Icarus startet erstes globales Forschungsprojekt

Die wissenschaftliche Pilotphase des erdumspannenden Tierbeobachtungssystems beginnt.

Eins meiner absoluten Lieblingsprojekte hat die mehrmonatige Testphase abgeschlossen. Mit „Icarus“ (International Cooperation for Animal Research Using Space) wollen die Wissenschaftler beispielsweise mehr über die Wanderrouten von Tieren herausfinden – etwa um Schutzzonen anzupassen, Klimaschutz – die folgen des Klimawandels zu dokumentieren oder auch Epidemien vorzubeugen. Zudem könnte „Icarus“ als Frühwarnsystem für Naturkatastrophen dienen: Schon länger gibt es Hinweise darauf, dass Tiere sich vor Ereignissen wie schweren Erdbeben auffällig verhalten, etwa unruhig werden.

Später noch mehr Projekte wären super: Haie, Pinguine usw. Und die Technik auf Satelliten bringen um die Abdeckung weiter zu herhöhen, um ein erdumspannendes Netz aufzubauen. Um auch Daten aus den Polarregionen zu erfassen.

„Die Datenübertragung vom Boden zur ISS funktioniert 10 bis 15 Mal besser als gedacht.“ Das höre ich gerne.

10. SEPTEMBER 2020

Mit dem satellitengestützten System zur Tierbeobachtung wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das kollektive Wissen der Tiere auf der Erde erforschen. Das Kooperationsprojekt der Max-Planck-Gesellschaft, der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat eine mehrmonatige Testphase erfolgreich abgeschlossen, in der die Tier-Sender sowie die Systemkomponenten am Boden und an Bord der Internationalen Raumstation ISS geprüft wurden. Ab Mitte September beginnt nun das erste Kontinent-übergreifende wissenschaftliche Pilotprojekt. Dabei wollen die Icarus-Wissenschaftler mehrere tausend Amseln und Drosseln in Europa, Russland und Nordamerika mit kleinen Sendern auf ihren Rücken vom Weltraum aus begleiten. Das Icarus-Projekt wurde gemeinsam mit 24 weiteren Kooperationsprojekten des Wettbewerbs „Brücken für die deutsch-russische Hochschulzusammenarbeit“ durch die Außenministerien beider Länder ausgezeichnet.

Ein Sojus-Kapsel nähert sich der ISS, im Vordergrund ist die stabförmige Icarus-Antenne zu sehen. Roskosmos

Icarus hat Mitte März 2020 seinen Testbetrieb aufgenommen. Während der technischen Testphase wurde unter anderem die Kommunikation zwischen dem Icarus-System und den Tier-Sendern simuliert sowie die Signalstärke und Übertragungszeit der Antenne überprüft.  Nachdem alle Tests erfolgreich absolviert sind, kann nun der wissenschaftliche Betrieb beginnen. „Die Datenübertragung vom Boden zur ISS funktioniert zehn bis 15-mal besser als gedacht“, erklärt der Mit-Initiator und Leiter von Icarus, Martin Wikelski, Direktor am Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie in Konstanz/Radolfzell und Professor an der Universität Konstanz. „Nun können wir mit unseren Forschungsprojekten loslegen.“

Herzstück von Icarus sind vier Gramm schwere Sender, die selbst auf kleinen Tieren wie Singvögeln angebracht werden können. Diese Messgeräte im Miniaturformat besitzen verschiedene Sensoren, die fortlaufend Verhaltens- und Gesundheitsdaten der Tiere erfassen. Auch Umweltbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Luftdruck können diese Sender aufzeichnen. Die Daten werden von einer Empfangsstation auf der ISS entschlüsselt und an die Bodenstation in Moskau übermittelt. Von dort laufen alle Daten in der Movebank zusammen, einer globalen Datenbank für Tierbewegungen.

