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那些追尋“綠野仙蹤”的高科技

  • 發(fā)布時(shí)間:2014-11-27 01:31:01  來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  前兩天,由俄羅斯總統(tǒng)普京放生的老虎“庫(kù)賈”“烏斯京”先后來(lái)中國(guó)串門兒,而遠(yuǎn)在俄羅斯的東北虎專家對(duì)它們的行蹤掌握得一清二楚。研究者追逐野生動(dòng)物的“綠野仙蹤”時(shí)放了哪些大招?

  “對(duì)一個(gè)地區(qū)野生動(dòng)物的研究分為不同的層次和深度?!笔澜缱匀换饡?huì)北京代表處科學(xué)與政策創(chuàng)研中心首席研究員范志勇接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)介紹,第一層面是生物多樣性調(diào)查,即了解這個(gè)地區(qū)有哪些物種;第二層面是物種密度調(diào)查,即了解某個(gè)特定物種有多少數(shù)量;第三層面會(huì)對(duì)物種進(jìn)行個(gè)體識(shí)別,并研究這個(gè)動(dòng)物的行為,比如它的遷徙路線和活動(dòng)范圍等,這就涉及蹤跡跟蹤問(wèn)題。

  可穿戴設(shè)備

  無(wú)線電項(xiàng)圈:從人工收集信號(hào)到衛(wèi)星定位

  據(jù)俄塔社報(bào)道,來(lái)中國(guó)“串門兒”的老虎之一——“庫(kù)賈”近日一直在黑龍江邊徘徊。透露“庫(kù)賈”行蹤的是它脖子上安裝的GPS定位項(xiàng)圈。

  范志勇介紹,無(wú)線電項(xiàng)圈技術(shù)迄今已有幾十年歷史。早期的無(wú)線電項(xiàng)圈數(shù)據(jù)主要依賴人工收集。比如,研究者在一個(gè)固定區(qū)域收集某個(gè)物種的活動(dòng)數(shù)據(jù),會(huì)在最高的山頭上選擇三到五個(gè)點(diǎn)位安裝無(wú)線電接收器。每個(gè)項(xiàng)圈有固定的頻率,不同的頻率對(duì)應(yīng)不同的個(gè)體。動(dòng)物戴著項(xiàng)圈不斷移動(dòng),信號(hào)的方向和位置不斷改變,通過(guò)兩點(diǎn)定線的原則就能大致判斷每個(gè)個(gè)體的位置和移動(dòng)的路徑。此外,也可以對(duì)野生動(dòng)物進(jìn)行移動(dòng)追蹤,如人背著信號(hào)接收器,或?qū)⑿盘?hào)接收器安裝在馬或車輛上。

  現(xiàn)在,無(wú)線電項(xiàng)圈數(shù)據(jù)的收集更多交給衛(wèi)星來(lái)做,效率也大大提高。據(jù)報(bào)道,去年內(nèi)蒙古杭錦旗的15只藏羚羊戴上了中國(guó)航天科技集團(tuán)九院772所研發(fā)的“北斗定位項(xiàng)圈”,一年以來(lái)項(xiàng)圈發(fā)回了大量的實(shí)時(shí)信息,動(dòng)物學(xué)家據(jù)此掌握了藏羚羊遷徙的時(shí)間起始點(diǎn)、精確路徑,以及藏羚羊的大體活動(dòng)范圍。

  “無(wú)線電項(xiàng)圈越來(lái)越接近于可穿戴設(shè)備了。”范志勇說(shuō),隨著技術(shù)的升級(jí),它們不僅能判斷動(dòng)物的移動(dòng)路線和方位,還可以判斷動(dòng)物的行為、狀態(tài)。不但如此,新的技術(shù)還允許設(shè)置時(shí)間段,研究結(jié)束后自動(dòng)解鎖,以減少無(wú)線電項(xiàng)圈對(duì)野生動(dòng)物的影響或傷害。

   “獸臉識(shí)別”

  紅外相機(jī):被拍攝動(dòng)物需特征明顯

  不管是誰(shuí)放生的,東北虎作為珍稀野生動(dòng)物,到哪里都應(yīng)受到禮遇。問(wèn)題是,中國(guó)的野生動(dòng)物保護(hù)專家如何了解它們的行蹤?

