet satelitů, tj. více než tři, je velikost případné chyby zaměření uváděna v desítkách metrů.
Obojky jsou dále vybaveny senzorem aktivity, teplotním senzorem a tzv. drop-off mechanizmem, který je velmi důležitý a umožňuje dálkově odepnout obojek z krku zvířete. Hmotnost celého obojku významně ovlivňuje hmotnost použité baterie. Bohužel čím je baterie menší a lehčí, tím je i její kapacita a životnost kratší. Právě velikost a kapacita baterie je hlavním limitujícím faktorem telemetrického sledování.
Abychom mohli zvíře telemetricky sledovat, je nutné jej nejdříve odchytit. Úspěšný odchyt záleží hlavně na vysoké populační hustotě. Při nízké je velice problematický. Je důležité najít to správné místo k umístění odchytové klece, kterému předchází důsledný monitoring pomocí fotopastí a vyhledávání pobytových znaků.