„Metody badania ptasich wędrówek”

12.06.2008 – 31.12.2008

siedziba Działu Przyrody Muzeum Śląska Opolskiego
– Muzeum Czynu Powstańczego w Górze św. Anny

03.02.2009 – 31.05.2009

Muzeum Śląska Opolskiego w Opolu

Scenariusz, aranżacja plastyczna i opracowanie graficzne wystawy:
Michał Wolny, Piotr Zabłocki

Wystawa ze zbiorów
Muzeum Śląska Opolskiego w Opolu
Stacji Ornitologicznej Muzeum i Instytutu Zoologii PAN w Gdańsku

Na wystawie przedstawiono różne sposoby zdobywania wiedzy o ptasich migracjach, począwszy od znakowania ptaków obrączkami po metody najbardziej zaawansowane z użyciem nadajników satelitarnych. Ekspozycję wzbogaciły preparaty sylwetkowe ptaków w liczbie 102 okazów z 80 gatunków z kolekcji Działu Przyrody Muzeum Śląska Opolskiego. Część z nich umieszczono na dioramie przedstawiającej siedliska wodno-błotne oraz sposoby chwytania ptaków celem obrączkowania – sieć ornitologiczną i pułapkę labiryntową. Na wystawie wykorzystano również archiwalne dokumenty i obrączki Stacji Ornitologicznej Muzeum i Instytutu Zoologii Polskiej Akademii Nauk w Gdańsku. Ekspozycję „ożywiono” głosami ptaków i multimedialnym pokazem zdjęć wykonanych podczas prac obrączkarskich. Wystawę w Muzeum Czynu Powstańczego w Górze Św. Anny obejrzało 4403 zwiedzających, a w Muzeum Śląska Opolskiego w Opolu 5367.