Analyse des Zugverhaltens

Derzeit werden für eine Pilotstudie in Memmingen 5000 Sender produziert. Die Icarus-Wissenschaftler wollen damit ab Anfang September Amseln und Drosseln in Europa, Russland und Nordamerika ausstatten und das Zugverhalten der Vögel und ihre Überlebensstrategien untersuchen. Weitere 16 wissenschaftliche Projekte russischer Forscher sollen in den kommenden Monaten an den Start gehen. Darüber hinaus wollen weltweit hunderte Forschergruppen mit Icarus weitere gemeinsame Studien starten.

Einige Projekte von vielen die noch kommen werden. Haie und Pinguine möchte ich noch dazu haben. Quelle: https://www.icarus.mpg.de/4296/projekte

Mit dieser neuen digitalen Technik lassen sich aber nicht nur biologische Fragen beantworten – zum Beispiel, wohin Flughunde in Afrika fliegen und wo sie dabei auf Ebola-Viren treffen; oder wo Meeresschildkröten ihre Jugendjahre verbringen und wo die meisten davon ums Leben kommen. Icarus könnte auch für die Übertragung anderer Technik- oder Umweltdaten wie Baumwachstum, Meeresströmungen oder Gletscherschmelze eingesetzt werden. Aus den kombinierten Informationen tausender Tiere entsteht eine Zusammenschau über das Leben auf der Erde, das sogenannte ´Internet der Tiere´.

Die Technik könnte aber auch unseren Alltag verändern. „Icarus schickt ohne Zutun des Menschen kleine Datenpakete überall auf der Welt hin und her – ähnlich wie es bei der immer weiter voranschreitenden Vernetzung von Alltagsgegenständen der Fall sein wird, dem sogenannten Internet der Dinge. Icarus stellt damit ein völlig neues digitales Kommunikationssystem dar“, erklärt Martin Wikelski. Die Bedeutung von Icarus wird auch durch die Auszeichnung im Rahmen des Wettbewerbs „Brücken für die deutsch-russische Hochschulzusammenarbeit“ durch die Außenministerien beider Länder am 15. September in Berlin gewürdigt.

Quelle: https://www.icarus.mpg.de/de

ICARUS: Start des wissenschaftlichen Betriebs

Weltraumbasiertes Tierbeobachtungssystem ICARUS schließt Testphase erfolgreich ab und startet den wissenschaftlichen Betrieb mit einer weltumspannenden Studie zum Zugverhalten von Amseln und Drosseln – Gemeinschaftsprojekt des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz

Globale Tierwanderungen vom Weltraum aus beobachten – dies wird ab sofort für Tierverhaltensforscherinnen und -forscher aller Länder möglich sein. Das weltraumbasierte Tierbeobachtungssystem ICARUS hat zum 31. August 2020 seinen Testbetrieb auf der Internationalen Raumstation (ISS) erfolgreich abgeschlossen und nimmt im September 2020 seinen wissenschaftlichen Betrieb auf. Erstes Forschungsprojekt wird eine Studie zum Zugverhalten von über 2.000 besenderten Amseln und Drosseln in Europa, Russland und Nordamerika sein. Mehrere hundert Forschungsgruppen weltweit haben bereits ihr Interesse an der Nutzung von ICARUS für gemeinsame Studien im Bereich der Tierverhaltensforschung angemeldet.

Mission Icarus: Forscher enthüllen das Wissen der Tiere

ICARUS ist ein gemeinsames Projekt des Konstanzer Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz in Kooperation mit der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Wissenschaftlicher Leiter ist Prof. Dr. Martin Wikelski, Direktor am Konstanzer Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und Honorarprofessor an der Universität Konstanz. Das ICARUS-Projekt wird am 15. September 2020 im Rahmen des Wettbewerbes „Brücken für die deutsch-russische Hochschulzusammenarbeit“ durch die Außenministerien beider Länder in Berlin ausgezeichnet werden, gemeinsam mit 24 weiteren länderübergreifenden Kooperationsprojekten.

