那些追寻“绿野仙踪”的高科技

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    前两天，由俄罗斯总统普京放生的老虎“库贾”“乌斯京”先后来中国串门儿，而远在俄罗斯的东北虎专家对它们的行踪掌握得一清二楚。研究者追逐野生动物的“绿野仙踪”时放了哪些大招？

    “对一个地区野生动物的研究分为不同的层次和深度。”世界自然基金会北京代表处科学与政策创研中心首席研究员范志勇接受科技日报记者采访时介绍，第一层面是生物多样性调查，即了解这个地区有哪些物种；第二层面是物种密度调查，即了解某个特定物种有多少数量；第三层面会对物种进行个体识别，并研究这个动物的行为，比如它的迁徙路线和活动范围等，这就涉及踪迹跟踪问题。

    可穿戴设备

    无线电项圈：从人工收集信号到卫星定位

    据俄塔社报道，来中国“串门儿”的老虎之一——“库贾”近日一直在黑龙江边徘徊。透露“库贾”行踪的是它脖子上安装的GPS定位项圈。

    范志勇介绍，无线电项圈技术迄今已有几十年历史。早期的无线电项圈数据主要依赖人工收集。比如，研究者在一个固定区域收集某个物种的活动数据，会在最高的山头上选择三到五个点位安装无线电接收器。每个项圈有固定的频率，不同的频率对应不同的个体。动物戴着项圈不断移动，信号的方向和位置不断改变，通过两点定线的原则就能大致判断每个个体的位置和移动的路径。此外，也可以对野生动物进行移动追踪，如人背着信号接收器，或将信号接收器安装在马或车辆上。

    现在，无线电项圈数据的收集更多交给卫星来做，效率也大大提高。据报道，去年内蒙古杭锦旗的15只藏羚羊戴上了中国航天科技集团九院772所研发的“北斗定位项圈”，一年以来项圈发回了大量的实时信息，动物学家据此掌握了藏羚羊迁徙的时间起始点、精确路径，以及藏羚羊的大体活动范围。

    “无线电项圈越来越接近于可穿戴设备了。”范志勇说，随着技术的升级，它们不仅能判断动物的移动路线和方位，还可以判断动物的行为、状态。不但如此，新的技术还允许设置时间段，研究结束后自动解锁，以减少无线电项圈对野生动物的影响或伤害。

    “兽脸识别”

    红外相机：被拍摄动物需特征明显

    不管是谁放生的，东北虎作为珍稀野生动物，到哪里都应受到礼遇。问题是，中国的野生动物保护专家如何了解它们的行踪？

    据媒体报道，“库贾”在黑龙江省萝北县确实被当成了座上宾，礼遇之一就是太平沟国家自然保护区的红外相机由原来的60台增设到120台。

    自动照相系统用于记录动物的活动已有近半个世纪的历史。随着技术的进步，带红外感应器的自动监测相机在野生动物研究中得到广泛应用。红外相机在某个区域布点后，会进行无人自动拍摄：既可以进行固定时间间隔拍摄，也可以由目标动物触发拍摄。前者适用于目标动物频繁出现的情况，后者则适用于目标动物出现频率低且不可预测的情况。

    范志勇介绍，获得野生动物的图像资料后，研究者通过分析动物的外形和花纹特征，可以进行个体识别。如果某个个体频繁地在这个区域活动，对照片上的位置进行分析后就能大致掌握它的活动路线。

    红外相机个体识别技术要求动物必须具有容易识别的特征。范志勇介绍，老虎就比较适合用红外相机进行个体识别，因为每只老虎的斑纹都是不一样的，野生动物研究者可以利用这一点，在照片上选择固定的部位进行对比，并鉴别出不同的个体。

    值得一提的是，利用红外相机可以直接获得野生动物的影像资料，为研究者了解这些动物的行为和生活习性提供了很好的资源。前不久，布设在四川鞍子河自然保护区的红外相机拍摄到一组野生大熊猫母子照片，熊猫宝宝似乎想在相机镜头前逗留，熊猫妈妈叼起它躲进了箭竹丛后面。如果不是红外相机，这一有趣的画面就要遗憾地被错过了。