Znakowanie ptaków

Standardową i zarazem najstarszą metodą badania ptasich wędrówek jest obrączkowanie. Polega ono na zakładaniu ptakom na nogę aluminiowych lub stalowych obrączek. Każda z nich posiada wytłoczony, skrócony adres centrali obrączkowania oraz niepowtarzalny kod literowo-cyfrowy, który niczym dowód osobisty pozwala zidentyfikować ptaka przy powtórnym schwytaniu lub obserwacji, nawet po wielu latach. Znakowanie ptaków stosowane jest na całym świecie w celu poznania tras ich wędrówek, miejsc zimowania, szybkości przelotu, przywiązania do miejsc lęgowych i zimowania, długości życia oraz wielu innych aspektów biologii.
Metodę obrączkowania ptaków w celach naukowych zapoczątkował Duńczyk Hans Christian Mortensen w 1899 roku. Pierwszymi ptakami, którym założył obrączki zawierające adres zwrotny były dorosłe szpaki (164 osobniki) schwytane w budkach lęgowych. W krótkim czasie obecność kilku z nich została odnotowana w innych miejscach. W ten sposób obrączkowanie uznano za standardową metodę znakowania ptaków.
Polska Stacja Badania Wędrówek Ptaków została powołana w styczniu 1931 roku przy Państwowym Muzeum Zoologicznym w Warszawie, a jej kierownikiem został prof. Janusz Domaniewski. Znakiem rozpoznawczym stacji były metalowe obrączki z napisem „Polonia Varsovia”. Pierwszym zaobrączkowanym ptakiem w Polsce była jaskółka dymówka Hirundo rustica, której obrączkę o numerze G50150 założył 20 kwietnia 1931 roku w majątku Hruszniew w woj. lubelskim hrabia Mieczysław Mniszek Tchórznicki. Do 1938 roku dobrowolni współpracownicy w liczbie blisko 300 osób zaobrączkowali ponad 27 tys. ptaków. Jednocześnie intensywnie prowadzona akcja informacyjno-edukacyjna (m.in. wydanie 50 000 egz. plakatu reklamowego) zaowocowała licznymi wiadomościami o znalezieniu ptaka z obrączką nadesłanymi przez zwykłych ludzi. W 1938 roku stacja otrzymała ogółem 567 wiadomości powrotnych.
Wybuch II wojny światowej znacznie ograniczył działalność stacji, a jej polska nazwa została zastąpiona niemiecką – początkowo „Vogelberlingungszentrale Warschau”, później „Ornitologische Station Warschau”. Jednostką zarządzającą stało się Vogelvarte Rossitten. Odrodzenie obrączkowania ptaków w Polsce nastąpiło po zakończeniu II wojny światowej, choć informacje zwrotne przesyłane były do centrali również w trakcie jej trwania. Były to np. wiadomości powrotne przysyłane przez żołnierzy, którzy w okresie jej trwania strzelali do ptaków w celu zdobycia mięsa. W styczniu 1945 ze stacją współpracowało zaledwie 2 obrączkarzy, ale ich liczba sukcesywnie wzrastała w kolejnych latach. W roku 1957 siedzibę Stacji Ornitologicznej przeniesiono do niewielkiej wioski rybackiej Górki Wschodnie koło Gdańska, gdzie znajduje się do dzisiaj. Obecnie jest częścią Muzeum i Instytutu Zoologii PAN i pełni rolę krajowej centrali obrączkowania ptaków. Na aktualnie stosowanych obrączkach widnieje napis: Stacja Ornitologiczna Gdańsk, Poland.
Poza standardowymi obrączkami metalowymi często zakłada się ptakom kolorowe znaczniki z tworzyw sztucznych w postaci kolorowych obrączek, obróż szyjnych, znaczków skrzydłowych czy dziobowych z indywidualnym kodem alfanumerycznym. Kolorowe znaczniki są ważne szczególnie w przypadku pewnych gatunków, dla których uzyskujemy niezadawalającą liczbę wiadomości powrotnych ze standardowego obrączkowania. Liczba ta zależy od różnych czynników, np. wielkości ptaka, liczebności, częstości chwytania, zwyczajów i płochliwości oraz wielu innych. Przykładowo, aby otrzymać jedną wiadomość powrotną z mysikrólika Regulus regulus (najmniejszego ptaka w Europie) należy zaobrączkować średnio aż 700 osobników tego gatunku, tymczasem z każdego zaobrączkowanego łabędzia niemego Cygnus olor średnio otrzymujemy 3 takie informacje. Odczytanie większości małych typów obrączek najczęściej wiąże się z potrzebą schwytania ptaka lub możliwe jest tylko gdy znajdziemy ptaka martwego. W przypadku zastosowania kolorowych znaczników wielokrotnie zwiększamy prawdopodobieństwo uzyskania wiadomości powrotnej, ponieważ odczyt możliwy jest także podczas obserwacji gołym okiem lub przy użyciu sprzętu optycznego – lornetki lub lunety. Stąd też 25% stwierdzeń znakowanych łabędzi niemych czy 70% mew srebrzystych Larus argentatus stanowią właśnie odczyty kolorowych znaczników, a w przypadku łabędzia czarnodziobego Cygnus columbianus wszystkie uzyskiwane wiadomości powrotne pochodzą z odczytów obróż szyjnych.
W samej tylko Europie każdego roku obrączkowanych jest przeszło 3,8 mln ptaków, z których uzyskuje się około 90 tys. wiadomości powrotnych. W Polsce w ostatnich latach obrączkuje się ponad 128 tys. ptaków rocznie (w 2005 roku -145 724 osobniki, 2006-128 593, 2007-137 603, 2008-159 475).

Testy kierunkowe

Niezwykle interesującą i prostą metodą pozwalającą wyznaczyć kierunek przelotu ptaka jest przeprowadzanie tzw. testów kierunkowych. W doświadczeniu tym wykorzystuje się instynktowną chęć (zwaną niepokojem wędrówkowym) podążania ptaka w okresie wędrówki w kierunku w jakim odbywa przelot. Ptak po złapaniu i zaobrączkowaniu trafia na 10 minut do specjalnej klatki w kształcie płaskiego walca, którego podzielone na osiem sektorów ściany pokryte są wymienianą każdorazowo folią spożywczą. Ptak pod wpływem niepokoju wędrówkowego „kontynuuje” wędrówkę zgodnie z kierunkiem właściwym dla swojej trasy migracji, nawet po umieszczeniu w klatce. Starając się z niej wydostać pozostawia na folii ślady uderzeń dzioba, które po zliczeniu dla każdego z ośmiu przedziałów są notowane w odpowiednim miejscu w diagramie kołowym, z zachowaniem kierunków świata. Po zakończeniu doświadczenia ptak jest wypuszczany. Dla każdego badanego osobnika spisuje się również podstawowe informacje mogące mieć wpływ na intensywność i kierunek wędrówki: czynniki zewnętrzne (datę, godzinę, porę doby, zachmurzenie, widoczność słońca czy księżyca, siłę wiatru) oraz czynniki wewnętrzne (wiek, płeć, wagę i kondycję wyrażoną w stopniu otłuszczenia). W Polsce tego typu testy wykonywane są m.in. na punkcie obrączkowania ptaków tzw. Akcji Bałtyckiej. Metoda ta umożliwia poznanie kierunku migracji osobnika złapanego w celu oznakowania, zanim uzyskamy o nim jakąkolwiek wiadomość powrotną.