Fünfzehnmal bessere Datenübertragung als erwartet
„Die Datenübertragung vom Boden zur ISS funktioniert zehn bis fünfzehnmal besser als gedacht“, kommentiert Martin Wikelski den erfolgreichen Abschluss der viermonatigen Testphase: „Nun können wir mit unseren Forschungsprojekten loslegen“, freut sich Wikelski, der zudem Principal Investigator am Exzellenzcluster „Centre for the Advanced Study of Collective Behaviour“ der Universität Konstanz ist. Die ICARUS-Antenne war nach 17 Jahren Vorbereitung am 15. August 2018 an der Außenseite der Internationalen Raumstation angebracht worden. Nach der ersten Inbetriebnahme 2019 musste der Testbetrieb zunächst unterbrochen werden, um einen defekten On-Board-Computer auszutauschen. Mit neuem Computer konnte die viermonatige Testphase im Frühjahr/Sommer 2020 fortgesetzt und nun erfolgreich abgeschlossen werden.

Wie ICARUS funktioniert
Herzstück von ICARUS sind vier Gramm schwere Sender, die selbst an kleinen Tieren wie Singvögeln angebracht werden können. Diese Messgeräte im Miniaturformat erfassen fortlaufend Verhaltens- und Gesundheitsdaten der Tiere. Auch Umweltbedingungen wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Luftdruck können die Sender aufzeichnen. Über die im Weltraum positionierte ICARUS-Antenne können die Daten der besenderten Tiere aus allen Teilen der Welt empfangen werden – auch in entlegenen, schwer zugänglichen Regionen sowie auf den Weltmeeren. Damit wird erstmals eine kontinuierliche, weltumspannende Beobachtung von Tierwanderungen möglich, die wichtige Fragen über die ökologischen Zusammenhänge unseres Planeten beantworten kann und dabei hilft, die Tiere besser zu schützen. Alle erhobenen Daten laufen in der öffentlichen, frei zugänglichen Datenbank „Movebank“ für Tierbewegungen zusammen und können auch über die kostenlose App „Animal Tracker“ empfangen werden.

Faktenübersicht:
• Das weltraumbasierte Tierbeobachtungssystem ICARUS („International Cooperation for Animal Research Using Space“) hat zum 31. August 2020 seinen viermonatigen Testbetrieb auf der Internationalen Raumstation (ISS) erfolgreich abgeschlossen. Der wissenschaftliche Betrieb wird im September 2020 aufgenommen.
• Pilotprojekt: Studie zum Zugverhalten von über 2.000 besenderten Amseln und Drosseln in Europa, Russland und Nordamerika.
• ICARUS ist ein gemeinsames Projekt des Konstanzer Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie und der Universität Konstanz in Kooperation mit der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
• Wissenschaftlicher Leiter: Prof. Dr. Martin Wikelski, Direktor am Konstanzer Max-Planck-Institut für Verhaltensbiologie und Honorarprofessor an der Universität Konstanz.
• Das ICARUS-Projekt wird am 15. September 2020 im Rahmen des Wettbewerbes „Brücken für die deutsch-russische Hochschulzusammenarbeit“ durch die Außenministerien beider Länder in Berlin ausgezeichnet werden, gemeinsam mit 24 weiteren länderübergreifenden Kooperationsprojekten.
• Weitere Informationen zu ICARUS unter: https://www.uni-konstanz.de/universitaet/aktuelles-und-medien/aktuelle-meldungen/aktuelles/ICARUS–Tierbeobachtung-aus-dem-Weltraum-13449/

Quelle: https://nachrichten.idw-online.de/2020/09/10/icarus-start-des-wissenschaftlichen-betriebs/?groupcolor=1

Weltgesundheitsorganisation hat Interesse an ICARUS: Verhaltensbeobachtung von Tieren – Naturkatastrophen, Artensterben, Infektionskrankheiten

Ein satellitengestütztes System zur Beobachtung von Tieren soll bei der Erforschung von Infektionskrankheiten, der Vorhersage von Naturkatastrophen und dem Artenschutz helfen.

