https://frosthead.com

Biologii de înaltă tehnologie, modalități umane pot identifica animale individuale

De la deblocarea unui telefon până la rezolvarea unui omucidere, amprentele sunt adesea folosite în viața de zi cu zi pentru a diferenția între indivizi. Fiecare om are o serie unică de creste la vârful fiecărei cifre care servește ca un identificator biometric sau o măsurătoare care poate fi folosită pentru a face distincția între indivizi. Dar ce caracteristici fizice disting alte animale între ele?

În trecut, cercetătorii s-au bazat pe metode impuse extern de identificare a animalelor individuale, cum ar fi benzi ale piciorului sau brațului, gulere, tăiere a degetelor, cusături de urechi, mărci sau tatuaje. Astfel de metode sunt adesea invazive și pot modifica comportamentul, răni animalele sau pot crește susceptibilitatea la prădători prin împiedicarea mișcării sau a camuflării.

În ultimul deceniu, biologii au dezvoltat noi moduri de înaltă tehnologie de a utiliza caracteristicile unice ale animalelor pentru a diferenția persoanele cu interferențe fizice minime. Cercetătorii încep să se bazeze pe o combinație de tehnologii biometrice și caracteristici unice ale animalelor pentru a elimina nevoia de tehnici de marcare invazive sau perturbatoare, permițând conservatorilor să monitorizeze indivizii fără a pune stres excesiv asupra animalelor.

Zebra dungi

Dungi de zebră (Alamy)

Oamenii de știință nu sunt siguri de ce zebrele au dungi, dar cred că marcajele ar putea servi drept camuflaj, protecție solară naturală sau chiar repelent pentru dăunători. Dungile servesc, de asemenea, unui scop diferit pentru cercetători: Fiecare zebră are o configurație unică de dungi, ceea ce permite conservatorilor să țină evidența populațiilor de zebră fără a eticheta fizic animalele.

În 2011, un proiect comun între Universitatea Princeton și Universitatea din Illinois, la Chicago, a creat StripeSpotter, un program informatic gratuit, open-source, pentru identificarea animalelor în sălbăticie. Programul convertește fotografiile digitale ale flancurilor zebrei într-o serie de benzi pixelate orizontale, alb-negru, care creează un „StripeCode” unic pentru fiecare animal, similar cu un cod de bare. În prezent, software-ul este utilizat pentru a construi o bază de date cu tipărire zebră pentru câmpii și zebrele Grevy pe cale de dispariție din Kenya.

Urechi de mouse

Urechile de mouse (Alamy; ResearchGate)

Rozătoarele folosite în laboratoare au fost marcate în mod tradițional cu tatuaje, agrafe de urechi sau implanturi, dar cercetările recente ilustrează o alternativă potențială mai eficientă, mai rentabilă și minimizează durerea pentru animale.

Un studiu publicat în 2007 în revista Lab Animal detaliază o schimbare propusă asupra identificatorilor biometrici și nu a etichetelor fizice. Oamenii de știință pot ține evidența subiecților lor de blană, fotografiând modele unice de vase de sânge în urechile rozătoarelor. Deși potențial de neprețuit în laboratoarele de cercetare, această tehnologie este încă experimentală - algoritmul va greși ocazional modelele de blană sau denaturarea urechilor îndoite ca vene.

Nasii de vaci

Nasuri de vacă (Alamy; Universitatea din Nebraska)

În 1921, fermierii au descoperit că atunci când acopereau cu cerneală muierele vitelor lor și apăsau nasurile pe hârtie, imaginile rezultate erau la fel de unice ca amprentele umane. Vacile au o serie de glande sub piele între buzele superioare și vârfurile nărilor, care creează un model de creste distincte pentru fiecare individ.

Crearea amprentelor nasului este mai puțin invazivă decât metodele obișnuite de marcare a urechii sau de marcare, dar metoda necesită mult timp și este dificil de utilizat la scară largă. Dar, în 2015, oamenii de știință egipteni de la Universitatea Beni-Suef au creat o tehnică bazată pe computer folosind algoritmi, mai degrabă decât cerneală și hârtie, pentru a detecta caracteristici distincte în muierele de bovine.

