人類最好的地震預測技術只能提前幾分鐘發(fā)出警告，但在地震發(fā)生之前，蛇類逃離它們的巢穴，奶牛停止產奶，是不是意味著動物們知道一些人類不知道的信息？如何讓動物幫助我們預警呢？
動物與自然界要素的聯(lián)系
觀察動物活動來幫助人類生存，這可以追溯到上千年前。約6000年前，美國北部的土著印第安人利用對野牛行為的了解，制定了一種有效的狩獵方法，他們將一群亂竄的野牛趕到懸崖邊，野牛在沖撞之中跌下懸崖，而懸崖之下就是印第安人的屠宰營。
在很多民間傳說中，人們可以通過動物來預測天氣、災難。而在過去的幾年里，觀察動物行為活動，為人類提供大自然的知識，已經從民間傳說轉向科學。例如2013年，美國科學家們對一種民間傳說的“無稽之談”進行了實驗——當雨快要來臨的時候，奶牛就會躺下來。
研究人員測量了奶牛的核心體溫，發(fā)現(xiàn)奶牛在寒冷的時候會躺下，而在炎熱的時候會站起來以散熱。奶牛可能無法準確地預測降水，但它確實顯示了奶牛行為和天氣之間的一種聯(lián)系。研究人員還分析了蛇的行為和天氣之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)在厄爾尼諾周期中，蛇更具攻擊性，更容易咬傷人類或其它動物。
動物能提前感知災難
有證據(jù)表明，動物可以被當成是“智能傳感器”，來預測即將到來的地震。2014年，有學者探討了2011年摧毀日本的地震和海嘯中，動物們不尋常的行為。在地震發(fā)生的前一周，離地震中心340千米之內的地區(qū)，奶牛的產奶量有所下降，寵物親近主人的行為也減少。由于壓力會影響牛奶的生產，這意味著奶牛在發(fā)生地震之前，就已經感覺到了。
此外，發(fā)生7級地震的秘魯亞納查加國家公園里，公園內的觸發(fā)攝像機也捕捉到了動物行為的變化。在早前平常的一天內，攝像機記錄下了15種動物的蹤跡，但在地震的23天前，記錄到的數(shù)量已經降到5種以下，在這事件發(fā)生的前一周，數(shù)量下降到0。通過記錄圍繞震中的海面上所反射的極低頻率的無線電波，科學家探測到了地震兩周前開始的電離層的干擾。地震發(fā)生前8天的大波動，正好與動物活動的第二次明顯減少相對應。
科學家認為，在地震發(fā)生前幾天或幾周內，野生動物也可能會發(fā)現(xiàn)大氣壓、地下水水位、重力和化學物質的變化。如果動物可以作為早期的預警系統(tǒng)，我們如何利用？
太空動物研究系統(tǒng)
為了增強對野生動物這些現(xiàn)象的觀察效果，科學家計劃利用太空發(fā)射系統(tǒng)進行研究。該計劃被稱為太空動物研究系統(tǒng)，借助國際空間站，從太空觀測研究動物的行為特征。
通過全球實時追蹤動物的行為，科學家相信，他們能夠創(chuàng)造出一個早期預警系統(tǒng)來預測自然災害。那么，這個系統(tǒng)是如何運作的呢？
首先，宇航員將在國際空間站上安裝一個野生動物專用的無線電接收器，該設備將遠程追蹤動物，這是以前從未應用過的技術。
接收器將在320千米上高空環(huán)繞地球，能覆蓋90%以上的地球表面。而國際空間站每24小時就可以繞地球16圈，動物身上的追蹤器永遠不會處于傳輸范圍之外。這說明地面的科學家能可靠地與國際空間站的設備通信，并使用全球定位系統(tǒng)定期進行位置測定。
追蹤觀察動物使用的是CDMA（代碼分多址）系統(tǒng)，這是非常有效的網絡系統(tǒng)，能使許多個發(fā)射機同一時間在一個通信信道發(fā)送信息。CDMA是基于軟件的系統(tǒng)，便于技術精制時的系統(tǒng)升級，而關鍵是在天空中有一個非常強大的計算機來解碼信號。
所以說，科學家能在任何地方追蹤觀察到動物——海面、沙漠、高山、農田甚至你家后院的樹林里。在手機沒有信號的地方，它也能有效地運作。
最初的兩年里，至少2000只動物安上了追蹤器，包括杜鵑、海龜?shù)�，然后逐漸增加到了2萬多只。除了追蹤動物的位置，追蹤器還能記錄高度、潛水深度、光照強度等信息。研究人員建立了算法來比較不尋常的動物活動或行為，比如蛇的攻擊程度上升或者奶牛的產奶量下降，這些行為已經成為模型系統(tǒng)中的因子，用來預示即將發(fā)生的地震或其他自然災害。最后，這種信息可以傳遞給政府、非政府組織和救援組織來拯救生命。
太空動物研究系統(tǒng)還有著其他的用途。大約70%的流行病是人與動物接觸而產生的，包括禽流感和非典。而這樣的系統(tǒng)可以為流行病學家提供一些重要信息，比如疾病在哪出現(xiàn)以及如何傳播的。
追蹤器的完善
系統(tǒng)剛開始使用的追蹤器重量為5克左右，研究人員的目標是把重量減小到1克以內。另一方面，科學家也正在尋找追蹤更小生物的方法。英國的研究人員通過塑料管內的應答器，利用諧波雷達追蹤蝴蝶。塑料管要用雙面粘泡沫固定在昆蟲的胸部，該裝置的重量只有0.012克，是蝴蝶體重的8%，對有些較大物種來說，僅為其體重的4%。其實，追蹤器重量最好是在動物體重的3%以下，因為超過此重量分數(shù)之后，可能會影響動物的行為或活動。
有研究人員發(fā)現(xiàn)，即使是微小的生物，如浮游動物，也可以成功地采用納米技術來追蹤。瑞典隆德大學動物運動研究中心的學者，使用了量子點（一種半導體納米結構）和顯微熒光探針等，追蹤了1.5毫米的淡水甲殼類動物水蚤的活動。然而，量子點只能在攝像頭下可見，說明這種方法目前只能用于追蹤生活在水族館里的生物。
盡管追蹤范圍受限，但研究人員認為，納米技術可以減少追蹤器的大小，同時也可使追蹤器芯片的體積變得更小，運算更高效。
技術+動物，來拯救人類
太空動物研究系統(tǒng)是一種新型國際交流平臺，一些專家認為，當涉及到動物活動的生態(tài)學，我們面臨的政治障礙可能要比技術本身更具挑戰(zhàn)性。
不過，如果這個計劃成功，人類與動物王國的關系，將刷新歷史記錄。此外，人們也會因此了解更多關于氣候變化、動物疾病傳播的新知識，更好地保護生物多樣性和發(fā)展更好的生態(tài)系統(tǒng)服務，如植物授粉、蟲害控制和種子傳播。我們對動物行為等知識的深入了解，可以幫助我們拯救瀕危物種，或許還能拯救我們人類自己的生命。
責編：科普知識網