Das Ende des Podcast war interessant: Beginn des wissenschaftlichen betriebs im Spätsommer/Anfang Herbst 2020. Wikelski: „Wir brauchen die Tiere – die Weltweite Pandemie App für Tiere“. „Im Prinzip funktioniert das genauso wie eine Corona-App, nur für Tiere“, so Wikelski… Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat übrigens schon Interesse an ICARUS angemeldet. ICARUS: eins meiner Lieblingsprojekte, freue mich sehr auf den baldigen wissenschaftlichen betrieb. https://www1.wdr.de/mediathek/audio/quarks-story/audio-folge—-das-internet-der-tiere-100.html

Naturkatastrophen, Artensterben, Infektionskrankheiten – durch den Klimawandel und den massiven Eingriff des Menschen in die globale Natur- und Tierwelt werden diese Phänomene zu immer größeren Gefahren für unser gesamtes Ökosystem. Forschende weltweit arbeiten bereits an Lösungen für diese Herausforderungen. Ein Problem dabei: oftmals werden die erfassten Forschungsdaten nur lokal gespeichert, was einen Überblick über die gesamte Datenlage erschwert. Gerade in der aktuellen Pandemie zeigt sich jedoch, dass es in Zukunft immer wichtiger wird, genau dieses Wissen zu teilen, um international gegen Naturkatastrophen, Infektionskrankheiten und das Sterben zahlreicher Tier- und Pflanzenarten ankämpfen zu können.

Die internationale Kooperation ICARUS („International Cooperation for Animal Research Using Space“) will diese Wissenslücke nun schließen. Mit offen geteilten Daten über das Verhalten von Tieren und einem satellitengestützten System wollen die Forschenden die Bewältigung zukünftiger Herausforderungen erleichtern. Das Projekt wird von einer Forschungsgruppe des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie (MPI Radolfzell/Konstanz) und der Universität Konstanz geleitet. Außerdem wird es von der russischen Raumfahrtbehörde Roskosmos, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), sowie der Europäischen Weltraumbehörde ESA unterstützt.

Minisender schicken Beobachtungsdaten an die ISS

Für das Projekt werden Tiere weltweit mit Minisendern ausgerüstet. Diese schicken ihre Messdaten dann an die Internationale Raumstation ISS. Von hier gelangen die Daten an eine Bodenstation, von wo sie an die jeweiligen Forschungsteams geschickt werden. Die Sensoren selbst sind mit einem kleinen Solarpanel, einer Batterie und einer etwa 15cm-langen Antenne ausgestattet.

Während die Sender bei größeren Tieren wie Kühen oder Schafen in Ohrmarken (die sie meist ohnehin schon tragen) oder Halsbänder eingebaut werden, werden größere Vögel wie Störche mit einem Ring am Fuß und kleinere Tiere wie Fledermäuse mit einer Art Umhang versehen, an dem der Sensor befestigt ist. Die Lebensdauer der Tiere wird, laut Martin Wikelski, dem Leiter des ICARUS-Projektes am MPI, dabei nicht negativ beeinflusst. Wie können die Beobachtungsdaten aber nun konkret bei der Vorhersage von Naturkatastrophen oder der Erforschung ökologischer Veränderungen helfen?

Sensoren messen Temperatur, Luftdruck und Gesundheit der Tiere

Die Sensoren erheben verschiedene Daten. Zum einen wird, dort wo sich das jeweilige Tier gerade befindet, die Umwelt beobachtet, also die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und der Luftdruck gemessen. So können beispielsweise ökologische Veränderungen festgestellt werden. Zum anderen messen die Sensoren den physiologischen Zustand eines Tieres. Die erfassten Daten geben beispielsweise Auskunft über das Fressverhalten, die Schritte, die Körperlage oder den Gesundheitszustand eines Tieres.

