Puhelimen lukituksen avaamisesta murhan ratkaisemiseen sormenjälkiä käytetään usein jokapäiväisessä elämässä yksilöiden erottamiseen. Jokaisella ihmisellä on ainutlaatuinen harjasarja jokaisen numeron päässä, joka toimii biometrisenä tunnisteena tai mittauksena, jota voidaan käyttää yksilöiden erottamiseen. Mutta mitkä fyysiset ominaisuudet erottavat muut eläimet toisistaan?
Aikaisemmin tutkijat ovat luottaneet ulkoisesti asetettuihin menetelmiin yksittäisten eläinten tunnistamiseksi, kuten jalka- tai käsivarsinauhat, kaulukset, varvasten leikkaus, korvan lovet, tuotemerkit tai tatuoinnit. Tällaiset menetelmät ovat usein tunkeutuvia ja voivat muuttaa käyttäytymistä, vahingoittaa eläimiä tai lisätä alttiutta saalistajille estämällä liikkumista tai naamiointia.
Viimeisen vuosikymmenen aikana biologit ovat kehittäneet uusia korkean teknologian tapoja käyttää eläinten ainutlaatuisia piirteitä erottelemaan yksilöitä toisistaan pienin fyysisin häiriöin. Tutkijat alkavat luottaa biometristen tekniikoiden ja eläinten ainutlaatuisten ominaisuuksien yhdistelmään poistaakseen tunkeutuvia tai häiritseviä merkintämenetelmiä, jotta luonnonsuojelijat voivat seurata yksilöitä aiheuttamatta kohtuuttomia stressiä eläimille.
Seepraraidat
(Alamy) Tutkijat eivät ole varmoja siitä, miksi seeproissa on raitoja, mutta he odottavat, että merkinnät voisivat toimia naamiointiina, luonnollisena aurinkovoideena tai jopa tuholaisten torjunta-aineena. Raidat palvelevat myös erilaista tarkoitusta tutkijoille: Jokaisella seeralla on ainutlaatuinen raidojen kokoonpano, jonka avulla luonnonsuojelijat voivat seurata seeprapopulaatioita fyysisesti merkitsemättä eläimiä.
Vuonna 2011 Princetonin yliopiston ja Chicagon Illinoisin yliopiston yhteisprojekti loi StripeSpotterin, ilmaisen, avoimen lähdekoodin tietokoneohjelman luonnossa olevien eläinten tunnistamiseksi. Ohjelmisto muuntaa seepralaippojen digitaaliset valokuvat vaakasuorien, mustavalkoisten pikseloitujen kaistojen sarjaksi, mikä luo jokaiselle eläimelle ainutlaatuisen StripeCode-koodin, joka on samanlainen kuin viivakoodi. Ohjelmistoa käytetään parhaillaan seebratulostustietokannan rakentamiseen tasaisille ja uhanalaisille Grevyn seepraille Keniassa.
Hiiren korvat
(Alamy; tutkimusportti) Laboratorioissa käytetyt jyrsijät on perinteisesti merkitty tatuoinnilla, korvaklipseillä tai implantteilla, mutta viimeaikainen tutkimus valaisee potentiaalisen vaihtoehdon, joka on tehokkaampi, kustannustehokkaampi ja minimoi eläimille aiheutuvat kiput.
Lab Animal -lehdessä vuonna 2007 julkaistussa tutkimuksessa kerrotaan yksityiskohtaisesti siirtymisestä biometrisiin tunnisteisiin fyysisten tunnisteiden sijasta. Tutkijat voivat seurata pörröisiä koehenkilöitään valokuvaamalla jyrsijöiden korvien ainutlaatuisia verisuonikuvioita. Vaikka tämä tekniikka on mahdollisesti korvaamaton tutkimuslaboratorioissa, tämä tekniikka on silti kokeellinen - algoritmi erehtyy toisinaan turkiskuvioihin tai vääristymiin taitettujen korvien laskimoina.
Lehmän nenä
(Alamy; Nebraskan yliopisto) Vuonna 1921 viljelijät huomasivat, että kun he peittivät karjan suonen musteella ja puristivat nenänsä paperille, syntyneet kuvat olivat yhtä ainutlaatuisia kuin ihmisen sormenjäljet. Lehmillä on sarjan rauhasia ihon alla ylähuulensa ja sieraimiensa kärkien välillä, mikä luo jokaiselle erillisen harjanteen.