  據(jù)媒體報(bào)道,“庫(kù)賈”在黑龍江省蘿北縣確實(shí)被當(dāng)成了座上賓,禮遇之一就是太平溝國(guó)家自然保護(hù)區(qū)的紅外相機(jī)由原來(lái)的60臺(tái)增設(shè)到120臺(tái)。

  自動(dòng)照相系統(tǒng)用于記錄動(dòng)物的活動(dòng)已有近半個(gè)世紀(jì)的歷史。隨著技術(shù)的進(jìn)步,帶紅外感應(yīng)器的自動(dòng)監(jiān)測(cè)相機(jī)在野生動(dòng)物研究中得到廣泛應(yīng)用。紅外相機(jī)在某個(gè)區(qū)域布點(diǎn)后,會(huì)進(jìn)行無(wú)人自動(dòng)拍攝:既可以進(jìn)行固定時(shí)間間隔拍攝,也可以由目標(biāo)動(dòng)物觸發(fā)拍攝。前者適用于目標(biāo)動(dòng)物頻繁出現(xiàn)的情況,后者則適用于目標(biāo)動(dòng)物出現(xiàn)頻率低且不可預(yù)測(cè)的情況。

  范志勇介紹,獲得野生動(dòng)物的圖像資料后,研究者通過(guò)分析動(dòng)物的外形和花紋特征,可以進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。如果某個(gè)個(gè)體頻繁地在這個(gè)區(qū)域活動(dòng),對(duì)照片上的位置進(jìn)行分析后就能大致掌握它的活動(dòng)路線。

  紅外相機(jī)個(gè)體識(shí)別技術(shù)要求動(dòng)物必須具有容易識(shí)別的特征。范志勇介紹,老虎就比較適合用紅外相機(jī)進(jìn)行個(gè)體識(shí)別,因?yàn)槊恐焕匣⒌陌呒y都是不一樣的,野生動(dòng)物研究者可以利用這一點(diǎn),在照片上選擇固定的部位進(jìn)行對(duì)比,并鑒別出不同的個(gè)體。

  值得一提的是,利用紅外相機(jī)可以直接獲得野生動(dòng)物的影像資料,為研究者了解這些動(dòng)物的行為和生活習(xí)性提供了很好的資源。前不久,布設(shè)在四川鞍子河自然保護(hù)區(qū)的紅外相機(jī)拍攝到一組野生大熊貓母子照片,熊貓寶寶似乎想在相機(jī)鏡頭前逗留,熊貓媽媽叼起它躲進(jìn)了箭竹叢后面。如果不是紅外相機(jī),這一有趣的畫面就要遺憾地被錯(cuò)過(guò)了。

  基因鑒定

  DNA提?。簶颖静荒芪廴臼呛诵膯?wèn)題

  分子生物學(xué)的發(fā)展使DNA技術(shù)在野生動(dòng)物蹤跡跟蹤中大展身手。“DNA技術(shù)最大的優(yōu)越性就是可以鑒定到個(gè)體。”范志勇介紹,從野生動(dòng)物的毛發(fā)、血液甚至糞便中都可以進(jìn)行DNA提取。不過(guò)毛發(fā)、血液的采樣一般需要對(duì)動(dòng)物進(jìn)行麻醉,糞便則不太容易發(fā)現(xiàn)。

  野生動(dòng)物學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了更為簡(jiǎn)單易行的方式——今年9月,科研人員首次從北極熊留在雪地上的足跡中提取出DNA。與上面提到的方法相比,從足跡中提取DNA優(yōu)勢(shì)十分明顯:一是對(duì)野生動(dòng)物不產(chǎn)生任何影響和傷害;二是比較容易獲得。

  據(jù)介紹,由于雪有一定的硬度,北極熊在雪地上行走時(shí)腳掌上的細(xì)胞會(huì)因受到摩擦而脫落。把北極熊的足跡鏈上若干個(gè)足跡附近的雪采集回來(lái),保證其不受污染,雪水融化后就可以在其中提取北極熊的DNA。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)大量樣本進(jìn)行基因型確認(rèn),就可以獲知北極熊種群的信息,例如個(gè)體之間的血緣關(guān)系、種群結(jié)構(gòu)等。

