Das Internet der Tiere

Ein riesiges Datennetz über das Leben auf der Erde

Wenn wir an globale ökologische Überwachung denken, tun wir das meist aus einer bestimmten Perspektive: von hoch über der Erde. Wir stellen uns Satelliten vor, die den Planeten umkreisen und Bilder aufnehmen, die anschließend von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ausgewertet werden, um Umweltveränderungen wie Abholzung oder das Schmelzen von Eis zu verstehen. So wertvoll diese Methode für das Verständnis globaler Prozesse ist, sie ist nicht die einzige Möglichkeit, unseren Planeten zu beobachten.

ICARUS verbindet die Leistungsfähigkeit von Satellitentechnologie im All mit Sensoren, die von Wildtieren auf der Erde getragen werden. Auf diese Weise sehen wir nicht nur von oben, sondern auch vom Boden aus – durch die Augen der Tiere. ICARUS macht Tiere selbst zu einem globalen Netzwerk lebender Umweltsensoren – einem „Internet der Tiere“ zur Beobachtung unseres Planeten.

Tiere als lebende Sensoren

Das Internet der Tiere lässt sich gut anhand einer bekannten Analogie erklären: dem Kanarienvogel im Bergwerk. Früher nahmen Bergleute Käfige mit Kanarienvögeln mit in Kohleminen. Wurden die Vögel krank oder starben, war das ein Warnsignal für giftige Gase. Schon damals wussten wir, dass Tiere den Zustand unserer Umwelt besser wahrnehmen können als wir – und wir lernten, ihre Bewegungen aufmerksam zu beobachten.

Als frei lebende, durch die Evolution optimierte Wesen, erfassen Tiere die Qualität und den Zustand von Ökosystemen durch ihre Bewegungsentscheidungen in Echtzeit. ICARUS bietet ein globales System, um dieses tierische Wissen nutzbar zu machen und diese Bewegungsentscheidungen von überall auf der Erde auszulesen.

Im Zentrum des ICARUS-Systems stehen miniaturisierte Ortungssender, sogenannte „Fitnessarmbändchen für Wildtiere“. Diese wiegen derzeit etwa 3-4 Gramm (bald sogar nur noch 1 Gramm) und sind klein genug, um an einer viel größeren Vielfalt von Tieren angebracht zu werden als je zuvor. Die Sender kommunizieren mit leistungsstarken Empfängern auf Satelliten in etwa 400 Kilometern Höhe über der Erdoberfläche. Mit einer Abdeckung von Pol zu Pol kann ICARUS die Bewegungen von Vögeln, Fledermäusen, Meeresreptilien und Landsäugetieren weltweit kartieren.

Erster Datenabruf aus dem Internet der Tiere

Im September 2020 erreichte ICARUS einen ersten Meilenstein, als ein Sender an einer Amsel Kontakt zur Internationalen Raumstation (ISS) herstellte. Die Amsel war zuvor von Wissenschaftlern in Belarus markiert worden und zog anschließend in ihr Winterquartier nach Albanien. Während die ISS in 410 Kilometern Höhe um die Erde flog, sendete der Sender auf dem Rücken des Vogels ein 223 Byte großes Datenpaket an den Satelliten. Dieses winzige Signal, das die jüngsten GPS-Positionen des Vogels enthielt, wurde vom ICARUS-Empfänger auf der ISS empfangen und an Forschende auf der Erde weitergeleitet.

Diese Übertragung markierte den Start von ICARUS und den ersten Datenstrom in einem wachsenden Fluss von Informationen, die im ersten Jahr über unser weltraumgestütztes Trackingsystem gesammelt wurden. Die bis 2022 erhobenen Daten erfassten die Bewegungen von Hunderten von Tieren aus 15 Arten weltweit. Die ICARUS-Sender wurden speziell so designed, dass sie mit Solarenergie betrieben werden können und sehr klein sind. Dadurch konnten selbst die jahreszeitlichen Bewegungen kleiner Vögel über ein ganzes Jahr hinweg beobachtet – und bisher unbekannte Aspekte ihres Zugverhaltens sichtbar gemacht werden. So fliegen Hudson-Schnepfenvögel ohne Unterbrechung von ihren Überwinterungsgebieten im Süden Chiles nach Mexiko oder über Mittelamerika bis nach Texas (USA). Und Kuckucke überqueren auf langen Strecken den Indischen Ozean von Indien bis nach Afrika.

