物聯網生物學解決方案之北極黃鼠“智能手環”
我們都知道“智能手環”。把這些智能裝備綁在手上，它們就能夠告訴你走了多少步，消耗了多少卡路里。而類似的技術在科學家那里，會做什么呢？他們用來“偷窺”一種嚙齒動物的秘密生活。這個不難理解，當物聯卡+智能手環搭配的生物物聯網解決方案遇到北極黃鼠會發生什(shen)么奇妙的事(shi)情呢(ni)，下面，中億物聯網帶你一起來一探究竟。
兩年前，北(bei)(bei)亞利桑那大學的(de)科里?威廉(lian)姆斯(Cory T. Williams)和同事(shi)們給(gei)一群北(bei)(bei)極黃鼠(shu)(Spermophilus parryii)系上了(le)類似“智能手環”的(de)設備，記錄了(le)不同性別的(de)北(bei)(bei)極黃鼠(shu)在不同季節(jie)的(de)行為。相關論文(wen)[1]最(zui)近發表(biao)在了(le)《英國皇家學會開放科學》期刊(kan)上。
而研究(jiu)這一問題的方法，就是在它們身上(shang)(shang)綁上(shang)(shang)一個(ge)“智能(neng)手環”啦(la)。好吧，其實準確地說(shuo)是“智能(neng)項圈”才對。但在野外(wai)，北極黃(huang)鼠可不(bu)會排著隊來認領設備。步入苔原的研究(jiu)者們，得帶上(shang)(shang)籠(long)(long)子和胡蘿卜。利用(yong)籠(long)(long)子和胡蘿卜，研究(jiu)者得以誘捕北極黃(huang)鼠為(wei)它們裝上(shang)(shang)“智能(neng)項圈”。
“智能(neng)項圈”上整合了用(yong)于(yu)(yu)感(gan)知光(guang)(guang)線的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感(gan)器，可(ke)以記錄(lu)北(bei)極(ji)黃(huang)鼠每天經歷(li)光(guang)(guang)照的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間。當(dang)北(bei)極(ji)黃(huang)鼠在地(di)上活(huo)動的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)候，光(guang)(guang)線傳(chuan)(chuan)感(gan)器能(neng)夠接受(shou)周圍的(de)(de)光(guang)(guang)線，因此是“有(you)光(guang)(guang)”的(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態。而當(dang)它們(men)鉆到黑暗的(de)(de)地(di)下時(shi)(shi)(shi)，傳(chuan)(chuan)感(gan)器就會切換成(cheng)“無(wu)(wu)光(guang)(guang)”的(de)(de)狀(zhuang)(zhuang)態。所以對于(yu)(yu)科學(xue)家來說，只要分析“有(you)光(guang)(guang)”和“無(wu)(wu)光(guang)(guang)”的(de)(de)時(shi)(shi)(shi)間段，就能(neng)夠模擬出北(bei)極(ji)黃(huang)鼠在哪(na)活(huo)動。
在(zai)(zai)(zai)2014年間(jian)，布克和他(ta)的(de)(de)(de)(de)同事測量了阿拉斯(si)加(jia)Toolik和Atigun地(di)(di)(di)區(qu)(qu)共(gong)計38只北極黃(huang)鼠(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)(dong)情(qing)況(kuang)，并測量了它們在(zai)(zai)(zai)該年度活(huo)躍季(ji)(開始交配和覓食的(de)(de)(de)(de)季(ji)節(jie))的(de)(de)(de)(de)活(huo)動(dong)(dong)情(qing)況(kuang)。他(ta)們發(fa)現(xian)，北極黃(huang)鼠(shu)(shu)們每天在(zai)(zai)(zai)花在(zai)(zai)(zai)地(di)(di)(di)面上(shang)時(shi)(shi)間(jian)都不一(yi)樣，受到降水、溫(wen)度等環境條件的(de)(de)(de)(de)強(qiang)烈影響(xiang)。