Nenäjälkien luominen on vähemmän invasiivista kuin tyypilliset korvamerkintä- tai brändäysmenetelmät, mutta menetelmä on aikaa vievä ja vaikea ottaa käyttöön laajassa mittakaavassa. Mutta vuonna 2015 egyptiläiset tutkijat Beni-Suef-yliopistossa loivat tietokonepohjaisen tekniikan, joka käytti algoritmeja musteen ja paperin sijasta, naudan kuonoissa olevien erillisten piirteiden havaitsemiseksi.
Ohjelma tunnistaa yksilöt oikein 96 prosenttia ajasta, kun taas perinteiset menetelmät ovat vain 90 prosenttia tarkkoja. Se on erityisen hyödyllinen myös tiloilla jalostukseen ja terveyskertomuksiin. Viimeaikaiset patentit ehdottavat samanlaisten nenäpainatustekniikoiden käyttämistä kadonneiden koirien paikantamiseksi.
Lepakko siivet
(Alamy; USDA) Yhdysvaltain metsäpalvelun tiedemies Sybil Amelon ja Missourin yliopiston kollegat esittelevät lehden Journal Mammalogy -lehden vuoden 2017 numerossa ratkaisun kysymykseen, joka on tutkijoiden kimppuun johtanut vuosikymmenien ajan: miten yksittäiset lepakot voidaan merkitä ei-invasiivisesti.
Tähän asti tutkijat ovat olleet melkein täysin riippuvaisia bändeistä 44 lepakkolajin merkitsemiseksi Yhdysvalloissa ja Kanadassa, mutta Amelon ja hänen ryhmänsä ovat löytäneet paremman tavan. Tutkimalla lepakoiden kuitu siipien kollageeni-elastiinipakettien kuvioita, tutkijat voivat erottaa yksilöiden toisistaan ilman, että heidän tarvitse vangita ja merkitä eläimiä.
Tutkijat käyttivät siipikollageenia tunnisteena useissa lepakoiden lajeissa, analysoimalla pienten ruskeiden lepakoiden, pohjoisten pitkien korvan lepakoiden, isojen ruskojen lepakoiden ja kolmiväristen lepakkojen siipiä. Järjestelmä on erittäin tehokas, ja sen onnistumisaste on 96 prosenttia jopa silloin, kun tunnistetaan lepakot, joiden siivet ovat vaurioituneet.
Lemur kasvot
(Alamy; BMC-eläintiede) Madagaskarin uhanalaisten lemurien tutkimiseen käytetään nyt tekniikkaa, jota tyypillisesti käytetään kauppiaiden pyydystämiseen ja passipetosten havaitsemiseen. Michiganin osavaltion yliopistossa maitoalan asiantuntijoita ja tietotekijöitä luotiin tietokanta, LemurFaceID, joka muuttaa ihmisen kasvojentunnistusohjelmistoa palvelemaan maitoa.
Vuonna 2017 julkaistussa ohjelmistossa ohjelmisto hajottaa maitovoiman kasvojen piirteet pikseliksi, jonka avulla tutkijat voivat luoda tietokannan maitojen kasvot käytettäväksi seuraamalla uhanalaisten eläinten populaatiomuutoksia. Tutkijoiden mukaan LemurFaceID: ta voitaisiin todennäköisesti muokata tunnistamaan muut sukupuuttoon kärsivät kädelliset, mikä auttaisi suuresti suojelutoimenpiteitä.
Koala Spots
(Alamy) Koalasilla ja ihmisillä on samanlaiset sormenjäljet, mutta tutkijat mieluummin toista menetelmää marsupiaalien jäljittämiseksi - tutkimalla nenänsä pigmenttiominaisuuksia. Marsupialien suurten nahkaisten nenien väritystä on käytetty tunnistusmenetelmäksi viimeisen 16 vuoden ajan. Seurantatekniikka on hyödyllinen suojelutoimenpiteissä, koska se ei vaadi tutkijoita aktiivisesti vangitsemaan ja yksilöimään eläimiä.
Kansallisten suojelu- ja hallintastrategiaraporttien mukaan koala-väestö on vähentynyt 43 prosenttia vuodesta 1990 ja laji on julistettu "haavoittuvaiseksi" Queenslandissa, Uudessa Etelä-Walesissa ja Australian pääkaupunkialueella. Marsupiaalien tunnistaminen nenän pigmentaatiomallien avulla antaa myös yleisölle mahdollisuuden auttaa suojelutoimenpiteissä. Jokainen, joka havaitsee koalan luonnossa, voi napsauttaa valokuvan ja auttaa antamaan tietoja yksilöiden olinpaikasta.
Tilaa Smithsonian-lehti nyt vain 12 dollarilla
Tämä artikkeli on valikoima Smithsonian-lehden huhtikuun numerosta
Ostaa
