斯坦福大學生態預警實驗室發布2024年最新研究成果:野豬火災預警系統第七次精準預測了加州圣貝納迪諾國家森林的特大山火。從2023年開始,科學家利用野豬預警山火,減少過火面積62%。野豬這種曾被視作山林禍害的巨獸,正在成為最精準的活體火災預警系統。
撿到“佩奇”
斯坦福大學生物系的教授利亞姆從小就熱愛自然,喜歡小動物。成為教授后,他更是將這份熱愛融入教學,每個假期都會帶著學生一起去森林、草原,進行實地調研學習,近距離觀察各種動物的生態習性。
一次暑期調研時,利亞姆帶著三名學生來到戴維斯山脈觀察戴維斯山棉尾兔。這是戴維斯山上特有的一種體形較大的野兔。進山后不久,利亞姆和學生們就聽到了野獸的打斗聲,他們循著聲音望過去,發現一只狐貍正在進攻一頭小野豬。
本著尊重自然的基本原則,利亞姆并沒有上前阻止這場打斗,而是靜靜地看著兩只動物撕咬、翻滾,任它們斗個你死我活。過了很長時間,兩只動物都筋疲力盡,誰也沒能占據上風。狐貍似乎意識到小野豬雖然受傷,但仍然具有一定的反抗能力,它最終選擇了撤退。在狐貍離開后,小野豬終于體力不支癱倒在地。
“快點,咱們去看看野豬怎么樣了,不會死了吧!”利亞姆對身后的學生們喊道,“小心一點,它剛剛受傷,很可能會攻擊我們?!?/p>
利亞姆趕緊拿著急救包去處理小野豬的傷口。小野豬剛剛遭到襲擊,防范意識非常強烈,它張開嘴就要撕咬利亞姆,被利亞姆靈活地躲開??粗柏i齜牙咧嘴的樣子,利亞姆只好取出麻醉槍,迷倒了小野豬。
麻醉生效后,利亞姆迅速而小心地靠近它。他和學生們一同仔細檢查了小野豬的傷勢,發現它的后腿有一處嚴重的咬傷,鮮血還在不斷滲出,身上還有幾處小一些的傷口。利亞姆立即從急救包中取出消毒液、紗布和繃帶,為小野豬進行緊急處理。
處理完這些傷口后,利亞姆又仔細檢查了小野豬的其他部位,確認沒有嚴重的傷害后,他才松了一口氣。利亞姆覺得小野豬受了這么重的傷,如果把它留在森林里,很有可能會被其他動物再次襲擊,甚至因此喪命。在與學生們進行簡短商議后,他決定將這只小野豬帶回學校,暫時收養起來。
回到學校后,利亞姆聯系了學校的動物實驗室,讓他們準備一個適合小野豬康復的場所。動物實驗室的工作人員非常配合,為小野豬準備了一個干凈、舒適的籠子,并提供了必要的食物和水。
在接下來的幾天里,利亞姆和學生們輪流照顧小野豬,密切關注它的恢復情況。他們定期為小野豬更換傷口敷料,清理籠子,并提供營養豐富的食物。在他們的精心照料下,小野豬的傷口逐漸愈合,精神狀態也逐漸好轉。
小野豬似乎也感受到利亞姆對他的關愛,不再像之前那么敵對。每次利亞姆來給它換藥或者喂食,它都會乖乖地配合。后來,每當利亞姆靠近籠子,它都會興奮地站起來,沖著利亞姆搖尾巴,用鼻子輕輕觸碰利亞姆的手。
利亞姆越來越喜歡這只小野豬,給它取名佩奇,希望它像動畫片里的小豬一樣天天開心。起初,利亞姆只是想暫時照顧一下佩奇,但是隨著時間的推移,他漸漸有了將佩奇當作寵物養的想法。佩奇也非常喜歡和利亞姆待在一起,它會拱著彈力球找利亞姆玩耍,也會靜靜陪著利亞姆做研究。
2020年初,利亞姆正式收養了佩奇,之后他不管去哪里都會帶著佩奇一起。尤其是去野外調研時,他總喜歡帶著佩奇同行,讓它也能在廣闊的森林和草原自由奔跑。
逃離山火
2020年6月20日,利亞姆帶著學生還有佩奇前去帕納明特山脈觀察大角羊和郊狼。這一次,他計劃在山里住15天,拍攝盡可能多的視頻資料。山上郁郁蔥蔥的樹木,清新的空氣,以及偶爾傳來的鳥鳴聲,讓每個人都感到心曠神怡。
22日晚上,利亞姆和學生分享了收集的資料和拍攝的視頻后就各自進入帳篷休息。半夜,利亞姆感覺帳篷一陣晃動。起初,利亞姆以為是山里的狂風吹動了帳篷,但是他很快發現帳篷的晃動越來越強烈。他緊張地看著外面,生怕豺狼或者是獅子闖過來。
好在利亞姆很快看清了帳篷外面的情況,竟然是佩奇在不停地用鼻子拱帳篷。他以為佩奇在和自己玩游戲,于是安慰地撫摸了幾下它的腦袋,說:“好了,太晚了,今天不玩了,明天咱們再玩?!闭f完,他又想回到帳篷休息。
