動(dòng)物也有身份證

杜洛周

從解鎖手機(jī)到解開(kāi)兇殺案，都離不開(kāi)指紋，每個(gè)人的指紋都是獨(dú)一無(wú)二的，因此可以用來(lái)識(shí)別個(gè)體身份，那其他動(dòng)物有可以相互區(qū)分的生理特征嗎？過(guò)去，研究人員通過(guò)外部施加的東西來(lái)識(shí)別動(dòng)物個(gè)體，比如說(shuō)綁在腿或臂上的帶子、項(xiàng)圈、腳趾夾、在動(dòng)物耳尖上切掉一個(gè)小三角而作成的耳記、烙印或紋身。但這些方法都具有侵入性，可能會(huì)改變動(dòng)物的移動(dòng)速度或偽裝形態(tài)，從而降低獵殺或保護(hù)自己的能力。

在過(guò)去的十年中，生物學(xué)家們開(kāi)發(fā)出了新的高科技方法，把生物識(shí)別技術(shù)和動(dòng)物獨(dú)特的外貌特征結(jié)合起來(lái)，逐漸取代侵入式、破壞性的標(biāo)志方法，從而使動(dòng)物保護(hù)主義者，可以在不對(duì)動(dòng)物造成過(guò)大壓力的情況下進(jìn)行研究和保護(hù)。

斑馬的條紋

斑馬的條紋有什么用？科學(xué)家推測(cè)這些條紋可能是斑馬的偽裝服、天然防曬霜和驅(qū)蟲(chóng)劑。如今，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)了這些條紋的新用途：每個(gè)斑馬都有獨(dú)特的條紋組合，這讓動(dòng)物保護(hù)主義者無(wú)需對(duì)動(dòng)物進(jìn)行物理標(biāo)記，就可以追蹤斑馬的種群了。

2011年，美國(guó)芝加哥大學(xué)和普林斯頓大學(xué)組建了一支由生物學(xué)家和計(jì)算機(jī)學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)名為StripeSpotter的小程序。拍攝斑馬臀部外側(cè)位置的照片后，StripeSpotter可以將照片生成一個(gè)獨(dú)屬于該斑馬的條形碼。如今，有些研究人員正在肯尼亞平原為當(dāng)?shù)氐莫M紋斑馬創(chuàng)建一個(gè)條紋數(shù)據(jù)庫(kù)。研究人員認(rèn)為，StripeSpotter也適用于其他長(zhǎng)著鮮明條紋或斑紋的動(dòng)物，比如說(shuō)老虎、長(zhǎng)頸鹿，它們也是自帶“條形碼”的。

老鼠耳朵內(nèi)的血管分布圖

一般來(lái)說(shuō)，用于實(shí)驗(yàn)的嚙齒動(dòng)物都被標(biāo)記上紋身、耳號(hào)或植入物，但最近的研究表明，還有一種替代方法更有效、更劃算，并且還能最大程度地減少老鼠們的痛苦。2007年發(fā)表在《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物》雜志上的一篇文章，詳細(xì)介紹了對(duì)老鼠進(jìn)行生物識(shí)別、不再進(jìn)行物理標(biāo)志的可能性。該文章說(shuō)，科學(xué)家可以通過(guò)拍攝嚙齒動(dòng)物耳朵中獨(dú)特的血管圖案來(lái)識(shí)別每一個(gè)嚙齒動(dòng)物。盡管該技術(shù)在研究實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)初見(jiàn)成效，但仍處于實(shí)驗(yàn)階段。

牛鼻的印跡

1921年，農(nóng)民們發(fā)現(xiàn)把墨水涂在牛的口鼻之間，然后壓印在紙上后，所得到的圖像每個(gè)牛都不一樣的，就像人類的指紋一樣獨(dú)特。這是因?yàn)?，牛的上唇和鼻孔之間的那塊皮膚有汗毛孔，其排列方式每一頭牛都不一樣。與傳統(tǒng)的在耳朵上做標(biāo)記或在牛身上打烙印的方法相比，創(chuàng)建鼻印，對(duì)牛的傷害更小，但是太耗時(shí)且難以大規(guī)模使用。但是到了2015年，埃及貝尼-蘇埃夫大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)出了一種基于計(jì)算機(jī)的新技術(shù)，利用算法而非墨水和紙張來(lái)檢測(cè)鼻印，這讓鼻印作為牛的身份證成為可能。據(jù)說(shuō)該程序的準(zhǔn)確率可以達(dá)到96%。最近有些專家建議，把標(biāo)記鼻印的技術(shù)應(yīng)用到狗身上，但是否能夠成功還有待進(jìn)一步證明。

蝙蝠的翅膀

2017年，美國(guó)科學(xué)家西比爾·阿麥倫（Sybil Amelon）和其密蘇里大學(xué)的同事解決了困擾科學(xué)家們數(shù)十年的問(wèn)題：如何無(wú)創(chuàng)標(biāo)記單只蝙蝠。此前，科學(xué)家?guī)缀跬耆揽吭谏眢w上做標(biāo)記來(lái)追蹤美國(guó)和加拿大的44種蝙蝠，西比爾和她的團(tuán)隊(duì)找到了更好的方法：通過(guò)掃描蝙蝠翅膀上的膠原彈性蛋白的分布，生成的圖像就能區(qū)分每只蝙蝠個(gè)體了。據(jù)說(shuō)識(shí)別率已經(jīng)高達(dá)96%，即使是被真菌感染過(guò)的翅膀，也能識(shí)別出來(lái)。

狐猴面部識(shí)別

在人類面部識(shí)別已趨于普遍的現(xiàn)今社會(huì)，動(dòng)物的面部識(shí)別系統(tǒng)也開(kāi)始陸續(xù)登場(chǎng)。密歇根州立大學(xué)的狐猴專家與計(jì)算機(jī)視覺(jué)專家合作，合作研發(fā)出了一款名為 LemurFaceID 的面部識(shí)別系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不是看面部幾何，比如眼睛之間的距離或者鼻子的長(zhǎng)度，而是使用10×10像素的正方形來(lái)識(shí)別毛皮紋理的差異。也像人臉識(shí)別軟件一樣，照片必須是黑白的，以便 LemurFaceID 能夠工作。

相對(duì)于捕獲再套管做標(biāo)記，這確實(shí)是一種侵入性較小的技術(shù)。捕獲過(guò)程雖然可以收集到額外的數(shù)據(jù)，如健康評(píng)估和 DNA 樣本，但總會(huì)對(duì)動(dòng)物帶來(lái)傷害。研究人員認(rèn)為， LemurFaceID的面部識(shí)別方法可用于鑒別臉部具有多變毛發(fā)和皮膚紋理的其他靈長(zhǎng)類和非靈長(zhǎng)類物種，比如熊、小熊貓、浣熊或樹(shù)懶等。

考拉的鼻紋

考拉是除了靈長(zhǎng)類唯一有指紋的動(dòng)物，它們的指紋和人類的相似，但是研究人員更喜歡另一種追蹤方法：檢索考拉鼻子上的色素沉淀模式。在過(guò)去的十幾年中，考拉大鼻子上的自然花紋已經(jīng)成為識(shí)別考拉個(gè)體的標(biāo)志。事實(shí)證明，這種識(shí)別技術(shù)在監(jiān)測(cè)在保護(hù)考拉的工作中很有效。