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圆滚滚伸出了一只脚:你猜猜我是谁?

大熊猫的个人档案

外貌特征

  • 短短的吻(鼻梁)、宽宽的脸颊、圆圆的脑袋、大大的黑眼圈、胖嘟嘟的身体

  • 好牙口:厚实的头骨伴着强大的咀嚼肌,极强的咬合力

  • 伪拇指:熊猫前脚的肉垫,是熊猫腕部籽骨特化而成的“伪拇指”,它使熊猫拥有独特的对握功能,能够更灵活的采食竹子,这也使得熊猫的前脚印,有六个指印和五个爪印(指:toe pad;爪:claw)


进食习惯

图片来源:Chi / flickr


熊猫进食富有耐心,吃的又慢又多。野生的熊猫每天要花大约12个小时吃饭,剩下的时间用来睡觉。


熊猫的食物主要是竹子。形象化来说,竹子本质上就是一根根木质化的草,再加上大量的硅,又扎又硬有没有营养,就好像在吃榨干的甘蔗。其实,选择竹子作为主食,是熊猫进化过程的优势之一,竹子虽然口感差,但是分布范围广,数量多,其他动物也不爱吃,躲在竹林中还可以避开剑齿虎等大型动物。


繁衍习惯

熊猫摔跤入选2016年年度最佳照片 图片来源:TIME


大熊猫的繁殖时间也和竹子的生长节律有关。三至五月,是熊猫的交配季,虽然雌性只有两三天的发情期,雄性丁丁短,但在雌性短暂的发情期内雌雄双方可以与多个伴侣交配。


熊猫每两三年繁殖一次,每次1~2胎,熊猫妈妈会选择抚养较强壮的宝宝,熊猫幼崽的成活率高达60~90%。



如何认出一只特定的熊猫


咬节法

咬节法是传统的熊猫个体识别方法。


熊猫99%的食物都是竹子,但是熊猫吃的过程囫囵吞枣,肠胃也是“随意”消化一下,所以粪便中残留大量长度和形状都保存较完好的竹茎,这些竹茎片段被称为咬节。通过测量咬节并计算平均长度,可以鉴别个体并进行个体估算。


图片来源:hannah


但是这个方法准确度较低,尤其是大熊猫到了繁殖季节,会聚集到一起,粪便密度大,咬节的区分就很难。再比如,熊猫吃竹子的部位会改变,当主要食物是叶子和竹笋的时候,这个方法也不好用。而且,年龄段相近的熊猫咬节相似,很难区分。


DNA识别法

新鲜的大熊猫粪便外会包裹一层由肠道分泌的黏膜,主要目的是保护大熊猫肠道。这层粘膜里包含了大熊猫的遗传信息。但是这个方法的局限性太大,只有非常新鲜的粪便才能有效提取DNA,并且花费大、需要专门的实验室和研究人员进行分析。


足迹法

动物的足迹类似于人的指纹,不仅可以用于分辨动物的物种,也隐含着个体特异的信息。通过对足迹照片的分析, 可以确定动物个体的身份。


由于熊猫拥有前文提到的“伪拇指”,相较于其他物种复杂的足迹来说,它们的足迹能够成为理想的足迹识别技术开发对象。


大熊猫的左前足,左后足和其足迹。前足的足迹可以看到很明显伪拇指的印迹。摄影:李彬彬


昆山杜克大学环境研究中心李彬彬老师和杜克大学、美国SAS公司JMP软件,以及中国大熊猫研究中心合作研究,开发了使用熊猫足迹来识别鉴别熊猫个体及性别的算法,并且在《生物保护》(Biological Conservation)上发表了论文。


大熊猫野外栖息地非十分广阔,一些栖息地位处山地坡陡而且着很厚的落叶层和苔藓层,因此采集数据非常困难。而利用大熊猫保护研究中心充足的圈养个体,则可以获得它们个体、性别、年龄、家谱的准确信息。算法通过收集圈养个体的足迹信息来训练模型,比较个体内和个体间差异,确定两条足迹链是否属于同一个体,从而确定身份。个体识别准确率可以达到91%。


整合了熊猫足迹识别功能的JMP软件


这个算法需要收集6个以上的足迹来保证预测准确性。在野外实际应用时,只需要一把直角尺和一个能照相的手机,就可以进行数据采集。数据采集时推荐采用一套野外使用的规范流程,包括将山脊或是河谷兽径作为采集足迹地点重点,利用雪地或是泥地进行采集来提高野外足迹收集效率,并降低野外工作的难度。


这个算法会随着使用次数的增加,不断自我升级。不论对于个体还是性别,当已知的信息确定加入到数据库后,再来一个新的个体,算法可以根据扩增的数据库,来预测新个体。


野外雪上足迹收集。摄影:李彬彬


熊猫足迹识别技术的交互界面已经做为一个插件添加进了SAS公司的JMP软件。照片导入后,只需要人工确定几个点的位置,软件就会自动进行变量提取和分析。为了支持保护工作,这个系统将免费提供給实地保护工作人员。同时SAS正与科研团队开发利用深度学习进行图像处理,自动挑选有价值的图像,减少人工工作量。



关于熊猫保护你需要知道

熊猫作为动物保护届的明星物种,它因为“萌”而广为人知,但是保护熊猫绝对不止是因为“萌”。


图片来源:We Bare Bears


虽然不同动物对于栖息地的要求各不相同,但是猫作为“伞护物种”(umbrella species),与羚牛、金丝猴、林麝等许多物种的栖息地有高度的重合。倘若优先对于这些重合的栖息地进行保护,那么保护熊猫的同时,其实也是在保护这些动物。


研究熊猫,认识熊猫,不单单是为了保护熊猫自身,而是从熊猫入手,推动不同物种的保护。



资料来源:

中美研究:大熊猫足迹可用来鉴别其个体及性别,准确率达九成 澎湃新闻,2017-12-21

最新研究:足迹可用来鉴别熊猫个体及性别 中国日报中文网,2017-12-21

熊猫吃火锅,斑羚吃火锅底料......如何让这些自然保护物种各得其所? 果壳科学人 2017-12-18

不看脸,怎么在野外认出一只大熊猫?果壳科学人 2018-1-8

熊猫才不是“性冷淡”!关于熊猫的3个谣言和2个真相 果壳网 2018-1-17


李彬彬

杜克大学博士

昆山杜克大学环境科学助理教授


从事保护生物学,专业于大规模优先级设立,野生保护及环境保护区管理

想和李彬彬老师一起探寻大熊猫的踪迹,一起做动物保护吗?


目前昆山杜克大学环境政策硕士项目(iMEP)2018年秋季学期申请仍在继续。点击阅读原文,了解申请程序。

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