小动物足迹预警:96%准确率揭秘生态危机!
1月29日,一项发表于《生态与进化前沿》(Frontiers in Ecology and Evolution)的新研究,展示了一种革命性的监测方法——通过小型动物足迹预警生态系统的变化。
在全球目光聚焦于狮子、大熊猫等明星物种存亡之际,一场更为隐蔽却破坏性巨大的危机,其实正在悄无声息地蔓延。体型微小的哺乳动物——如象鼩——正在以前所未有的速度消失,它们种群的崩溃可能对整体生物多样性造成远超其体型的冲击。这些动物是生态系统健康至关重要的指示器,能敏锐且迅速地反映环境变化,堪称自然界的“早期预警系统”。
然而,长期以来,科学界对它们的有效监测却举步维艰,因为大量关键物种外观极度相似,难以区分,传统依赖DNA分析的方法又往往过程缓慢、成本高昂且具有侵入性。
如今,这一困境迎来了突破性转机。这项新的监测技术通过分析动物足迹,以高达96%的准确率识别那些肉眼几乎无法区分的物种。
研究团队以东部岩象鼩和布什维尔德象鼩这两种极为相似的物种为测试对象,成功验证了该技术的可靠性。领导该研究的杜克大学学者Zoë Jewell博士指出,这项技术的核心动机是找到一种更符合伦理、更科学且能常规应用的生态系统监测工具,相当于“为地球把脉”。
尽管上述两种象鼩看起来一模一样,但它们的脚部结构和生态角色其实存在差异。一种专属于岩石栖息地,另一种则生活在沙质环境,各自扮演着独特的生态指示角色。研究人员利用特制的足迹收集盒,在非侵入性地获取象鼩足迹后,借助形态测量软件分析足迹图像中的形状与大小特征。他们从前足印中提炼出9个关键区分特征,并训练计算机模型进行识别。最终,在面对全新足迹样本时,该系统的物种识别准确率稳定在94%至96%之间。
这一成果首次提供了一种快速、经济、非侵入性且易于推广的方案,用于确认隐秘物种的存在、追踪其种群动态与分布范围变化。研究过程中,科学家甚至在预期范围之外发现了物种的意外分布,这突显了高效监测工具对于发现生态分布变化的紧迫价值。
Jewell博士强调,小型哺乳动物遍布全球几乎每一种生态系统,而这项灵活的技术拥有适应不同环境的潜力。未来,研究团队计划将方法拓展至更多物种,并与其他非侵入性监测技术整合,共同构建起守护生物多样性前沿的灵敏“雷达”。在生态悄然崩解之前,这些微小的足迹正传递出科学家终于能清晰解读的警告信号。
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