事实证明,在普通宠物主人训练下,他们的狗狗能够成为对抗入侵性斑点 lanternfly 的惊人强大盟友。在一项开创性研究中,公民科学家训练自己的爱犬以惊人的准确率嗅出这种害虫难以发现的卵块。这项举措不仅挖掘了庞大的休闲嗅探犬爱好者社群潜力,也为保护农业开辟了充满希望的新战线。这还不是全部——这些犬类搭档现在还能嗅出葡萄园病害,预示着四足田野调查的全新未来。
事实证明,这或许真的可行。
弗吉尼亚理工大学牵头的一项新研究发现,由普通人与他们的宠物组成的志愿者训犬团队,能够有效探测到难以发现的斑点灯笼蛾卵块。这种入侵性昆虫正对美国东部和中部的农场与森林造成破坏。
这是首个表明公民训犬团队能达到与专业保护检测犬相媲美的探测成功率的研究。
该研究的主要作者莎莉·迪金森表示:"这些团队证明,公民科学家及其犬只可以在保护农业和环境免受入侵物种侵害方面发挥重要作用。"迪金森近期刚从弗吉尼亚理工大学农业与生命科学学院获得博士学位。"通过适当的训练,狗主人可以将他们的宠物转变为强大的保护伙伴。"
一种入侵性害虫,一个隐蔽的目标
原产于亚洲的斑点灯笼蛾于2014年在宾夕法尼亚州首次被发现。此后,它迅速扩散到18个州,将卵产在树木、石头、木材,甚至汽车和拖车上,从而搭便车迁移到新的地方。
及早发现这种害虫至关重要——但找到它的卵块并非易事。
"它们通常看起来像泥渍或地衣,藏在树皮缝隙、裂缝或隐蔽的背面,"该研究的合著者、弗吉尼亚理工大学阿尔森·H·史密斯父子农业研究与推广中心的植物病理学家水穗仁田说。"找到它们就像大海捞针。"
这正是犬只可以发挥作用的地方。
犬类的嗅觉比人类灵敏数万倍,经过训练,它们可以在不破坏环境的情况下嗅出斑点灯笼蛾的卵块。先前的研究表明,专业的保护检测犬可以高精度地完成这项工作。但专业犬只价格昂贵,而且数量远远不足以应对日益增长的威胁。
因此研究人员问道:"如果我们利用全国范围内成千上万已经将气味探测作为爱好的狗主人,会怎么样?"这项运动被称为休闲气味探测,让犬只在家庭、公园和训练课程中为娱乐而寻找隐藏的气味。
各种体型、大小和鼻型的犬只
超过1000名狗主人对该研究表达了兴趣。其中超过40%的人之前有运动气味探测或相关活动的经验。最终,来自美国各地的182支团队被选中,并获得了已灭活(即不会孵化)的卵块作为训练辅助工具。参与者在指定的当地培训师监督下,在家或小组中进行训练。
经过几个月的训练后,这些犬只在两种环境中接受了测试——一种是室内,一种是室外。在受控的室内环境中,犬只需要完成气味识别测试,从多个装有其他物品和气味的盒子中,找出装有斑点灯笼蛾卵块的盒子。通过气味识别测试的犬只进入实地测试环节,它们需要在有竞争气味干扰的室外环境中找到目标气味。
结果如何?在受控测试中,犬只正确识别卵块的概率为82%。在现实世界的实地试验中,准确率降至61%——但仍优于许多人工搜索。在通过两项测试的犬只中,92%在经过最少额外训练后就能成功找到活的卵块。
来自罗阿诺克的研究参与者比尔·韦尔伯恩说,他7岁的西藏梗犬佩佩很享受这个挑战。在六个月的时间里,他们每周用灭活的斑点灯笼蛾卵块训练两到三次,每次15到30分钟。
"任何时候你能激励你的狗,对它们都有好处,"韦尔伯恩说。"佩佩显然很喜欢。而且这也是我们利用犬只的技能和训练来帮助社区的一种方式。"
来自拉德福德的凯蒂·托马斯和她的比特犬混血犬芬奇也自愿参加了这项研究,希望将他们七年的休闲气味探测经验应用于实际。
"能够为了更大的利益——为了公民科学——做同样的事情,增添了以前没有的另一个层面,"她说。
农业的新得力助手?
动物行为学家、迪金森的研究生导师兼合著者埃里卡·福伊尔巴赫表示,这些发现显示了社区科学未被挖掘的潜力。
"有成千上万的人只是为了好玩而和他们的狗一起进行气味探测工作,"动物科学学院副教授福伊尔巴赫说。"莎莉的研究表明,这不仅仅是一种爱好——这些公民科学家和他们的犬只可以成为抗击入侵性害虫传播的宝贵资源。"
嗅出斑点灯笼蛾可能仅仅是个开始。由仁田、迪金森、福伊尔巴赫与德克萨斯理工大學的研究人员合著的另一项研究发现,经过训练的宠物犬也能检测白粉病,这是一种危害葡萄和葡萄园的主要真菌病害,准确率超过90%。
这些研究共同指出了犬只及其主人在保护农业方面发挥越来越大的作用。
对于长期担任消防员和职业搜救犬训导员的迪金森来说,这个项目反映了一个个人使命:给更多的犬只和它们的主人提供机会去做有意义的工作。
"这项研究不仅仅是关于探测,"她说。"它关乎赋能人们,让他们与自己的狗并肩工作,保护他们所关心的places和社区。"
关于这项研究
该项目得到了美国农业部国家食品与农业研究所通过农业与食品研究计划中的农业生物安全战术科学项目的支持。
研究团队包括来自弗吉尼亚理工大学的迪金森、福伊尔巴赫和仁田,以及来自德克萨斯理工大学的埃德加·阿维莱斯-罗萨和内森·霍尔。