佩奇卻死死咬住他的褲腳,還不停地把他往外拉,根本不想讓他回帳篷。佩奇一直是個聽話的寵物,從沒有鬧過脾氣,利亞姆只好蹲在它身邊:“明天我還有工作呢,現在需要睡覺。”
佩奇依舊不松口,還是死命地向外拉他。佩奇拉拽的力量非常大,甚至把利亞姆都拉倒了,一屁股坐在地上。利亞姆剛想發火,突然心中涌起了一股不安,他問佩奇:“你是不是覺得有危險?”佩奇自然不可能回答,只是一味地拉著他。
利亞姆大喊:“快,快點起來,我們現在沿原路返回。佩奇的狀態不對,這里很可能會發生危險。”利亞姆懷疑佩奇是感受到了其他大型猛獸的氣息。
見學生們還在收拾書包和帳篷,利亞姆命令道:“不值錢,不重要的東西都放在這里,帳篷也不要收了。如果沒有危險,我們以后再回來取這些東西?!?/p>
學生們大驚失色,大家都急匆匆地帶著隨身物品一起往森林外跑去。山林間的夜晚漆黑一片,只有手電筒微弱的光芒照亮著前方的道路。幾人一陣奔跑,跑出了一段路。利亞姆見離開帳篷已經很遠,想讓大家休息一下:“我們原地休息半小時再往外跑?!?/p>
一聽這話,體力不支的幾個學生立刻坐在地上,有的還順勢往后一躺??墒撬麄儎倓偺上拢迤婢痛蠼衅饋?,還用豬鼻子拱他們。利亞姆看著佩奇的樣子咬咬牙命令學生們:“我們可能還沒跑出危險區,大家加把勁繼續往前跑吧?!贝蠹抑缓枚寂榔饋?,相互攙扶著,用盡全身的力氣往森林外面跑去。
兩天后,他們終于跑出森林,看見此前??吭谏滞鈬钠嚂r,幾人才感到安全了。此時,他們回望森林,發現森林上空濃煙滾滾,森林里火光沖天,山火四起,熊熊的火焰肆虐地吞噬著樹木,照亮了半邊天空。
利亞姆和學生們看著眼前的景象,都驚呆了。一名學生不禁喊道:“如果我們還在山中,恐怕現在生死難料啊!”他們非常后怕,如果不是佩奇及時發現危險并引導他們迅速逃離,他們很可能會被山火吞噬。他們一一和佩奇擁抱,慶祝劫后余生。利亞姆拍拍佩奇的腦袋說:“這次多虧了你,等回到學校我一定給你多準備些好吃的?!?/p>
這次事件后,利亞姆對野豬有了不同的看法,他認為野豬感知危險的能力比人類更強、更敏銳。他對佩奇也更好了,甚至在家里給佩奇準備了一個小窩,和它一起上下班。
2022年的一天,利亞姆和往常一樣在辦公室里閱讀生物學界最新的論文。中國南京工業大學的一篇論文闖入他的視線,論文中稱三頭野豬在寒潮中離奇死亡,解剖結果顯示它們的腎上腺素水平達到瀕死狀態的17倍,肝臟儲存的熱休克蛋白濃度堪比熔巖附近的沙漠蜥蜴。
論文作者進一步研究發現,野豬蹄部皮膚下的“熱敏囊”能像地震儀般捕捉地殼熱流涌動,其信號傳遞速度比衛星遙感還要快。更絕的是它們的代謝調節系統——當地下溫度異常升高時,野豬會啟動“生物空調”模式,將體感溫度誤差控制在±0.3℃以內。
利亞姆聯想到自己在2020年時的傳奇遭遇,他認為當時佩奇之所以能夠感受到危險,一定是它的“熱敏囊”捕捉到了地殼熱流涌動。也就是說,野豬能夠提前感知地下熱流,從而預警山火的出現。
為了證實自己的想法,利亞姆決定做一個嚴謹的實驗。他首先聯系了國內外的多位同行專家,他們分別來自生物學、地質學、遙感技術等多個領域。這些專家對利亞姆教授的研究表現出了濃厚的興趣,并愿意提供自己的專業知識和實驗設備,共同探索這一未知領域。
實驗成功
利亞姆和他的團隊需要確保實驗能夠準確地模擬地下溫度變化的真實場景,同時又要能夠精確地測量野豬的生理反應。為此,他們采用了先進的生物技術和遙感技術,結合特制的實驗裝置,來監測野豬在不同溫度條件下的行為變化和生理指標。
他們首先建立了一個模擬地下溫度變化的實驗環境。在實驗基地的地下挖掘了一個模擬的地道,地道的深度和寬度都經過精心設計,以確保能夠模擬真實的地下環境。他們還在地道中安裝了多個溫度傳感器和加熱裝置,精確地控制地道的溫度。
接著,他們聯合美國魚類和野生生物管理局在野外捕獲了12只健康的野豬,并將它們安置在實驗室的特制籠舍中。這些籠舍不僅提供了舒適的生活環境,還配備了各種監測設備,用于實時記錄野豬的體溫、心率、呼吸頻率等生理指標。