Programul identifică persoanele în mod corect 96 la sută din timp, în timp ce metodele tradiționale sunt doar 90 la sută exacte. De asemenea, este deosebit de util în fermele pentru reproducerea și evidența sănătății. Brevetele recente propun utilizarea tehnologiilor similare de tipărire a nasului pentru localizarea câinilor pierduți.

Aripile de lilieci

Aripi de lilieci (Alamy; USDA)

Într-un număr din 2017 al Jurnalului Mammalogiei, omul de știință al Serviciului Forestier din SUA, Sybil Amelon și colegii de la Universitatea din Missouri, prezintă o soluție la o problemă care a împiedicat oamenii de știință de zeci de ani: cum să eticheteze non-invaziv liliecii individuali.

Până acum, oamenii de știință au fost aproape în totalitate dependenți de benzi pentru etichetarea celor 44 de specii de lilieci din SUA și Canada, dar Amelon și echipa ei au găsit o cale mai bună. Examinând modelele de pachete de colagen-elastină de pe aripi fibroase ale liliecilor, oamenii de știință pot diferenția între indivizi, fără a fi nevoie să capteze și să eticheteze animalele.

Cercetătorii au avut succes folosind colagenul aripilor ca identificator în mai multe specii de lilieci, analizând aripi de lilieci maronii, liliacuri de urechi lungi din nord, lilieci mari bruni și lilieci tricolore. Sistemul este extrem de eficient, cu o rată de succes de 96% chiar și atunci când identifică liliecii cu aripi deteriorate de ciupercă.

Fete Lemur

Față de lemur (Alamy; Zoologie BMC)

O tehnologie folosită în mod obișnuit pentru prinderea de vânzători și detectarea fraudei în pașapoarte este folosită acum pentru studierea lămâilor pe cale de dispariție în Madagascar. O echipă de experți în lemur și informaticieni de la Michigan State University a creat o bază de date, LemurFaceID, care modifică software-ul de recunoaștere facială umană pentru a servi populația de lemuri.

Publicat într-o lucrare în 2017, software-ul descompune caracteristicile faciale ale lămurului față de pixel, permițând cercetătorilor să creeze o bază de date cu fețe de lemur pe care să o folosească în timp ce urmăresc schimbările populației animalelor pe cale de dispariție. Oamenii de știință spun că LemurFaceID ar putea fi modificat pentru a identifica alte primate care se confruntă cu dispariția, ajutând foarte mult eforturile de conservare.

Punctele Koala

Pete Koala (Alamy)

Koala și oamenii au amprente similare, dar cercetătorii preferă o altă metodă de urmărire a marsupiilor - examinând modelele de pigmentare pe nas. Coloratia pe nasurile mari si piele ale marsupialilor a fost folosita ca metoda de identificare in ultimii 16 ani. Tehnica de monitorizare este utilă în eforturile de conservare, deoarece nu necesită cercetătorii să capteze activ și să eticheteze individual animalele.

Conform rapoartelor naționale de conservare și gestionare a strategiei, populația koala a scăzut cu 43 la sută din 1990, iar specia este declarată „vulnerabilă” în Queensland, Noua Țara Galilor de Sud și teritoriul capitalului din Australia. Identificarea marsupialelor după modelele de pigmentare a nasului permite, de asemenea, publicului să asiste la eforturile de conservare. Oricine vede o koala în sălbăticie poate fotografia o fotografie și vă poate ajuta să furnizați date despre locul unde se află persoanele fizice.

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

Abonați-vă la revista Smithsonian acum pentru doar 12 dolari

Acest articol este o selecție din numărul din aprilie al revistei Smithsonian

A cumpara
Biologii de înaltă tehnologie, modalități umane pot identifica animale individuale