研究人员借助动物追踪设备的重大生物学发现

生物记录仪让我们能够以前所未有的精度知晓动物在野外的活动及行为方式。

但据一位因利用生物记录数据讲述在不断变化的世界中海洋哺乳动物生活的更深刻故事而闻名的加州大学圣克鲁兹分校的生态学家所说，这只是一部分而已。

在 10 月 30 日发表于《生态与进化趋势》的一篇新的评论文章里，研究人员提出了一个框架，目的是强调生物记录数据在测试自然界重要问题方面的价值。

“我们强调理论驱动研究的力量和前景，”该研究的主要作者、生态学和进化生物学助理教授罗克珊·贝尔特兰（Roxanne Beltran）说道。

比如说，如果我们假设动物在更饿的时候会承担更多风险，那我们能不能使用生物记录工具，通过测量野生动物的饥饿程度和冒险行为来检验并完善这一理论呢？

换句话说，研究人员现在不用把描述数据当作研究的结论，而是能够从对于自然界如何运作的一般想法入手，然后利用附着在动物身上的生物记录仪，有策略地测试这个想法是否得到了数据的支持。

在他们的综述中，该团队以象海豹、美洲鹤和骡鹿的案例研究，展示了生物记录器如何成为检验假设和完善理论的有力工具。这些案例研究表明，从生物记录器获得的观察结果能够带来新的见解，为假设提供依据并完善生态理论。该文章指出，利用生态理论将动物的生理、社会性和人口统计学与其环境背景联系起来，可以更好地理解这些系统。

例如，安装在北象海豹身上用于测量深度的生物记录器显示，在某些时候，这些动物停止游泳，开始被动漂流。此前的这项研究提出了一个假设：海豹可能因睡着而漂流，这或许是由于生理上的差异。

借助生物记录器，研究人员能够证实，身体状况较好（体脂更多）的海豹会在夜间停止觅食，于黑暗中安然入睡。相比之下，身体状况较差（体脂较少）的海豹会在夜间觅食，因为此时效率更高，但随后在白天冒着被鲨鱼和虎鲸捕食的风险睡觉。这为有生物记录数据支持的状态依赖风险承担理论提供了支撑，即野生动物在身体状况较差时更倾向于冒险。

“我们已经将这些案例研究作为例子，展现出在比以往更精细的时间尺度和更广泛的空间尺度上获得新见解的许多令人兴奋的机会，”贝尔特兰说。“我们希望我们的框架能让其他人对我们在未来几十年应用这些生物记录工具和产生生态见解的巨大潜力感到兴奋并充满动力。”

除了她的海洋生态学研究，贝尔特兰还通过制定关于反种族主义、社区建设和包容性研究经验的切实可行的实地指南，大力倡导 STEM 领域的多样性、公平性和包容性。在这篇新文章中，她吁请生物记录器数据的开放获取，以便没有资源获取昂贵技术的科学家仍然能够为该领域做出贡献。

这篇文章的 18 位作者是早期职业研究人员，包括研究生、博士后和像康纳·黑尔这样的研究技术人员，他们通过将案例研究转化为概念并制作成论文中的图表做出了贡献。她三年前作为本科生实地助手开始在贝尔特兰的实验室工作，现在全职与贝尔特兰一起工作。

“我从一开始就参与了[研究论文的]图 2 的创建。通过从事这项工作，我提高了科学交流技能，获得了将文本简化为图像的经验，还与团队进行了合作，”黑尔说。“我当下正在进行那种我期望在研究生院继续开展的研究，如今获取的这种经验正在为我的成功铺就道路。”

贝尔特兰表示，与本地以及国际的同事合作，对于向科学界展现生物记录器在未来几年能够用于开展更全面的研究，这一点至关重要。“‘我知道，如果我召集一大群对该领域的未来有着独特但互补愿景的年轻研究人员，我就能主导一篇更具影响力的论文。’她解释道。

研究人员所确定的一个令人兴奋的下一步举措是扩大调查规模。例如，研究人员能够利用有关物种相互作用的理论，推动在同一生态系统中对捕食者和猎物同时进行标记。然后能够运用数学模型创建在气候变化情景下种群、群落和生态系统的模拟，最终为基于证据的保护解决方案提供相关信息。

“当新学科出现时，”贝尔特兰说。“必然从模式的发现起步，我们相信，向基于过程的见解转变将让生物记录科学持续对我们对于自然世界的理解产生重大影响。”