    基因鉴定

    DNA提取：样本不能污染是核心问题

    分子生物学的发展使DNA技术在野生动物踪迹跟踪中大展身手。“DNA技术最大的优越性就是可以鉴定到个体。”范志勇介绍，从野生动物的毛发、血液甚至粪便中都可以进行DNA提取。不过毛发、血液的采样一般需要对动物进行麻醉，粪便则不太容易发现。

    野生动物学家已经发现了更为简单易行的方式——今年9月，科研人员首次从北极熊留在雪地上的足迹中提取出DNA。与上面提到的方法相比，从足迹中提取DNA优势十分明显：一是对野生动物不产生任何影响和伤害；二是比较容易获得。

    据介绍，由于雪有一定的硬度，北极熊在雪地上行走时脚掌上的细胞会因受到摩擦而脱落。把北极熊的足迹链上若干个足迹附近的雪采集回来，保证其不受污染，雪水融化后就可以在其中提取北极熊的DNA。在此基础上，通过对大量样本进行基因型确认，就可以获知北极熊种群的信息，例如个体之间的血缘关系、种群结构等。

    能否将这个方法推广到其他地区或其他物种？范志勇表示，获取DNA的核心问题就是样本不能受到污染。北极地区物种较为单一，雪地受污染也较少，对细胞的分离和提取十分有利。但是温带或热带地区物种丰富多样，土壤本身就含有各种各样的生物，进行细胞分离和清洗时难度较大。“到底能不能推广，还得实践来检验。”

    追踪原则

    对野生动物的伤害要降到最低

    范志勇告诉记者，研究者会根据不同的物种、不同研究目的采取不同的方法，技术的精确性、成本、可获得性都是必须考量的因素。“存在各种各样的踪迹跟踪技术，但几乎没有一种是完全通用的。”

    不过，有一种理念是被广泛认同的——尽量减少对野生动物的伤害。范志勇介绍，在早期的博物学家时代，对野生动物的研究依赖于标本，这意味着伤害甚至杀害。后来麻醉技术得到广泛应用，但是麻醉仍然有一定的风险性。“随着国际社会保护野生动物的呼声越来越高，无损伤研究正在成为潮流。”范志勇说。

    新闻回放

    “库贾”可能会在中国境内越冬

    约两年前 5只虚弱的小老虎在俄罗斯境内的原始森林中被人发现，包括2只公虎和3只母虎，随后它们被送往老虎康复中心。2014年6月，俄罗斯总统普京到访阿穆尔州自然保护区和科学家一起放生了3只在这里饲养的东北虎，它们分别叫做“鲍里亚”“伊洛娜”和“库贾”。科学家们给老虎套上了GPS项圈，以便观察它们的行踪。

    10月2日卫星定位显示，东北虎“库贾”游过黑龙江进入到中国境内。作为今年首只进入我国境内的俄罗斯放生东北虎，“库贾”一入境就受到广泛关注。

    11月9日零时，在太平沟国家级自然保护区太平河内的远红外线照相机拍摄到东北虎视频。11月9日17点05分、10日8时18分在太平沟国家级自然保护区头道沟内的远红外线照相机拍摄到东北虎图片。经国家林业局猫科动物研究中心有关专家鉴定后，认为是俄罗斯入境东北虎“库贾”。

    东北虎又名西伯利亚虎，主要分布于俄罗斯远东地区、中国东北等地，是世界十大濒危野生动物物种之一。目前全球野生东北虎数量不到500只，在中国境内黑龙江省和吉林省共计有20多只。

    跟踪信息显示，由俄罗斯总统普京放生的东北虎“库贾”穿越国境进入中国后继续往南走，离俄罗斯越来越远。无国界河流联盟协调人西蒙说，据俄方专家提供的信息，“库贾”可能会在中国境内越冬。西蒙希望不要给“库贾”喂家禽类动物，避免使其野外生存能力退化。