基于皮肤标记时序变化建模的低性二态性海豚性别鉴定方法及其保护管理意义

这篇研究通过分析瓶鼻海豚（Tursiops truncatus）体表皮肤标记的时空变化特征，建立了首个基于全身体表标记定量测量的性别判别模型（GLM，准确率86%）。研究发现雄性个体具有更高的社会性/攻击性标记（如线性刮痕LST、斑点SP）和渔具损伤率（PFI达83%），且标记累积速率（RoC=1.97）显著高于雌性，揭示了性别差异行为模式及雄性更高的渔业交互风险，为低性二态性海洋哺乳动物的种群性别比研究和保护策略制定提供了创新方法论。

　　

引言

评估动物种群性别比对理解其增长趋势至关重要，但低性二态性鲸类的性别鉴定长期面临挑战。传统方法依赖体型差异或基因检测，而本研究创新性地将全身体表标记分析应用于瓶鼻海豚，通过量化31类皮肤损伤的时空演变规律，建立非侵入性的性别判别体系。

材料与方法

以台伯河河口栖息的"卡庇托林海豚"种群为模型（2016-2023年追踪），选取39头已知性别成年个体（12雄/27雌）。采用ImageJ软件对461张高清照片进行标记分析：

1. 1.

   体区分区：将每侧身体划分为颅部、背鳍等5个区域（基于鳍基长度FBL），按可见度评分（0-3分）计算年度体表可见度（YBS）。

2. 2.

   标记分类：识别3大类31种标记，包括社会性损伤（如齿痕LST）、渔具创伤（如鳍截肢FA）和消瘦体征，测量每类标记的像素占比及线性刮痕年龄特征。

3. 3.

   统计模型：通过Mann-Whitney U检验筛选性别差异显著变量，构建负二项广义线性模型（GLM），采用10折交叉验证评估性能。

结果

性别差异特征：

• •

  雄性的标记体表占比（MB%=48%）是雌性（22%）的2倍，其中攻击相关标记（LST、SP等）显著更多（p<0.05）。

• •

  雄性线性刮痕的齿痕数（5.0±0.1）和"新鲜度"显著高于雌性（χ²=114.51）。

• •

  标记累积速率（RoC）呈现性别极化：雄性+1.97（持续累积），雌性-0.33（愈合倾向）。

渔业交互差异：

虽然两性遭遇拖网概率（TIP≈50%）无差异，但雄性渔具创伤率（PFI=83%）远超雌性（33%），提示雄性更冒险的捕食策略。

判别模型：

最终模型包含8个预测变量（如LST%、RoC等），整体准确率86%，对雌性识别灵敏度达90%。

讨论

1. 1.

   行为生态学意义：雄性更高的攻击性标记印证了其繁殖竞争和食物争夺压力，而负RoC值反映雌性更谨慎的社会策略。

2. 2.

   保护启示：渔具对雄性的选择性威胁可能通过影响基因流动加剧种群衰退，需针对性调整渔业管理措施。

3. 3.

   方法论突破：全身体表分析克服了传统仅依赖背鳍的局限，模型可适配其他低性二态性物种（如喙鲸、驼海豚）。

应用前景

该技术仅需常规照片即可实施，在鲸类保护领域具有普适性。未来可扩展至亚成体性别鉴定，并为评估人为压力（如渔业、污染）的性别差异化影响提供量化工具。研究团队特别指出，该方法在中国沿海儒艮等濒危物种保护中具应用潜力。