https://frosthead.com

Kõrgtehnoloogilised ja inimlikud viisid saavad bioloogid tuvastada üksikuid loomi

Alates telefoni avamisest kuni tapmise lahendamiseni kasutatakse igapäevases elus sõrmejälgi, et eristada inimesi. Igal inimesel on iga numbri otsas ainulaadne servakujuline serv, mis on biomeetriline tunnus või mõõt, mida saab kasutada üksikisikute eristamiseks. Millised füüsilised omadused eristavad teisi loomi üksteisest?

Varem on teadlased tuginenud üksikute loomade tuvastamise väliselt kehtestatud meetoditele, näiteks jalgade või käepaelad, kaelarihmad, varvaste lõikamine, kõrvade sälgud, kaubamärgid või tätoveeringud. Sellised meetodid on sageli invasiivsed ja võivad liikumist või kamuflaaži takistades muuta käitumist, loomi vigastada või suurendada kiskjate vastuvõtlikkust.

Viimase kümnendi jooksul on bioloogid välja töötanud uusi kõrgtehnoloogilisi viise loomade ainulaadsete omaduste kasutamiseks, et eristada indiviide minimaalse füüsilise segavusega. Invasiivsete või häirivate märgistamistehnikate vajaduse kaotamiseks on teadlased hakanud tuginema biomeetriliste tehnoloogiate ja loomade ainulaadsete omaduste kombinatsioonile, võimaldades looduskaitsjatel jälgida üksikisikuid loomadele liigset stressi tekitamata.

Sebra triibud

Sebra triibud (Alamy)

Teadlased pole kindlad, miks sebral on triibud, kuid nad arvavad, et märgistused võivad olla kamuflaaž, looduslik päikesekaitsekreem või isegi kahjuritõrjevahend. Triibud teenivad teadlastele ka erinevat eesmärki: Igal sebral on triipude ainulaadne konfiguratsioon, mis võimaldab looduskaitsjatel jälgida sebra populatsioone ilma loomi füüsiliselt sildistamata.

2011. aastal lõi Princetoni ülikooli ja Chicago Illinoisi ülikooli ühisprojekt StripeSpotteri - tasuta avatud lähtekoodiga arvutiprogrammi looduses olevate loomade tuvastamiseks. Tarkvara teisendab sebra külgade digitaalsed fotod horisontaalsete, mustvalgete pikslitega ribade seeriaks, mis loob iga looma jaoks ainulaadse “StripeCode”, mis sarnaneb vöötkoodiga. Tarkvara kasutatakse praegu Keenias tasandike ja ohustatud Grevy sebrade jaoks sebraprindi andmebaasi ehitamiseks.

Hiire kõrvad

Hiire kõrvad (Alamy; teadusuuringute värav)

Laborites kasutatavaid närilisi on traditsiooniliselt tähistatud tätoveeringute, kõrvaklambrite või implantaatidega, kuid hiljutised uuringud valgustavad potentsiaalset alternatiivi, mis on tõhusam, kulutõhusam ja minimeerib loomadele valu.

Ajakirjas Lab Animal 2007. aastal avaldatud uuring kirjeldab üksikasjalikult kavandatud üleminekut füüsiliste siltide asemel biomeetrilistele identifikaatoritele. Teadlased saavad oma karvaseid katsealuseid jälgida, pildistades näriliste kõrvades ainulaadseid veresoonte mustreid. Ehkki see tehnoloogia võib uurimislaborites olla hindamatu väärtusega, on see siiski eksperimentaalne - algoritm eksib aeg-ajalt karusnaha mustritesse või volditud kõrvade moonutustena veenidena.

Lehma ninad

Lehma ninad (Alamy; Nebraska ülikool)

1921. aastal avastasid põllumehed, et kui nad varvasid oma veise koonu tindiga ja ninasid paberile surusid, olid saadud pildid sama unikaalsed kui inimese sõrmejäljed. Lehmadel on ülahuulte ja nende ninasõõrmeotste vahel naha all mitmeid näärmeid, mis loob igale inimesele eristatava harjase mustri.

