蝴蝶是如何引起风暴的（科学研究因气候变化）

近日，来自伦敦自然历史博物馆、南安普顿大学和加州大学伯克利数据科学研究所的一个国际团队利用自然历史博物馆的数字化蝴蝶收藏品来评估气候变化对英国蝴蝶物种大小的影响。最新发现表明，在幼虫发育后期，成年蝴蝶的体型随温度而增加。

这项研究发表在《生态学与进化方法》上，伦敦自然历史博物馆是世界上最大的蝴蝶收藏博物馆，该博物馆拥有大约 125,000 个标本。这些物种的数字化有助于科学研究气候变化对野生物种的影响。

使用计算机视觉分析自然历史博物馆收藏的数万只蝴蝶标本的新研究发现，一些英国蝴蝶因气候变化而变得更大

该研究的合著者、南安普顿大学海洋生物学讲师菲利普·芬伯格博士说：“世界各地的博物馆正在迅速将其藏品数字化，并免费提供给研究人员和公众。与此同时，有计算机视觉技术取得了巨大进步，它可以自动识别、检测和测量数字图像中的特征。”

“我们的论文率先表明计算机视觉可以应用于这些数字图像，以测试动物如何应对气候变化的理论。在我们的案例中，我们测试了英国蝴蝶的体型如何随着温度升高而变化。计算机视觉有可能迅速推进数字自然历史馆藏的研究效用，并加速其在了解生物圈将如何应对气候变化方面的应用。”

伯克利数据科学研究所的研究人员开发了一种名为“Mothra”的计算机视觉管道，他们能够分析来自自然历史博物馆 iCollections 项目的标本。该项目中使用的最古老的标本可以追溯到 1900 年代初期。Mothra 会自动检测样本并测量特征，包括翅膀特征、方向（如何固定样本）并识别性别。这一过程大大减少了分析单个样本所需的时间，否则研究人员需要手动进行物理测量和记录。这项研究的结果表明，Mothra 和手动测量之间存在近乎完美的关系。

“自然历史博物馆的英国和爱尔兰蝴蝶和飞蛾收藏品是世界上最古老、最大和最多样化的同类收藏品。” 伦敦自然历史博物馆负责（鳞翅目）高级策展人杰夫·马丁说。迄今为止，自然历史博物馆已将超过 500 万只标本数字化并公开发布，其中包括超过 776,000 只蝴蝶和飞蛾。

科学家将测量结果与 24 种不同英国蝴蝶物种的未成熟阶段所经历的每月温度记录配对，并寻找大小和温度之间关系的模式。自然历史博物馆的藏品和温度记录都跨越了数十年，并提供了大量数据，使其成为温度大小响应研究的理想来源。

他们发现，对于这 24 个物种中的 17 个，成年蝴蝶的大小随着幼虫后期温度的升高而增加。

伦敦自然历史博物馆昆虫学研究员、该论文的合著者斯蒂芬·J·布鲁克斯 (Stephen J Brooks) 说：“自然历史馆藏包含有关自然世界如何随时间变化作出反应的信息。但这些馆藏的庞大规模往往让人难以提取这些信息。我们的研究显示了数字化和机器学习的价值和力量，可以快速发布大量证据，这些证据可用于在不断变化的世界中保护物种。

更多信息: Rebecca J. Wilson et al, Applying computer vision to digitised natural history collections for climate change research: Temperature‐size responses in British butterflies, Methods in Ecology and Evolution (2022). DOI: 10.1111/2041-210X.13844

期刊名称: Methods in Ecology and Evolution