數位復生:科學家力保世界最瀕危海洋哺乳動物
佛羅裡達大西洋大學(FAU)、聖地牙哥海洋世界以及聖地牙哥自然歷史博物館攜手合作,對罕見的加灣鼠海豚骨架進行了掃描。加灣鼠海豚是世界上體型最小且最瀕危的鼠海豚品種。在西班牙語中,「vaquita」意為「小母牛」,它是全球最小的鼠海豚,也是最瀕危的海洋哺乳動物。其活動範圍是所有海洋哺乳動物中已知最小的,僅侷限於加利福尼亞灣北部約1500平方英里的海域。
自1997年以來,加灣鼠海豚的數量從約600隻驟減至如今的不到10隻。照此速度,加灣鼠海豚預計很快就會滅絕。加灣鼠海豚面臨的主要威脅是被用於捕撈加州犬型黃花魚的非法刺網纏繞。加州犬型黃花魚是一種極度瀕危的魚類,因其魚鰾價值高昂而備受青睞。儘管已經頒佈了刺網禁令,且保護工作一直在進行,但受有組織犯罪和偷獵的驅使,非法的加州犬型黃花魚交易仍在持續。
保護行動包括展開全球意識宣傳活動、清除刺網、監測加灣鼠海豚以及打擊偷獵等。然而,其他組織試圖圈養保護加灣鼠海豚的嘗試均以失敗告終。雖然加灣鼠海豚的復育希望至關重要,但立即採取行動保護這一瀕危物種更為關鍵。對加灣鼠海豚的身體構造進行數位化,是保障其未來的有力一步。
佛羅裡達大西洋大學與聖地牙哥自然歷史博物館和聖地牙哥海洋世界合作,在這項保護工作中發揮了重要作用。研究人員在佛羅裡達大西洋大學高中的「貓頭鷹影像實驗室」,利用最先進的高解析度微電腦斷層掃描技術,對一具極其罕見的加灣鼠海豚完整骨架進行了掃描。
聖地牙哥自然歷史博物館的鳥類和哺乳動物館長菲爾・尤尼特表示:「我們很高興能與志同道合的組織合作,讓我們的藏品發揮最大作用,並讓更多人能夠接觸到它們。加灣鼠海豚的完整骨架是極其罕見的標本,得知它的複製品將對公眾開放,我們感到非常興奮。」
這具從聖地牙哥自然歷史博物館借給聖地牙哥海洋世界的骨架,被認為是美國境內僅有的、甚至可能是唯一一具完整的加灣鼠海豚骨架。該骨架於1966年被捐贈給博物館。對這一罕見標本進行掃描以供展示的目的,是為了製作複製品,使其能夠在市場上流通,從而推動對這一極度瀕危物種的教育和保護工作。
佛羅裡達大西洋大學實驗學校「貓頭鷹影像實驗室」的影像實驗室助理、科學院生物系博士生傑米・克瑙布說:「我們掃描的標本是一隻成年雌性加灣鼠海豚,它非常珍貴,不能透過運輸方式寄送,運送時需要小心護送。8月,我前往聖地牙哥從海洋世界獲取這具骨架,並親自將其作為隨身行李帶回佛羅裡達。在掃描過程中,標本在『貓頭鷹影像實驗室』存放了三個月。完成掃描大約花費了165個小時,共產生了3TB的資料。12月初,我將骨架歸還給海洋世界妥善保管。」
克瑙布一直與聖地牙哥海洋世界的病理學和研究助理布列塔尼・阿賈・多蘭合作,多蘭是該專案的帶頭人。此前,克瑙布曾與多蘭合作,多蘭為她提供了一條在加州擱淺的狐鮫椎骨,用於她的研究生研究,這部分研究成果被用於她的第一篇博士論文章節,並在《皇家學會期刊》上發表。克瑙布與佛羅裡達大西洋大學生物科學系副教授、高階作者瑪麗安・E・波特博士,以及佛羅裡達大西洋大學附屬實驗學校(A.D.亨德森大學學校和佛羅裡達大西洋大學高中)的研究主任、教育學院助理研究教授翠西亞・梅雷迪思博士共同發表了這篇論文。
多蘭表示:「加灣鼠海豚即將滅絕,這嚴肅地提醒著我們,人類對野生動物和環境可能造成的影響。根據基因研究,它們仍有成功復育的希望。透過這次獨特的多方面合作,我們讓這具獨一無二的骨架得以永存。我們希望透過製作複製品,使其在全球範圍內都能獲得,並有望在不久的將來在聖地牙哥海洋世界展出,讓每個人都有機會瞭解世界上最瀕危的海洋哺乳動物,以及我們可以為之做些什麼。」
聖地牙哥動物園此前曾對這具罕見的加灣鼠海豚標本進行了初步的電腦斷層掃描,但解析度不足以用於複製。多蘭聯絡了克瑙布,希望利用佛羅裡達大西洋大學的微電腦斷層掃描器對骨架進行高解析度掃描。聖地牙哥自然歷史博物館和聖地牙哥海洋世界已允許克瑙布在她的博士論文研究中使用加灣鼠海豚的椎骨掃描資料。
克瑙布說:「隨著加灣鼠海豚的數量不斷減少,盡可能多地儲存這個物種的相關資訊極為重要。它們非常難以捉摸,而且這個物種的實體標本並不多。」
這具加灣鼠海豚骨架的3D掃描資料將儲存在MorphoSource上,這是一個公開的資料儲存庫,專門用於存放代表世界上實體物體的影像資料。這些掃描資料可供下載,用於教育、推廣和研究目的。此外,聖地牙哥海洋世界將與Bone Clones合作,製作加灣鼠海豚骨架的完整複製品用於教育。
克瑙布表示:「對如此罕見的標本進行影像掃描非常重要,因為這個個體的數位化呈現,如照片、掃描影象和3D網格檔案,將在最後一隻加灣鼠海豚消失很久之後依然存在。重要的是,將骨架數位化並向其他研究人員和公眾公開資料,將大大提高其可獲取性,為合作和研究提供更廣泛的機會。」
佛羅裡達大西洋大學的「貓頭鷹影像實驗室」是一個獨一無二的研究實驗室,它為學生提供了接觸最前沿裝置的機會,讓他們能夠參與高水準的研究專案,包括癌症治療研究、疫苗研發和假肢製作等。學生們可以在年輕時就研究世界上一些最具挑戰性的問題,並分享研究成果,在同行評審的期刊上發表論文。該實驗室配備了微電腦斷層掃描器、掃描電子顯微鏡、組織學套件、倒置複合顯微鏡和立體顯微鏡,供A.D.亨德森大學學校、佛羅裡達大西洋大學高中以及佛羅裡達大西洋大學所有學院的學生和教職員使用。
梅雷迪思說:「我們這個開放式研究中心的主要目標是創造一個充滿活力的環境,促進學生與大學導師之間有意義的合作。透過提供實踐教學、創新示範、實驗和強大的資料收集機會,該中心旨在提升教育體驗,推動研究卓越。這些合作不僅能加深學生對科學方法的理解,還能支援創作出有影響力、高質量的出版物和報告,促進他們的學術和職業發展。透過這項倡議,我們努力建立一個致力於推進知識、解決現實世界挑戰的學者社群。」