现在,通过“企鹅视角”观察海洋已成为现实。一个国际研究团队开发了 PenguCams,这是一个新颖的动物佩戴式摄像系统,可以帮助追踪它们需要吃多少猎物、它们在哪里找到鱼以及为了获取食物花费多少能量。这项独特的研究成果——以及觅食行为——已在1月28日发表在《PeerJ》期刊上的研究中进行了描述。
像新的 PenguCams 和国家地理的Crittercam 这样的动物佩戴式摄像机可以为研究人员提供他们通常无法看到的行为视角。其中一种重要行为是它们如何与猎物互动。这通常是通过采集它们的粪便或死鸟胃中的内容物来完成的,但这种新方法将帮助科学家了解企鹅获取食物需要付出多少努力。了解动物如何捕猎以及它们需要多少猎物,有助于理解它们为何可能在特定地点觅食某些猎物。
在研究中,一个国际研究团队将小型、轻便的摄像机安装在新西兰的洪堡企鹅、塔瓦基企鹅和王企鹅身上。然后,他们利用企鹅喙部与摄像机之间的已知距离来确定一个校正因子——一个用于调整观测值的数字。该团队创建的校正因子是将视频中的像素测量值转换为实际尺寸的一种方法。它允许科学家在猎物被吞食前立即拍摄静态图像,并以像素为单位测量其长度或高度。然后,这个像素测量值可以转换为毫米的实际测量值。这使得科学家能够估算出企鹅每次觅食行程能获得多少能量。
该团队使用具有已知尺寸的网格作为参照物,在多个距离、水盐度和角度下测试了视频片段。然后,他们利用这些发现创建线性模型,预测超出测试范围的距离的校正因子。这个新的校正因子考虑了传播距离、折射和失真,提供了一个实用的工具来估算水下尺寸。
研究发现,由于光线折射的差异,校正因子在空气和水环境中的差异很大。然而,这些因素在淡水和咸水中保持一致,因此将来可以应用于多种不同的海洋栖息地。
“我们通过动物佩戴式摄像机开辟了一种研究海洋捕食者的新方法,”该研究的合著者、新西兰奥塔哥大学的学生 Owen Dabkowski 在一份声明中说。“校正因子允许使用简单的方法直接从视频片段中进行测量。这种创新的技术可以计算出猎物的能量,这有助于解释捕食者在觅食过程中所做的决定。”
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这种新方法还考虑了水中和空气中的失真效应,以确保更精确的测量。该团队还创建了一个快速参考表,并提供了展示该方法在现实世界场景中如何运作的示例视频,供其他科学家使用。
使用 PenguCams 开发的校正因子可以实现对生态相互作用的更准确的研究。拥有这些数据可以更好地为受威胁或濒危物种的保护措施提供信息。
PenguCams 由新西兰奥塔哥大学、Tawaki Trust、Global Penguin Society、Antarctic Research Trust 和阿根廷 CONICET 的科学家共同开发。