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"鸡尾酒训练法"能否掀起波澜?——多物种混合样本训练通用蛙类检测犬的效能研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月22日 来源:Applied Animal Behaviour Science 2.2 2.2
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针对濒危两栖类监测中训练样本稀缺难题,澳大利亚研究团队创新性采用"鸡尾酒训练法",通过混合5种蛙类皮肤拭子训练检测犬(WDD)。研究发现犬只对训练混合物的单一成分识别率仅43.7%,但对未训练过的新蛙种识别率达81.7%,证实该方法可快速建立"蛙类通用检测"能力,为濒危物种监测提供新思路。
在生物多样性快速丧失的当下,两栖动物正面临前所未有的生存危机。据统计,全球已有超过500种两栖动物种群数量锐减,其中许多物种的衰退原因至今成谜。传统监测方法如听觉调查、陷阱法等对非鸣叫性、穴居性或扩散期的成体蛙类效果有限,而野生动物检测犬(Wildlife Detection Dog, WDD)因其卓越的嗅觉能力,逐渐成为生态调查的新利器。然而,WDD训练面临一个关键瓶颈:濒危物种样本获取困难且可能危害个体健康,这严重制约了检测团队的快速部署能力。
为破解这一难题,澳大利亚拉筹伯大学的研究团队在《Applied Animal Behaviour Science》发表创新研究,探索"鸡尾酒训练法"(cocktail training)在蛙类通用检测犬培养中的应用潜力。该方法突破传统单物种训练模式,将5种易获取蛙类的皮肤拭子混合成训练样本,旨在通过18次训练使犬只建立"蛙类"这一广义嗅觉概念,最终实现对新蛙种的自动识别。
研究采用三项关键技术:1) 多物种混合样本制备(每种"鸡尾酒"含4/5训练蛙种拭子以避免气味遮蔽);2) 12臂气味轮双盲测试系统;3) 分阶段评估体系(先测试训练混合物成分识别率,后评估对5种全新蛙种的泛化能力)。实验选用7只拉戈托罗马阁挪洛犬,通过食物奖励强化其嗅探行为,所有训练和测试均在室内受控环境完成。
【Dogs】
研究选用嗅觉犬种拉戈托罗马阁挪洛犬,通过前期筛选确保其具备基础嗅探能力。最终5只完成全部实验的犬只年龄跨度8个月至5岁,均为雌性,其中4只为未绝育个体。
【Training】
经过18次训练后,犬只对混合样本的平均灵敏度达79.73%,精确度87.2%。在最后3次模拟真实检测场景的单盲测试中,性能进一步提升至83.99%和85.7%,证实混合训练法可建立稳定的目标响应。
【Cocktail component recognition assessments】
关键发现出现在成分识别测试阶段:当训练混合物被拆分为单一物种样本时,犬只仅能识别43.7%的目标,且个体差异显著(灵敏度60.8%±29.1,精确度43.6%±25.3)。这表明犬只更倾向将混合物作为整体气味(configural processing)而非独立气味元素(elemental processing)进行处理。
【Discussion】
令人意外的是,在后续新物种泛化测试中,犬只对5种从未接触过的蛙类表现出81.7%的高灵敏度和72.9%的精确度。这种"训练时表现平平,实战中大放异彩"的现象提示:虽然犬只未能有效解析混合物成分,但重复接触多种蛙类气味可能帮助其建立了"蛙类"这一嗅觉类别概念。
【Conclusion】
该研究首次证实,尽管鸡尾酒训练法不能使犬只精准识别训练混合物中的单一成分,但结合后续成分识别测试的"强化刺激",可有效培养蛙类通用检测能力。这种方法显著缩短训练周期(较传统序列训练法节省约40%时间),且规避了直接使用濒危物种样本的伦理风险。研究者建议,对于需要快速部署的生态调查(如灾后评估或入侵种监测),可采用"5+5"模式——即训练5种常见种后直接测试5种目标种,通过"边测边训"实现能力迁移。
这项研究为濒危物种监测提供了创新方法论,其价值不仅限于两栖动物领域。对于哺乳类、昆虫类等同样面临样本获取困难的类群,该训练策略或可推广。未来研究需探索最佳混合物种数量配比,以及户外复杂环境下的性能验证。正如研究者所言:"当保护生物学遇上犬类认知科学,我们正在书写物种监测的新范式。"
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