  能否將這個(gè)方法推廣到其他地區(qū)或其他物種?范志勇表示,獲取DNA的核心問(wèn)題就是樣本不能受到污染。北極地區(qū)物種較為單一,雪地受污染也較少,對(duì)細(xì)胞的分離和提取十分有利。但是溫帶或熱帶地區(qū)物種豐富多樣,土壤本身就含有各種各樣的生物,進(jìn)行細(xì)胞分離和清洗時(shí)難度較大?!暗降啄懿荒芡茝V,還得實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)?!?/p>

  追蹤原則

  對(duì)野生動(dòng)物的傷害要降到最低

  范志勇告訴記者,研究者會(huì)根據(jù)不同的物種、不同研究目的采取不同的方法,技術(shù)的精確性、成本、可獲得性都是必須考量的因素?!按嬖诟鞣N各樣的蹤跡跟蹤技術(shù),但幾乎沒有一種是完全通用的?!?/p>

  不過(guò),有一種理念是被廣泛認(rèn)同的——盡量減少對(duì)野生動(dòng)物的傷害。范志勇介紹,在早期的博物學(xué)家時(shí)代,對(duì)野生動(dòng)物的研究依賴于標(biāo)本,這意味著傷害甚至殺害。后來(lái)麻醉技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,但是麻醉仍然有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。“隨著國(guó)際社會(huì)保護(hù)野生動(dòng)物的呼聲越來(lái)越高,無(wú)損傷研究正在成為潮流?!狈吨居抡f(shuō)。

  新聞回放

  “庫(kù)賈”可能會(huì)在中國(guó)境內(nèi)越冬

  約兩年前 5只虛弱的小老虎在俄羅斯境內(nèi)的原始森林中被人發(fā)現(xiàn),包括2只公虎和3只母虎,隨后它們被送往老虎康復(fù)中心。2014年6月,俄羅斯總統(tǒng)普京到訪阿穆爾州自然保護(hù)區(qū)和科學(xué)家一起放生了3只在這里飼養(yǎng)的東北虎,它們分別叫做“鮑里亞”“伊洛娜”和“庫(kù)賈”。科學(xué)家們給老虎套上了GPS項(xiàng)圈,以便觀察它們的行蹤。

  10月2日衛(wèi)星定位顯示,東北虎“庫(kù)賈”游過(guò)黑龍江進(jìn)入到中國(guó)境內(nèi)。作為今年首只進(jìn)入我國(guó)境內(nèi)的俄羅斯放生東北虎,“庫(kù)賈”一入境就受到廣泛關(guān)注。

  11月9日零時(shí),在太平溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)太平河內(nèi)的遠(yuǎn)紅外線照相機(jī)拍攝到東北虎視頻。11月9日17點(diǎn)05分、10日8時(shí)18分在太平溝國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)頭道溝內(nèi)的遠(yuǎn)紅外線照相機(jī)拍攝到東北虎圖片。經(jīng)國(guó)家林業(yè)局貓科動(dòng)物研究中心有關(guān)專家鑒定后,認(rèn)為是俄羅斯入境東北虎“庫(kù)賈”。

  東北虎又名西伯利亞虎,主要分布于俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)、中國(guó)東北等地,是世界十大瀕危野生動(dòng)物物種之一。目前全球野生東北虎數(shù)量不到500只,在中國(guó)境內(nèi)黑龍江省和吉林省共計(jì)有20多只。

  跟蹤信息顯示,由俄羅斯總統(tǒng)普京放生的東北虎“庫(kù)賈”穿越國(guó)境進(jìn)入中國(guó)后繼續(xù)往南走,離俄羅斯越來(lái)越遠(yuǎn)。無(wú)國(guó)界河流聯(lián)盟協(xié)調(diào)人西蒙說(shuō),據(jù)俄方專家提供的信息,“庫(kù)賈”可能會(huì)在中國(guó)境內(nèi)越冬。西蒙希望不要給“庫(kù)賈”喂家禽類動(dòng)物,避免使其野外生存能力退化。

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