Im März 2022 versiegte der Datenstrom von ICARUS. Der Krieg in der Ukraine beendete die Zusammenarbeit mit Russland, das den ICARUS-Empfänger auf seinem Modul der ISS betrieben hatte. Ab 2025 werden mehrere Mikrosatelliten gestartet, um ein Netzwerk aus sechs ICARUS-Empfängern im Erdorbit zu bilden – ICARUS 2.0.

Lernen aus einem Internet der Tiere

ICARUS 2.0 wird ein Netzwerk von Datenempfängern schaffen, das eine kontinuierliche Funktion und nahezu Echtzeit-Informationen über Tierbewegungen ermöglicht. Diese Technologie erzeugt mehr als nur einzelne Tierbewegungsdaten – sie liefert hochdynamische, globale Echtzeitdaten, die eine zentrale Grundlage für das Internet der Tiere bilden.

Das Wichtige dabei ist, dass das Internet der Tiere weit über Bewegungsdaten hinaus Wissen erfassen kann. Dank technologischer Fortschritte existieren heute enorme Mengen tierbezogener Daten online, die exponentiell wachsen. Dazu gehören Informationen zu Taxonomie, Genetik, Phänotypen, Schutzstatus, ökologischen Wechselwirkungen und geografischer Verbreitung von Arten. Diese Datenbanken bündeln das gesamte Wissen über Tiere, das die Menschheit gesammelt hat – und wir verfügen inzwischen über die Werkzeuge, diese Daten zu verknüpfen und in Echtzeit auszuwerten. Dies würde einen gewaltigen Fortschritt in unserem Verständnis und Schutz der Erde bedeuten.

Hier einige Beispiele, wie wir vom Internet der Tiere profitieren können:

Schutz von Wildtieren und Lebensräumen

Durch die präzise Beobachtung von Tierbewegungen können Wissenschaftler wichtige Wanderkorridore, saisonale Sammelgebiete und kritische Lebensräume identifizieren, die geschützt werden müssen. Das System kann auch als Echtzeit-Warnsystem dienen. Naturschutzorganisationen könnten beispielsweise sofort benachrichtigt werden, wenn eine Gruppe besendeter Tiere plötzlich ein Schutzgebiet meidet oder wenn die Sender den Tod der Tiere melden – ein möglicher Hinweis auf Wilderei oder menschliche Eingriffe.

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Wissen zum Schutz der Arten von ICARUS.

Schutz von Mensch und Tier

Tierbewegungen sind entscheidend, um die Ausbreitung von Krankheiten zu verstehen. Durch das Tracking lassen sich wichtige epidemiologische Zusammenhänge erkennen und potenzielle Hotspots identifizieren, an denen Krankheiten von Tieren auf Menschen überspringen könnten (Zoonosen). So könnten Forschende durch die Beobachtung möglicher tierischer Reservoirs die Ursprünge von Krankheiten wie Ebola oder COVID-19 besser bestimmen und deren Ausbreitung über Grenzen hinweg überwachen.

Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Gesunde Tiere – gesunde Menschen von ICARUS.

Vorhersage der Zukunft

Das Internet der Tiere ermöglicht leistungsfähige ökologische Vorhersagen. Durch die Kombination aktueller und historischer Tierdaten mit anderen Informationsquellen lassen sich ökologische Ereignisse prognostizieren. Bereits heute zeigen Projekte, wie Echtzeit-Naturschutzmaßnahmen durch das Internet der Tiere möglich werden.

BirdCast etwa kombiniert aktuelle und historische Radar- und Wetterdaten und nutzt maschinelles Lernen, um 6-Stunden-Vorhersagen für den nächtlichen Vogelzug zu erstellen. Städte nutzen diese Informationen, um in besonders kritischen Nächten die Beleuchtung von Gebäuden auszuschalten und so Millionen von Vögeln vor tödlichen Kollisionen mit Fenstern zu bewahren.

Das Projekt Whale Safe verhindert Zusammenstöße zwischen großen Frachtschiffen und Walen. Es kombiniert nahezu Echtzeitdaten aus akustischen Bojen, Sichtmeldungen und Habitat-Übersichtskarten, um eine „Wal-Präsenzbewertung“ zu erstellen, die die Schiffe darüber informiert, wann sie langsamer fahren sollten, um die Tiere zu schützen.

Weitere Informationen finden Sie auf den entsprechenden ICARUS-Seiten zu Naturschutz, Krankheiten und Naturkatastrophen.