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使用計算機(jī)視覺分析自然歷史博物館收藏的數(shù)萬只蝴蝶標(biāo)本的新研究發(fā)現(xiàn)，一些英國蝴蝶因氣候變化而變得更大。

來自倫敦自然歷史博物館、南安普頓大學(xué)和加州大學(xué)伯克利數(shù)據(jù)科學(xué)研究所的一個國際團(tuán)隊使用自然歷史博物館的數(shù)字化蝴蝶收藏品來評估氣候變化對英國蝴蝶物種大小的影響。常見的發(fā)現(xiàn)表明，在幼蟲發(fā)育后期，成年蝴蝶的體型隨溫度而增加。

這項研究發(fā)表在《生態(tài)學(xué)與進(jìn)化方法》上，是在自然歷史博物館對世界上的蝴蝶收藏之一進(jìn)行的，該博物館擁有大約 125,000 個標(biāo)本。

這些物種的數(shù)字化有助于科學(xué)研究氣候變化對野生物種的影響。

該研究的合著者、南安普頓大學(xué)海洋生物學(xué)講師菲利普·芬伯格博士說：“世界各地的博物館正在迅速將他們的藏品數(shù)字化，并將其免費提供給研究人員和公眾。與此同時，已經(jīng)有計算機(jī)視覺技術(shù)的巨大進(jìn)步，可以自動識別、檢測和測量數(shù)字圖像中的特征。

“我們的論文率先表明計算機(jī)視覺可以應(yīng)用于這些數(shù)字圖像，以測試動物如何應(yīng)對氣候變化的理論。在我們的案例中，我們測試了英國蝴蝶的體型如何隨著溫度升高而變化。計算機(jī)視覺有可能迅速推進(jìn)數(shù)字自然歷史館藏的研究效用，并加速其在了解生物圈將如何應(yīng)對氣候變化方面的應(yīng)用。”

示例 Mothra 輸出圖像（雄性 Plebejus argus）

伯克利數(shù)據(jù)科學(xué)研究所的研究人員開發(fā)了一種名為“Mothra”的計算機(jī)視覺管道，他們能夠分析來自自然歷史博物館 iCollections 項目的標(biāo)本。該項目中使用的古老的標(biāo)本可以追溯到 1900 年代初期。Mothra 會自動檢測樣本并測量特征，包括翅膀特征、方向（如何固定樣本）并識別性別。這一過程大大減少了分析單個樣本所需的時間，否則研究人員需要手動進(jìn)行物理測量和記錄。這項研究的結(jié)果表明，Mothra 和手動測量之間存在近乎完美的關(guān)系。

“自然歷史博物館的英國和愛爾蘭蝴蝶和飛蛾收藏品是世界上古老、、多樣化的藏品。” 倫敦自然歷史博物館負(fù)責(zé)（鱗翅目）策展人杰夫·馬丁說。迄今為止，自然歷史博物館已將超過 500 萬只標(biāo)本數(shù)字化并公開發(fā)布，其中包括超過 776,000 只蝴蝶和飛蛾。

科學(xué)家將測量結(jié)果與 24 種不同英國蝴蝶物種的未成熟階段所經(jīng)歷的每月溫度記錄配對，并尋找大小和溫度之間關(guān)系的模式。自然歷史博物館的藏品和溫度記錄都跨越了數(shù)十年，并提供了大量數(shù)據(jù)，使其成為溫度大小響應(yīng)研究的理想來源。

他們發(fā)現(xiàn)，對于這 24 個物種中的 17 個，成年蝴蝶的大小隨著幼蟲后期溫度的升高而增加。

倫敦自然歷史博物館昆蟲學(xué)研究員、該論文的合著者斯蒂芬·J·布魯克斯 (Stephen J Brooks) 說：“自然歷史館藏包含有關(guān)自然世界如何隨時間變化作出反應(yīng)的信息。但是這些集合的龐大規(guī)模通常使提取這些信息變得困難。我們的研究顯示了數(shù)字化和機(jī)器學(xué)習(xí)在迅速發(fā)布大量證據(jù)方面的價值和力量，這些證據(jù)可用于在不斷變化的世界中保護(hù)物種。