Telemetria satelitarna

Telemetrię satelitarną stosuje się do śledzenia wędrówek zwierząt już od lat 70-tych XX wieku. Ze względu na znaczne rozmiary nadajników początkowo metodę tę wykorzystywano tylko w przypadku dużych zwierząt lądowych (słoń indyjski Elephas maximus, niedźwiedź polarny Ursus maritimus, wielbłąd jednogarbny Camelus dromedarius) i morskich (żółw caretta Caretta caretta, żółw skórzasty Dermochelys coriacea, rekin olbrzymi Cetorhinus maximus, płetwal błękitny Balaenoptera musculus, foka kapturowa Cystophora cristata). Od połowy lat 80-tych dzięki miniaturyzacji urządzeń możliwe stało się zakładanie nadajników satelitarnych ptakom. Rozpoczęto śledzenie tras migracji bielika amerykańskiego Haliaetus leucocephalus, petrela olbrzymiego Macronectes giganteus, łąbędzia trąbiącego Cygnus buccinator i czarnodziobego Cygnus columbianus oraz albatrosa wędrownego Diomedea exulans. Dzięki dalszemu postępowi technologicznemu i znacznemu zmniejszeniu urządzeń możliwe stało się zakładanie nadajników coraz to mniejszym gatunkom ptaków. Zainstalowanie baterii słonecznych znacząco wydłużyło czas pracy urządzeń i zwiększyło częstotliwość nadawania sygnałów, wprowadzenie zaś odbiorników GPS zwiększyło dokładność odczytu położenia śledzonego obiektu, którego lokalizację wyznacza się w oparciu o zjawisko Dopplera. Do dokładnego odczytu potrzebne jest odebranie 4 sygnałów z nadajnika, podczas jednego przejścia satelity nad obiektem. Na obszarze Polski możliwe jest otrzymanie 20 odczytów pozycji nadajnika w ciągu dnia. Każdorazowe odebranie sygnału z nadajnika można traktować jak „wiadomość powrotną” o zaobrączkowanym ptaku. Dlatego też zastosowanie telemetrii satelitarnej w badaniach nad wędrówkami umożliwia uzyskanie unikatowych danych o ptasich wędrówkach (przebiegu całej trasy przelotu, szybkości lotu i czasie pobytu w miejscach odpoczynku i zimowania), często niemożliwych do uzyskania standardowymi metodami, szczególnie z obszaru biednych państw afrykańskich, z których zazwyczaj nie uzyskuje się wiadomości powrotnych. Przykładowo jeden z bocianów białych Ciconia ciconia wyposażonych w nadajnik satelitarny w Niemczech, który wysyłał sygnały przez 10 lat dostarczył cennych danych z 6 podróży z Europy na zimowiska i z powrotem. Okazało się między innymi, że pojedynczy osobnik może w kolejnych latach wykorzystywać zupełnie inne miejsca zimowania (od 7 do 10 tys. km od miejsca lęgowego). Niestety liczba przebadanych osobników z poszczególnych gatunków jest ciągle ograniczona wysokimi kosztami nadajników. Wciąż także istnieją pewne ograniczenia związane z wielkością urządzeń i możliwością stosowania ich w badaniach małych ptaków. Pomimo tych ograniczeń w przypadku rzadkich i zagrożonych gatunków metoda ta pozwala uzyskać w szybki sposób cenne dane, które mogą być wykorzystane przy planowaniu i organizacji ich ochrony.