追踪动物，预测灾难

人类最好的地震预测技术只能提前几分钟发出警告，但在地震发生之前，蛇类逃离它们的巢穴，奶牛停止产奶，是不是意味着动物们知道一些人类不知道的信息？如何让动物帮助我们预警呢？

动物与自然界要素的联系

观察动物活动来帮助人类生存，这可以追溯到上千年前。约6000年前，美国北部的土著印第安人利用对野牛行为的了解，制定了一种有效的狩猎方法，他们将一群乱窜的野牛赶到悬崖边，野牛在冲撞之中跌下悬崖，而悬崖之下就是印第安人的屠宰营。

在很多民间传说中，人们可以通过动物来预测天气、灾难。而在过去的几年里，观察动物行为活动，为人类提供大自然的知识，已经从民间传说转向科学。例如2013年，美国科学家们对一种民间传说的“无稽之谈”进行了实验——当雨快要来临的时候，奶牛就会躺下来。

研究人员测量了奶牛的核心体温，发现奶牛在寒冷的时候会躺下，而在炎热的时候会站起来以散热。奶牛可能无法准确地预测降水，但它确实显示了奶牛行为和天气之间的一种联系。研究人员还分析了蛇的行为和天气之间的联系，发现在厄尔尼诺周期中，蛇更具攻击性，更容易咬伤人类或其他动物。

动物能提前感知灾难

有证据表明，动物可以被当成是“智能传感器”，来预测即将到来的地震。2014年，有学者探讨了2011年摧毁日本的地震和海啸中，动物们不寻常的行为。在地震发生的前一周，离地震中心340千米之内的地区，奶牛的产奶量有所下降，宠物亲近主人的行为也减少。由于压力会影响牛奶的生产，这意味着奶牛在发生地震之前，就已经感觉到了。

此外，发生7级地震的秘鲁亚纳查加国家公园里，公园内的触发摄像机也捕捉到了动物行为的变化。在早前平常的一天内，摄像机记录下了15种动物的踪迹，但在地震的23天前，记录到的数量已经降到5种以下，在这事件发生的前一周，数量下降到0。通过记录围绕震中的海面上所反射的极低频率的无线电波，科学家探测到了地震两周前开始的电离层的干扰。地震发生前8天的大波动，正好与动物活动的第二次明显减少相对应。

科学家认为，在地震发生前几天或几周内，野生动物也可能会发现大气压、地下水水位、重力和化学物质的变化。如果动物可以作为早期的预警系统，我们如何利用？

太空动物研究系统

为了增强对野生动物这些现象的观察效果，科学家计划利用太空发射系统进行研究。该计划被称为太空动物研究系统，借助国际空间站，从太空观测研究动物的行为特征。

通过全球实时追踪动物的行为，科学家相信，他们能够创造出一个早期预警系统来预测自然灾害。那么，这个系统是如何运作的呢？

首先，宇航员将在国际空间站上安装一个野生动物专用的无线电接收器，该设备将远程追踪动物，这是以前从未应用过的技术。

接收器将在320千米上高空环绕地球，能覆盖90%以上的地球表面。而国际空间站每24小时就可以绕地球16圈，动物身上的追踪器永远不会处于传输范围之外。这说明地面的科学家能可靠地与国际空间站的设备通信，并使用全球定位系统定期进行位置测定。

追踪观察动物使用的是CDMA（代码分多址）系统，这是非常有效的网络系统，能使许多个发射机同一时间在一个通信信道发送信息。CDMA是基于软件的系统，便于技术精制时的系统升级，而关键是在天空中有一个非常强大的计算机来解码信号。

所以说，科学家能在任何地方追踪观察到动物——海面、沙漠、高山、农田甚至你家后院的树林里。在手机没有信号的地方，它也能有效地运作。

最初的两年里，至少2000只动物安上了追踪器，包括杜鹃、海龟等，然后逐渐增加到了2万多只。除了追踪动物的位置，追踪器还能记录高度、潜水深度、光照强度等信息。研究人员建立了算法来比较不寻常的动物活动或行为，比如蛇的攻击程度上升或者奶牛的产奶量下降，这些行为已经成为模型系统中的因子，用来预示即将发生的地震或其他自然灾害。最后，这种信息可以传递给政府、非政府组织和救援组织来拯救生命。

太空动物研究系统还有着其他的用途。大约70%的流行病是人与动物接触而产生的，包括禽流感和非典。而这样的系统可以为流行病学家提供一些重要信息，比如疾病在哪出现以及如何传播的。

追踪器的完善

系统刚开始使用的追踪器重量为5克左右，研究人员的目标是把重量减小到1克以内。另一方面，科学家也正在寻找追踪更小生物的方法。英国的研究人员通过塑料管内的应答器，利用谐波雷达追踪蝴蝶。塑料管要用双面粘泡沫固定在昆虫的胸部，该装置的重量只有0.012克，是蝴蝶体重的8%，对有些较大物种来说，仅为其体重的4%。其实，追踪器重量最好是在动物体重的3%以下，因为超过此重量分数之后，可能会影响动物的行为或活动。

有研究人员发现，即使是微小的生物，如浮游动物，也可以成功地采用纳米技术来追踪。瑞典隆德大学动物运动研究中心的学者，使用了量子点（一种半导体纳米结构）和显微荧光探针等，追踪了1.5毫米的淡水甲壳类动物水蚤的活动。然而，量子点只能在摄像头下可见，说明这种方法目前只能用于追踪生活在水族馆里的生物。

尽管追踪范围受限，但研究人员认为，纳米技术可以减少追踪器的大小，同时也可使追踪器芯片的体积变得更小，运算更高效。

技术+动物，来拯救人类

太空动物研究系统是一种新型国际交流平台，一些专家认为，当涉及动物活动的生态学，我们面临的政治障碍可能要比技术本身更具挑战性。

不过，如果这个计划成功，人类与动物王国的关系，将被改写。此外，人们也会因此了解更多关于气候变化、动物疾病传播的新知识，更好地保护生物多样性和发展更好的生态系统服务，如植物授粉、虫害控制和种子传播。我们对动物行为等知识的深入了解，可以帮助我们拯救濒危物种，或许还能拯救我们人类自己的生命。

拓展阅读： 随時代而发展的追踪器

20世纪初，人们通过在鸟的腿或翅膀上绑手写识别码来标记鸟类。20世纪40年代，用雷达研究迁徙的动物，接着到了20世纪50年代，又用声呐追踪动物。

在过去的30年里，科学家已经开始使用卫星技术追踪动物。近年来，由于电池技术的改进和太阳能电池板的使用，追踪器变得越来越小，效率也越来越高。

雨燕的体重仅为42克，携带的追踪器“小背包”约为1.1克，相当于重约70千克的人携带2.1千克的物件。一般来说，3%动物体重是上限。到目前为止，瑞典隆德大学开发了最轻的追踪器，仅重0.6克。

当然，也有一些间接技术。例如，澳大利亚的研究人员使用的是“接近传感器”，发射一束电磁辐射来监测蝙蝠，并不需要接触动物，这可用来模拟和评估疾病的传播。

还有其他非损伤性的方法，包括：检测蜂房里的温度和二氧化碳，使用无人机收集动物的周期性照片，在动物巢穴旁设立定位相机并使用图像识别软件来计算动物的个体数目。

一些基于互联网的众包项目，可以让世界各地的网友也参与到追踪动物的项目中。例如“宇宙动物园”这个项目，网友可以在线对动作感应相机捕获的相片进行动物的识别和计数。