Ninatrükkide loomine on vähem invasiivne kui tüüpilised kõrvamärkimis- või kaubamärgimeetodid, kuid meetod on aeganõudev ja seda on suures plaanis keeruline kasutada. Kuid 2015. aastal lõid Beni-Suefi ülikooli Egiptuse teadlased veiste koonide selgete tunnuste tuvastamiseks arvutipõhise tehnika, kasutades tindi ja paberi asemel algoritme.

Programm tuvastab isikud õigesti 96 protsenti ajast, traditsioonilised meetodid on aga vaid 90 protsenti täpsed. See on eriti kasulik ka aretus- ja terviseandmete taludes. Viimastes patentides soovitatakse kasutada kadunud koerte leidmiseks sarnaseid ninatrüki tehnoloogiaid.

Nahkhiire tiivad

Nahkhiire tiivad (Alamy; USDA)

USA metsateenistuse teadlane Sybil Amelon ja Missouri ülikooli kolleegid visandavad ajakirja Journal Mammalogy 2017. aasta numbris lahenduse probleemile, mis on teadlasi aastakümneid komistanud: kuidas mitteinvasiivselt sildistada üksikuid nahkhiiri.

Kui seni on teadlased USA ja Kanada 44 nahkhiirte sildistamiseks peaaegu täielikult sõltunud ribadest, siis Amelon ja tema meeskond on leidnud parema viisi. Nahkhiirte kiulistel tiibadel olevate kollageen-elastiini kimpude mustrite uurimisega saavad teadlased eristada üksikisikuid, ilma et nad peaksid loomi püüdma ja märgistama.

Teadlased kasutasid tiibkollageeni identifitseerijana paljudes nahkhiirteliikides, analüüsides väikeste pruunide nahkhiirte, põhjapoolsete pikkade kõrvahiirte, suurte pruunide ja kolmevärviliste nahkhiirte tiibu. Süsteem on väga tõhus, 96-protsendilise edukusega isegi seenekahjustustega nahkhiirte tuvastamisel.

Lemuur näod

Lemur nägu (Alamy; BMC zooloogia)

Madagaskaril kasutatakse nüüd ohustatud leemurite uurimiseks tehnoloogiat, mida tavaliselt kasutatakse poevarguste püüdmiseks ja passipettuste tuvastamiseks. Michigan State University leemuriekspertide ja arvutiteadlaste meeskond lõi andmebaasi LemurFaceID, mis muudab inimese näotuvastustarkvara leemuripopulatsiooni teenindamiseks.

2017. aastal paberkandjal avaldatud tarkvara jaotab leemuri näojooned pikslile, võimaldades teadlastel luua andmebaas leemuride nägude kohta, mida kasutada, jälgides samal ajal ohustatud loomade populatsiooni muutusi. Teadlased väidavad, et LemurFaceID-i võib tõenäoliselt muuta teiste väljasuremise ees seisvate primaatide tuvastamiseks, aidates suuresti kaitsemeetmeid.

Koala laigud

Koala laigud (Alamy)

Koalas ja inimestel on sarnased sõrmejäljed, kuid teadlased eelistavad teist marsupiaalide jälgimise meetodit - uurides nende nina pigmentatsioonimustreid. Kohtunikekogu suurte, nahkjate ninade värvimist on tuvastamise meetodina kasutatud viimase 16 aasta jooksul. Seiremeetod on kasulik kaitsemeetmetes, kuna see ei nõua teadlastelt loomade aktiivset püüdmist ja individuaalset märgistamist.

Riiklike looduskaitse- ja juhtimisstrateegiate aruannete kohaselt on koala populatsioon alates 1990. aastast vähenenud 43 protsenti ning liik on kuulutatud Queenslandis, Uus-Lõuna-Walesis ja Austraalia pealinnaterritooriumil tundlikuks. Marsupiaalide tuvastamine nina pigmentatsioonimustrite järgi võimaldab ka üldsusel abistada kaitsemeetmete koostamisel. Igaüks, kes märkab looduses koalat, saab foto üles tõmmata ja aidata andmeid inimeste asukoha kohta.

Preview thumbnail for video 'Subscribe to Smithsonian magazine now for just $12

Telli Smithsoniani ajakiri nüüd kõigest 12 dollariga

See artikkel on valik Smithsoniani ajakirja aprillinumbrist

Osta
Kõrgtehnoloogilised ja inimlikud viisid saavad bioloogid tuvastada üksikuid loomi