昆山杜克高校等开掘脚印可辨识竹熊个体及性别

2019-10-10 作者:奥门金沙手机娱乐网址   |   浏览(90)

图片 1野外大熊猫栖息地。摄影:李彬彬

《中国科学报》 (2017-12-26 第4版 综合)

图片 2摄影:李彬彬

该方法可以通过对个体和个体间的差异进行区分比较,从而确定个体及数量。但也需要收集3个以上的足迹来保证预测准确性。“大熊猫野外栖息地地形复杂,开展工作会很困难。因此我们特意设计一些方法来减少这些因素的影响,并推荐一套野外使用的规范流程,提高野外足迹收集效率。”昆山杜克大学助理教授李彬彬说。

动物的足迹类似于人的指纹,不仅可以用于分辨动物的物种,也隐含着个体特异的信息。通过对足迹照片的分析, 可以确定动物个体的身份。

昆山杜克大学等发现足迹可鉴别熊猫个体及性别

同时,希望对足迹的观察与收集,也可以增加公众参与和公民科学。毕竟,野外见个大熊猫,实在很难。以后到开放的大熊猫栖息地的游客,可以就三两个人,在林子里漫步,静悄悄地去寻找地上熊猫的痕迹,几张足迹照片,就可以帮助确定这是不是一只未知的滚滚,了解一段他或是她的故事。(编辑:明天)

野外鉴别大熊猫是个难题,传统的个体识别方法和DNA识别法都存在局限性。找到准确率高、成本低、非入侵性调查方法一直是研究人员的梦想。通过对圈养已知熊猫的足迹进行收集分析,研究人员根据大熊猫野外地表介质复杂、地形复杂等特点,利用稳健的交互验证判别分析和聚类分析法,研发出针对大熊猫的个体识别算法及模型。通过利用已知圈养熊猫个体在圈养及野外条件下的足迹进行模型验证,个体识别准确率可以达到90%。

我们希望通过开发一个低费高效的调查方法,利用起以前传统山野观察能得到的信息,让野外工作人员可以摆脱对国家每十年一次的熊猫调查,或者外部科研团队的依赖,能够及时、独立地追踪评估自己保护区域内种群变化的能力——利用自己熟悉山野的特点,评估管理成效,或是回答自己的疑问,到底我的山里,有多少只熊猫,多少只公猫多少只母猫,它们的数量变化是什么样子。毕竟,他们是奋斗在保护第一线的战士,除了经验和常识,他们也需要科学的答案。

本报讯足迹类似于人的指纹,也隐含着个体特异的信息。日前,昆山杜克大学、美国杜克大学、美国SAS公司与中国大熊猫研究中心合作,找到利用熊猫足迹鉴别其个体及性别的方法。相关成果发布于《生物保护》。

图片 3卧龙基地罢工的熊猫,圈养熊猫足迹收集也不容易。摄影:李彬彬

新鲜的大熊猫粪便外会包裹一层由肠道分泌的黏膜,主要目的是保护大熊猫肠道。但这层粘膜里也包含了大熊猫的遗传信息。利用DNA微卫星法准确率高。但这个方法存在很大的局限性,需要非常新鲜的粪便才能有效提取DNA,并且花费大、需要专门的实验室和研究人员进行分析。

于是在近些年来,出现了第二种方法:DNA识别法。第四次大熊猫调查中也应用了这种新方法。

然而,很多地方,我们正在丧失这些智力与技能。老一辈有经验的人慢慢离开工作的岗位,年轻的护林员渐渐无法通过足迹来识别物种,更不用说离自然越来越远的城市人。虽然我们有各种新型的技术来调查动物,但是实地的工作和对环境-物种间的关系却无法用这些来代替。

对于性别,这个无法通过外表或是咬节法区分的特征,足迹识别法同样可以达到91%的准确率。滚滚傍地走,安能辨我是雌雄?通过它们的爪印,这个不再是不可知的谜题了。

第一种,传统的个体识别方法称做咬节法——全国大熊猫第三次和第四次调查中使用的就是这种方法。

图片 4整合了熊猫足迹识别功能的JMP软件

这个方法需要收集6个以上的足迹来保证预测准确性。尽管我们也用少于6个足迹的个体来探测我们模型的算法,准确率也达到了89%,但是在野外,我们还是希望可以尽量多的收集足迹,来确保准确性。野外只需要一把直角尺和一个能照相的手机,就可以进行数据采集。我们同时推荐一套野外使用的规范流程,包括将山脊或是河谷兽径作为采集足迹地点重点,利用雪地或是泥地进行采集,提高野外足迹收集效率,并降低野外工作难度。 

根据2015年第四次全国大熊猫调查公布的结果,我们有1864只大熊猫生活在野外。除了整体的种群数量,不同的研究人员也需要知道自己的研究地区有多少熊猫,他们又该如何得知呢?

记得第一次野外研究,惊讶于当地野外的向导可以从脚印里判断一个斑羚如何在不久前从山上慌乱跑下,绕过大树和岩石,一路夺命狂奔。在非洲,当地居民可以通过足迹辨认出熟悉的个体。这种对足迹的观察和思考,其实也是智力的一部分,叫做自然观察智力(Naturalist Intelligence),是和数学逻辑智力、语言智力、身体动觉智力等并列的一部分。

最早听说这个事情还是在美国杜克大学读博士的时候。那个时候,我的合作者Sky Abigail以及Zoe Jewell (JMP软件研究人员,杜克大学兼职教授,WildTrack共同创始人)来给了个讲座,内容就是介绍他们利用足迹来为不同物种做个体鉴别的工作。当时我便起了兴致,为什么不为熊猫也开发一个算法?

因此除了促进熊猫保护,也希望通过我们的技术,能把找寻足迹变成一件创新、有科技含量、有意思、可以吹牛的事情,留住我们对环境的观察力。

本文由奥门金沙网址发布于奥门金沙手机娱乐网址,转载请注明出处:昆山杜克高校等开掘脚印可辨识竹熊个体及性别

关键词: