追蹤動物，預測災難

人類最好的地震預測技術只能提前幾分鐘發出警告，但在地震發生之前，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繫

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，野牛在衝撞之中跌下懸崖，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。而在過去的幾年裡，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，發現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繫。研究人員還分析了蛇的行為和天氣之間的聯繫，發現在厄爾尼諾周期中，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

有證據表明，動物可以被當成是「智能感測器」，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。在地震發生的前一周，離地震中心340千米之內的地區，奶牛的產奶量有所下降，寵物親近主人的行為也減少。由於壓力會影響牛奶的生產，這意味著奶牛在發生地震之前，就已經感覺到了。

此外，發生7級地震的秘魯亞納查加國家公園裡，公園內的觸發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，記錄到的數量已經降到5種以下，在這事件發生的前一周，數量下降到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，在地震發生前幾天或幾周內，野生動物也可能會發現大氣壓、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，我們如何利用？

太空動物研究系統

為了增強對野生動物這些現象的觀察效果，科學家計劃利用太空發射系統進行研究。該計劃被稱為太空動物研究系統，藉助國際空間站，從太空觀測研究動物的行為特徵。

通過全球實時追蹤動物的行為，科學家相信，他們能夠創造出一個早期預警系統來預測自然災害。那麼，這個系統是如何運作的呢？

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於傳輸範圍之外。這說明地面的科學家能可靠地與國際空間站的設備通信，並使用全球定位系統定期進行位置測定。

追蹤觀察動物使用的是CDMA（代碼分多址）系統，這是非常有效的網路系統，能使許多個發射機同一時間在一個通信信道發送信息。CDMA是基於軟體的系統，便於技術精製時的系統升級，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、農田甚至你家後院的樹林里。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隻動物安上了追蹤器，包括杜鵑、海龜等，然後逐漸增加到了2萬多隻。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。研究人員建立了演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中的因子，用來預示即將發生的地震或其他自然災害。最後，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。而這樣的系統可以為流行病學家提供一些重要信息，比如疾病在哪出現以及如何傳播的。

追蹤器的完善

系統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之後，可能會影響動物的行為或活動。

有研究人員發現，即使是微小的生物，如浮遊動物，也可以成功地採用納米技術來追蹤。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於追蹤生活在水族館裡的生物。

儘管追蹤範圍受限，但研究人員認為，納米技術可以減少追蹤器的大小，同時也可使追蹤器晶元的體積變得更小，運算更高效。

技術+動物，來拯救人類

太空動物研究系統是一種新型國際交流平台，一些專家認為，當涉及到動物活動的生態學，我們面臨的政治障礙可能要比技術本身更具挑戰性。

不過，如果這個計劃成功，人類與動物王國的關係，將刷新歷史記錄。此外，人們也會因此了解更多關於氣候變化、動物疾病傳播的新知識，更好地保護生物多樣性和發展更好的生態系統服務，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。