實驗過程中,利亞姆和他的團隊逐漸調整地道的溫度,模擬地下溫度變化的真實場景。他們發現,當地道溫度升高時,野豬會表現出明顯的行為變化,如焦躁不安、四處奔走等。同時,監測設備也記錄下了野豬體溫和心率的顯著變化。
為了進一步驗證野豬的體溫調節能力,利亞姆教授和他的團隊還設計了另一組實驗。他們在地道中設置了多個溫度區域,每個區域的溫度都不同。然后,他們將野豬放入地道中,觀察它們在不同溫度區域的行為和生理反應。
實驗結果顯示,野豬確實具有超乎尋常的地下溫度變化感知能力。它們能夠迅速感知到地道中溫度的變化,并通過精確的體溫調節來應對這種變化。當野豬進入溫度較高的區域時,它們會通過增加汗液分泌、擴張血管等方式來降低體溫;而當它們進入溫度較低的區域時,則會通過減少汗液分泌、收縮血管等方式來維持體溫穩定。
讓利亞姆震驚的是,他們不僅證明了野豬能夠提前感知到地下溫度變化,生物學家的高速攝影機還揭開了更驚人的熱感應機制。野豬刨地時,前蹄角質層會釋放含鐵蛋白微粒,這些微型“溫度探針”能鉆入土壤縫隙,20秒內將地熱數據傳回足部神經叢。
通過這次實驗,利亞姆還發現野豬蹄部血管網如同天然熱交換器,既能快速散熱避免燙傷,又能通過血流變化感知地下溫度。并且,當首頭野豬檢測到危險地溫,會通過次聲波召喚同伴,300頭野豬同時跺地產生的震動波,其數據可以被用來在巖層中繪制出立體熱力地圖。
利亞姆根據實驗結果,設計了太陽能定位項圈。項圈內嵌有生物傳感器,能夠實時監測野豬的體溫、心率、呼吸頻率等生理指標,并通過無線傳輸技術將這些生理數據實時發送至研究人員的接收設備,以便及時分析野豬的生理狀態和行為變化。項圈底部設計有與野豬蹄部接觸的傳感器,利用野豬蹄部皮膚下的“熱敏囊”原理,間接感知地下溫度的變化。
利亞姆稱之為“野豬火災預警項圈”。為了測試項圈的靈敏度和可操作性,他將目光聚焦在了澳大利亞的藍山地區,這里森林茂密,野生動植物種類繁多,但同時也是火災頻發的高風險區域。
經過精心的策劃和準備,2024年利亞姆選定了藍山的23頭野豬。團隊成員和護林員一起給23頭野豬安裝了“野豬火災預警項圈”,這些佩戴了定位項圈的野豬成為森林中的“移動監測站”。這一年,安裝了項圈的野豬成功預警7起潛在火災,比傳統監測系統平均提前41小時。
實驗的成功,讓利亞姆非常興奮。他立刻在多個國家推廣了此套系統,都獲得了一定的成績。2024年底,加州圣貝納迪諾國家森林里,斯坦福大學生態預警實驗室發現一頭體重200公斤的雄性野豬突然從泥潭中跳起,然后用蹄子瘋狂刨擊地面,鼻腔噴出的白霧在熱成像儀上形成刺目紅斑。
30分鐘后,當護林員趕到這片海拔1600米的斜坡時,紅外測溫儀顯示地下1.5米處的地溫已飆升至87℃,而48小時后,這里將爆發吞噬3400公頃林地的特大山火。這已經是斯坦福大學生態預警實驗室第9次成功通過野豬獲得山火預警。
野豬多次成功預警山火,證明利亞姆的研究非常成功。他很快在《自然·生態學》雜志上發表論文向全世界公開自己的研究成果。
根據利亞姆的研究,美國林業局更開發出“野豬躁動指數算法”,通過分析野豬種群的移動軌跡、排泄物酶活性變化和打滾頻率,能預測未來72小時的火險等級,準確率高達89%。
2025年,加州山火季的統計數據顯示,野火預警使過火面積減少62%,比10億美元級的無人機監測網絡更高效。但要讓這些“野豬預警員”真正上崗,科學家還需破解更多生物密碼。
與此同時,全世界的科學家都在研究野豬的“特異功能”。日內瓦大學團隊發現,野豬在感知地溫異常時,其視覺系統可能會短暫地調整,以增強對紅外光的敏感性。
而東京工業大學的仿生學研究更為轟動——根據野豬蹄部結構設計的“地熱傳感靴”,能在煤礦巷道中提前48小時預警瓦斯積聚,其靈敏度是傳統傳感器的120倍。
也許,當下一個火魔在地底蠢動時,或許最先拉響警報的不是衛星或傳感器,而是這些渾身泥漿的野豬。
""""""""""""編"輯/葉正正