Die gesammelten Daten sollen unter anderem einen Beitrag zum Artenschutz leisten. „Im Moment ist es so, dass wir nicht verstehen, wo die ganzen Tiere verlorengehen. In Europa haben wir beispielsweise 420 Millionen Singvögel verloren, also knapp 30 Prozent unserer Biomasse an Singvögeln. Hier ist es wahnsinnig wichtig für uns zu verstehen, wo es den Tieren noch gut ging und wo es Probleme gab“, erklärt Martin Wikelski, Direktor des Max-Planck-Instituts für Verhaltensbiologie, gegenüber RESET. Bei größeren Tieren wie Gazellen oder Nashörnern kann mit den Sendern zudem beispielsweise nachverfolgt werden, wo Wilderer illegal gejagt haben. Auch bei Fischen können die Forschenden mit der Besendung großer Fischschwärme erkennen, wo es beispielsweise zu Überfischung kommt.

Nicht nur für den Artenschutz, auch für die Beobachtung der Ausbreitungswege von Infektionskrankheiten ist die Tierbeobachtung essenziell. „Im Prinzip funktioniert das genauso wie eine Corona-App, nur für Tiere“, so Wikelski. Durch die Messung der Bewegungsmuster, die Interaktionen zwischen den Tieren und nachträgliche Antikörpertests im Labor könnte mit dieser Methode langfristig also die Ausbreitung von Infektionskrankheiten frühzeitig erkannt und kontrolliert werden.

„Biocaching“ mit Animal Tracker App

Eine weitere Methode, um das Verhalten von Tieren beobachten zu können bietet die Animal Tracker App. „Wenn wir mit Hilfe der Sender sehen, dass ein Tier tot ist, gehen wir entweder selbst dahin oder schicken die Position an die Animal Tracker App“, sagt Wikelski. Hobby-Tierbeobachter*innen oder Wissenschaftler*innen, die die App installiert haben, können das Tier dann fotografieren, den Sender entfernen und ihn an die Forschenden schicken. Eine neue Form von Geocaching bzw. „Biocaching“ also, mit der verhindert wird, dass die batteriehaltigen Sensoren in der Umwelt liegen bleiben. Außerdem können die im Sender gespeicherten Daten somit für eine komplette Auswertung über das Leben eines Tieres gespeichert und die Sender wiederverwendet werden. Die Nutzer*innen der App können darüber hinaus nicht nur zur Vergrößerung der Datenlage zur Verhaltensforschung beitragen, sondern auch in Echtzeit verfolgen, auf welchen Wegen sich mit Minisendern versehene Tiere weltweit bewegen.

Offene Datenbank Movebank: Das „Internet der Tiere“

Um die erhobenen Daten möglichst vielen Menschen zur Verfügung zu stellen, werden sie frei zugänglich auf der Datenbank Movebank veröffentlicht. „Die offene Datenbank hat massive Vorteile, da wir somit globale Vergleiche machen können“, berichtet Martin Wikelski. Denn: „Das Internet der Tiere kann es nur dann geben, wenn wir die Daten der ganzen Tiere zusammenschließen, offen machen und daraus lernen.“

Tracking-Daten aus der Movebank-Datenbank

Finanziert wird die Datenbank von der Max-Planck-Gesellschaft und der Universität Konstanz. Bei der Entwicklung gab es außerdem Unterstützung von der National Science Foundation, dem Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, der German Science Foundation und der NASA. Laut Website hat Movebank mittlerweile über 20.000 Nutzer*innen und Tausende Dateneigentümer von Universitäten, Regierungsbehörden und Forschungs- und Naturschutzgruppen weltweit. „Mit den Daten können wir zeigen, wie wichtig Tiere sind. Das ist dann auch das, was wir den Tieren im Gegenzug zurückgeben können“, so Wikelski.

Quelle: https://reset.org/blog/icarus-verhaltensbeobachtung-tieren-minisender-und-satelliten-07302020