但在(zai)(zai)(zai)活(huo)躍季(ji)的(de)(de)(de)(de)大部分(fen)(fen)時(shi)(shi)間(jian)里，雌(ci)鼠(shu)(shu)和雄(xiong)(xiong)鼠(shu)(shu)在(zai)(zai)(zai)地(di)(di)(di)上(shang)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)并沒(mei)有太大區(qu)(qu)別——唯一(yi)的(de)(de)(de)(de)例外出現(xian)在(zai)(zai)(zai)5月(yue)(yue)下旬，那(nei)時(shi)(shi)雌(ci)鼠(shu)(shu)正值分(fen)(fen)娩期(qi)(qi)和哺(bu)乳(ru)期(qi)(qi)早期(qi)(qi)，在(zai)(zai)(zai)地(di)(di)(di)面上(shang)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)才(cai)顯著少于(yu)雄(xiong)(xiong)鼠(shu)(shu)。綜合(he)來看，在(zai)(zai)(zai)5月(yue)(yue)至7月(yue)(yue)之間(jian)，Atigun地(di)(di)(di)區(qu)(qu)的(de)(de)(de)(de)雌(ci)鼠(shu)(shu)每天平均(jun)地(di)(di)(di)上(shang)活(huo)動(dong)(dong)時(shi)(shi)間(jian)為(wei)634分(fen)(fen)鐘，而雄(xiong)(xiong)鼠(shu)(shu)是640分(fen)(fen)鐘。在(zai)(zai)(zai)相對更加(jia)寒冷(leng)的(de)(de)(de)(de)Toolik，雌(ci)鼠(shu)(shu)每天平均(jun)地(di)(di)(di)上(shang)活(huo)動(dong)(dong)時(shi)(shi)間(jian)為(wei)534分(fen)(fen)鐘，而雄(xiong)(xiong)鼠(shu)(shu)則為(wei)559分(fen)(fen)鐘。
在相對更寒(han)冷(leng)的地區(qu)，北(bei)極黃鼠的平均地上活動時間也更短(duan)。但(dan)他們每天在地面上的活動時長變化很大。
之前關于(yu)半(ban)穴(xue)居哺乳(ru)動物(wu)的(de)(de)(de)(de)研究提示，由于(yu)哺乳(ru)期(qi)高(gao)昂的(de)(de)(de)(de)能(neng)量需求，雌(ci)性(xing)動物(wu)通常會(hui)(hui)花更多(duo)時間在(zai)(zai)地(di)面上(shang)。為什(shen)么呢？將(jiang)光(guang)線傳(chuan)感器和加(jia)速度傳(chuan)感器得(de)到的(de)(de)(de)(de)數據結合起(qi)來，研究者發(fa)(fa)現了一個很有趣(qu)的(de)(de)(de)(de)事(shi)情：盡(jin)管育兒(er)任務使(shi)得(de)雌(ci)鼠相比雄鼠而言(yan)更少地(di)離開巢穴(xue)，但如果它(ta)們(men)有機會(hui)(hui)走開巢穴(xue)，它(ta)們(men)會(hui)(hui)往往會(hui)(hui)比雄性(xing)活(huo)躍得(de)多(duo)。在(zai)(zai)哺乳(ru)期(qi)早(zao)期(qi)，雌(ci)鼠會(hui)(hui)經常地(di)上(shang)和地(di)下兩頭奔走，而雄鼠幾(ji)乎一直待在(zai)(zai)外面。研究者推測，為了自(zi)己(ji)和孩子而更努力地(di)覓(mi)食，可能(neng)是雌(ci)鼠在(zai)(zai)地(di)面上(shang)表現得(de)更為活(huo)躍的(de)(de)(de)(de)原因之一。至于(yu)那(nei)些(xie)懶懶地(di)呆在(zai)(zai)地(di)上(shang)的(de)(de)(de)(de)雄鼠們(men)，你(ni)們(men)真(zhen)的(de)(de)(de)(de)不是在(zai)(zai)曬太(tai)陽嗎?“不能(neng)就是發(fa)(fa)會(hui)(hui)兒(er)呆?”
威廉姆(mu)斯和同事的研究揭示了(le)在北極(ji)黃鼠中(zhong)性別(bie)差異是如(ru)何影(ying)響它們的能(neng)量(liang)分配策(ce)略的，也強調了(le)除了(le)覓(mi)食需要與躲避捕食者的考慮之外，北極(ji)黃鼠的活動決策(ce)同樣受到天(tian)氣變化等條件的影(ying)響。這些(xie)結(jie)果(guo)有助于人(ren)們進一步闡釋(shi)這些(xie)小(xiao)動物如(ru)何在嚴(yan)苛(ke)的極(ji)地條件下分配自己的時(shi)間與能(neng)量(liang)。
看了今天這篇文章，我們可能會發現，物聯網的應用已經遍及我們社會的各個領域，讓我們的一舉一動都變得智能化。這是物聯網解決方案用在科學上的典型案例，中億物聯網也由此看到了物聯網廣闊的發展前景和巨大的發展空間。
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