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RFID为加州大学戴维斯分校的蜂鸟带来了可见性

加利福尼亚大学戴维斯分校(加州大学戴维斯分校)的研究人员正在收集有关蜂鸟访问的数据,借助驻扎在喂鸟器的RFID读取器和嵌入小型传粉媒介背后的134.2 kHz LF RFID标签。通过确定特定的鸟类何时访问特定的喂食器,以及在其他鸟类的陪伴下,研究人员正在了解通过喂食器的蜂鸟接触活动和网络以及它与疾病传播的关系。


传统上,蜂鸟,一些世界上最小的鸟类,都是通过腿带追踪的,但这需要首先用网捕获一只鸟,这样研究人员才可以对它们进行物理检查。该团队解释说,这使得RFID成为一个很好的选择。


照片由Katherine Kerlin提供


蜂鸟健康和保护计划——这项研究由加州大学戴维斯分校兽医学院和该大学的疾病动力学中心进行,并不是第一个使用RFID跟踪蜂鸟的研究,加州大学戴维斯分校兽医学院的兽医Lisa Tell说。然而,她认为这是第一个解决以前研究面临的问题:如何使用LF RFID标签读取同时在喂食器上追踪多只鸟。


“在喂食器之前已经使用过RFID来监控蜂鸟的存在,”Tell说,阅读器可以在大约6英寸的距离处检测到LF标记的鸟。事实上,由于蜂鸟非常小,RFID是一种非常适合跟踪它们的技术。Tell解释说,GPS装置太重了,不能携带。然而,被称为无源集成转发器(PIT)并且通常用于跟踪宠物的动物标签的小型化版本可以由蜂鸟携带而不会影响其飞行。这些装置的重量约为0.01克(0.0004盎司),长度为8毫米(0.3英寸)。


在早期的研究中,无创性地附加标签一直是研究人员的挑战,Tell说。他们尝试通过睫毛胶将标签贴在鸟的背上,然后将它们插入皮肤下,然后用胶水密封皮肤。然而,如果任何痕迹进入动物的翅膀,这种胶水对蜂鸟也是危险的。因此,加州大学戴维斯分校的研究人员将标签嵌入到它们背部的皮肤下,然后通过单针缝合切口。该团队以这种方式标记了两种物种中的230只鸟 —— 安娜的蜂鸟和艾伦的蜂鸟。


使用RFID阅读器开发一个系统以一次跟踪多只鸟只是另一项挑战。Tell解释说,LF读取器可以询问一个标签,但是当同时引入第二个标签时,设备通常只读取其中一个标签。这提出了一个问题,因为蜂鸟通常分组喂食,可能一次五只。


加州大学戴维斯分校通过使用Biomark HPR Plus RFID阅读器解决了这个问题,该阅读器每10秒钟询问一次标签ID号,而不是连续询问最近标签的传输。这样,当每只新鸟到达喂食器时,读取器捕获该动物的ID,然后在10秒后寻找并捕获该特定ID的另一次读取。它可以对许多标签进行10秒的询问,从而消除了一次读取多个特定标签的问题。


照片由Katherine Kerlin提供


2016年,加州大学戴维斯分校的研究人员开始对鸟类进行标记,并在加利福尼亚州的三个地点安装了RFID供电器:两个位于该州北部,一个位于南部。每个站点都有一到三个支持RFID的馈线,总共七个。标准的现成喂食器每个都用网状材料包围,网状材料包括一个入口,鸟类进入网区以获取糖水。读卡器天线内置于入口处。阅读器可通过墙上插座连接或电池供电。从长远来看,Tell指出,该系统可以使用太阳能电池板供电。


当一只鸟进入喂养器时,只要它停留在那里,读取器就会继续捕获标签的唯一ID,该ID与元数据文件中该鸟的细节相关联。研究人员分析了从读者那里收集的数据,以确定哪只鸟在哪个喂养器,以及哪些鸟在一起。“如果这只鸟在天线附近的任何地方,我们都可以阅读标签,”Tell说。收集的数据存储在阅读器中,直到研究人员到现场并使用USB驱动器或蓝牙连接下载该信息。


2016年9月至2018年3月期间,共捕获了118,017个标签。根据Tell的说法,目标是继续监控供料器。这些鸟在两年多前被贴上了标签,不过蜂鸟的预期寿命可能比这要长得多,并且不会删除标签。


在未来,该团队希望找到Tell称之为“消费者负担得起”的低成本阅读器,这样这些设备就能被安装到更多的地方——即使是在后院喂养器里,让个人能够跟踪蜂鸟在自己的院子里的活动。研究人员还设想最终使用一个标签和一个具有较长范围的读取者来识别野生环境中的鸟类,比如在授粉时的花上。据Tell报道,这需要一个非常小的标签,使这变得具有挑战性。


研究人员继续根据标签读取过程中收集的数据,了解喂食器上蜂鸟的活动。现有研究的目的不是要证明喂食鸟对蜂鸟的健康是有利还是有害的,她补充说:“这项研究并不能明确回答喂食器是好是坏。我们有兴趣尝试确定如何看待馈线的使用,并为那些使用馈线的人确定最佳实践,以及观察蜂鸟是如何聚集在一起的。“


然而,这项研究正在帮助研究人员了解鸟类如何以及何时进食。虽然安娜的蜂鸟先前已经通过RFID跟踪,但Tell指出,这是Allen的蜂鸟第一次出现,因为它们体积较小。到目前为止,研究人员已经发现,雄性更有可能与其他雄性同时访问喂食器,而不是与雌性动物在同一时间。个别蜂鸟也比其他蜂鸟更频繁地访问特定的饲养者。夜间活动也被发现,因为有几只鸟在整个夜晚都在喂食。


这项研究的最终目的是确定蜂鸟对喂食者的访问,这将进一步使科学家能够根据蜂鸟在喂食器上的访视模式评估疾病传播情况,以及研究鸟类的行为如何变化以及这些变化可能对动物的健康意味着什么。事实上,研究人员可以确定是否有一些鸟类留在该地区。该团队的未来目标是评估影响居民人口的条件,包括他们在该地区的遗传或环境因素。


大约61%的被标记的鸟类是在系统中被检测到的,该系统基于一个在喂食器上读取的RFID标签。Tell解释说,其他人可能已经开始在另一个地方喂食。她说,该集团希望与RFID技术提供商或顾问建立合作关系,以帮助他们修改和增强蜂鸟RFID系统的功能。