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生物多样性保护技术:那些科学家在野外都折腾出了什么新玩意儿?

2026-08-06 07:13:03小研科研成果库11

上周在云南,我被一群蚂蟥追着跑。心里却美滋滋的。你猜怎么着?我们竟然用一小瓶水就测出了一整个溪流的生物种类!别急,这事儿得从一根吸管讲起。

一、从水里捞DNA,这活儿比想象中糙,但管用

说真的,传统法子做物种调查能把人累死。背着电鱼机,拿着捕网,腿泡在冰水里一整天——就为了弄清楚这里住了几种鱼。现在不一样了。我们管这叫eDNA,环境DNA。原理不复杂:动物在水里游,鳞片、粘液、排泄物……甚至尸体腐烂都会释放出DNA碎片。你取一瓶水,拿个过滤器一压,再拿到实验室跑个PCR,就能从一串ATCG里读出“哦,这儿有滇池金线鲃,那儿有中华鲟的痕迹”。去年在洞庭湖,我们用这招发现了一种好多年没人见过的鳑鲏。保护站的老张当时眼眶都红了,说你们这技术真神了。其实我心想,神啥啊,过滤的时候手抖洒了半瓶,差点重采。

科研人员在溪流中使用注射器采集环境DNA水样科研人员在溪流中使用注射器采集环境DNA水样

但说实话,eDNA也有头疼的时候。比如污染。你穿的衣服上可能沾了昨天菜市场的鲫鱼DNA,样本就废了。所以我们出野外都像法医——头套、手套,全副武装。还有数据库。比对不出来咋办?那就只能标注“未知”,等新物种公布。这就像拿着缺页的字典查生字,急死人。不过这几年国内建了不少本地物种条形码库,慢慢补上了。昆明动物所那帮同行天天泡福尔马林堆里,切标本、提DNA,致敬。

二、听风听雨,其实是在听动物密语

眼睛看不过来的时候,就派耳朵出马。去年秋天在秦岭,我挂了几台录音设备。每隔一段距离放一个,防水盒绑在树上,活像给森林戴上了耳机。这些设备每十分钟录一分钟,一个月下来——好家伙,几千个小时的音频。人听根本听不完,必须上AI。我们用声纹识别,哎,这个词现在挺火对吧。其实就是把鸟叫、蛙鸣转成声谱图,再让算法在里头找特征。前两天系统发现了一段疑似白冠长尾雉的叫声,那个频率特别低,“咕咕咕”像打隔夜嗝。保护区老李说不可能,这鸟绝迹几十年了!结果回放给本地猎人一听,人家点头:“就是这个货,春天常叫。”得,这算不算AI立大功?

森林中悬挂的声学监测防水录音设备森林中悬挂的声学监测防水录音设备

不过也有闹笑话的时候。有次机器报警,说捕捉到了某种濒危猴类的警报音——所有人紧张兮兮赶过去,发现是村里的驴在叫。AI把驴当猴了!你说气不气?所以嘛,人工智能还得加人工。现在我们的模型会先过滤掉人声、风声、雨声……连牛脖子铃铛的频率都剔除了。数据量还是太大,传数据那几天,卫星网络慢得像回到拨号时代。我蹲在山顶举着电脑找信号,跟举着炸药包似的。但一想,这些字节可能藏着某个物种的最后呼救,又觉得值。

三、天上飞的眼睛,专抓偷猎和看树冠

三、天上飞的眼睛,专抓偷猎和看树冠三、天上飞的眼睛,专抓偷猎和看树冠

地面折腾完,天上也得有人盯着。无人机现在几乎成标配了。我们单位那台大疆,机翼上贴满了保护区的通行证——像勋章。它挂过热成像,夜里扫过去,温血动物全变成红点。年初在珲春,凌晨三点无人机报警,说有可疑热源在林间移动。巡护员冲过去,你猜抓到啥?不是人,是个盗猎者下的钢丝套,上面缠着只狍子。还好没死。后来我们用这招配合反盗猎,哪怕零下三十度,也能把人堵在雪地里。

无人机热成像镜头拍摄夜间丛林中的动物无人机热成像镜头拍摄夜间丛林中的动物

看动物又是一种用法。华南虎的事儿你知道吧,国内老说野外没了,但又时不时有人说看见脚印。去年我们用搭载激光雷达的无人机,把某个疑似栖息地扫了个遍。三维建模出来,连倒木上的苔藓厚度都看得清。可惜,没发现老虎。倒是找到了两处偷猎废弃的窝棚。说不上是遗憾还是高兴。卫星也帮忙。哨兵数据免费,我们拿来做植被覆盖变化分析。哪儿的林子被偷偷砍了,哪儿的耕地扩大了,电脑前一眼便知。但问题也来了——分辨率不够,经常把新种的油茶林误判成原生林。还得派人去核实。技术永远替代不了脚底板,这话我信。

话说回来,保护这行当,技术再花哨,最后还是要落到“人”身上。上个月在版纳,一个傣族老村长教我们认林窗。什么是林窗?就是大树倒了以后天空露出来那一块。他说,以前犀鸟最爱在这种地方做窝,现在少了,但知道往哪儿看,就能守到。我们那些声学监测、红外相机,有时候真不如他随口一嘴。所以技术得接地气,别飘。有些团队搞个模型就发论文,实地一测,精准率还不如猜硬币。唉,不说了,再说我又要骂人了。

最近还听到个新鲜事。有人用基因驱动技术,打算对抗入侵物种。比如在老鼠身上做文章,让它们后代全是雄性,慢慢绝种。听着挺科幻,但生态风险太大,业界吵翻了。这东西万一失控,老鼠没灭绝,我们整个生态系统先崩了。所以谨慎再谨慎吧。我倒觉得,有些简单粗暴的老法子不能丢。英国有人用一群猎犬找水貂,效率极高。狗汪汪叫,水貂蹭蹭跑,抓到一窝是一窝。这算不算技术?生物技术?哈,生物亲自下场。

好了,先聊这么多。待会儿还要改个标书,把eDNA和声学数据整合成个平台,名字都起好了,叫“万物有声”。够文艺不?回见。