揭秘东北虎“指纹”采集过程及奥秘

指纹独一无二,通过一枚指纹即可查知该人的个人信息。一只东北虎脚印在采集一百多个信息后,也成了老虎的“指纹”,具有唯一性。基于这一假设理论,东北林业大学的科研人员与美国杜克大学的学者合作,建成了我国首个东北虎足印数据库,一张老虎脚印照就可辨别老虎“指纹”,查出个体信息。近日,记者来到东北林业大学国家林业局猫科动物研究中心,科研人员介绍了老虎“指纹”采集的过程,并揭开了老虎“指纹”的科学奥秘——

收集脚印

虎笼里要铺两层雪

东北虎足印数据库的建立首先从采集老虎脚印开始。野生东北虎稀有罕见,于是建立数据库模型的脚印全部来自哈尔滨东北虎林园和横道河子东北虎林园。

东北林业大学的研究生顾佳音参与了这些圈养老虎的脚印采集工作。想在铺着水泥地的虎舍里采集虎脚印不是一件容易的事。顾佳音说,自然降雪后留下的老虎脚印难采集到清晰的,为此他们先在室外的虎笼里铺第一层雪压实,然后在上面撒上第二层雪,保持松软。待老虎踩过后,管理员将老虎关进室内虎舍,研究人员在室外虎笼采集虎脚印。挑选清晰的老虎脚印,一旁摆放好尺子,数码相机拍摄清楚即可。

这项工作从2011年冬季开始,连续两个冬天,每次历时一个多月,目前已收集了70只老虎的脚印,拍摄了数百张照片。另外,科研人员还在吉林珲春和我省东方红林业局收集了十多次野生东北虎留下的脚印。

东北虎足印

东北虎足印

东北虎足印数据分析图

东北虎足印数据分析图

每张虎脚印照

可确定上百个信息参数

看过美剧《犯罪现场调查》的人会对里面以指纹确定该人个人信息的画面记忆犹新,在一张指纹照片上选几个点,电脑就会通过数据库找到这个人。

东北虎确定“指纹”的方式,与这个情节有些类似,但是选取的点会多一些,达到25个。这25个点不是随便在照片上点的,而是一固定的位置和顺序,每个点都有自己的编号。

国家林业局猫科动物研究中心常务副主任、东北林业大学教授姜广顺说,东北虎足印数据库是东北林业大学与美国杜克大学的学者合作进行的。全球最大的统计软件公司美国SAS公司提供了技术支持,根据科研人员提供的东北虎的脚印参数建立起了数据库。

每张虎脚印照片除了视觉上看到的大小外,还有很多看不到的,如长宽比、各个角度的比例参数等,通过这些数据可以确定上百个信息参数。姜广顺说,“我们的假设是在测量了一百多个参数后,每只虎脚印是唯一的。凭借统计软件建立起的数学模型,电脑可以通过脚印识别出老虎的数量、种类、性别、年龄,再结合空间分布数据就能分析确认老虎‘国籍’等个人身份信息。目前该系统在圈养老虎中实验,识别率达到95%以上。”

数据库

有待野外检测矫正

目前该技术还处在实验阶段,有待在野外的进一步验证。姜广顺认为,野生东北虎与圈养的东北虎脚印会有所不同,目前数据库建立的是圈养的模型,在检测野生东北虎时还需不断地矫正。

与人类男女性手、脚大小不同一样,东北虎的脚印因为性别不同而形状有差别。一般成年雌性东北虎的每只脚印是在8.5至10.5厘米之间,超过10.5厘米以上是成年雄性,而且雄性的前掌较大。

与人的手一样,从事不同工作,手上会留下不同的生活痕迹。老虎的个体发育、体重都会影响脚印。野生虎运动较多则健硕,而圈养的运动相对少脂肪较多,体重的差异,会影响脚的形状。从行为表达上,脚上的信息也不一样。圈养的踩得多是水泥地,脚上可能会有裂痕。野生的也可能有裂痕,但由于踩过地面的地质不同,对脚掌磨损的也不同。

现在在我省范围内活动的野生东北虎有多少只呢?姜广顺说:“目前还不知道,这也是我们想通过这一新技术最想知道的。”

从虎印气味中

提取“DNA”判断身份

除了虎足印数据库外,科研人员也正在尝试从虎印上残留的老虎气味搜集DNA来判定野生东北虎的个体信息。在记者采访的当天,还有一名法国来的专家赶到姜广顺的办公室谈新技术的合作。国际上开始尝试一项新技术,提取环境DNA,来验证动物的身份。

以往是通过东北虎的粪便或尿液、唾液来获取它的DNA。新技术提出,东北虎走过雪地,除了留下脚印外,还能留下气味,从这些遗留的气味中提取DNA遗传样本,这类DNA被称为环境DNA。为了验证准确性,科研人员将在野外装上相机,通过脚印、虎皮的花纹等信息进行佐证。

法国专家称,应用该技术他们已从狼遗留在雪地的脚印提取了环境DNA,并鉴定出个体。此次想与东北林业大学合作,尝试该技术是否可以应用于东北虎。

姜广顺说,目前各国的科研人员在尝试多种新技术来判定野生东北虎的个体信息,希望可以找出一种更廉价、更省力、更准确的方法。


生活报





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