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"沒有困難的工作,只有勇敢的狗狗!"
狗,是人類第一個馴化的物種,它們敏銳的嗅覺和忠誠的天性,成為了人類在各種復雜環境中不可或缺的伙伴。
大約1.2萬年前,人類便開始用狗進行氣味探測用于狩獵并延續至今。它們能夠檢測和定位各種有機和無機氣味,例如炸藥、毒品、獵物、尋找尸體和識別罪犯等。
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甚至,狗狗還是你每天早晨喝的那杯鮮榨橙汁的“衛士”。
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要揭開這個謎題,我們得從橙樹的敵人——黃龍病說起。
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無藥可治的臍橙之癌黃龍病
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黃龍病是柑橘里的“傳染病”,是一種由細菌引起的系統性侵染病害,依靠木虱在柑橘樹之間傳播。染病之后的果樹,樹上結出的果實果肉無色無味,不僅不能榨汁,鮮果也無法銷售。
它是一個全世界性的難題,是一個毀滅性的柑橘病害,被稱作“臍橙之癌”。
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它起源于上個世紀的亞洲,已經傳播到世界上大多數的柑橘產區,在整個西半球出現,帶來了毀滅性的后果。
2005 年黃龍病到達佛羅里達州,至今,佛羅里達已經失去了超過60%的柑橘種植面積,超過80%的產量,以及70%的果汁廠和新鮮水果包裝廠。原本是全球第二大柑橘產區的佛羅里達,如今已經滿目瘡痍。
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而在中國,據統計,黃龍病每年為柑橘產業所帶來的損失超過1,000,000,000元。
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“傳染病”如何控制?這個問題可能大部分人都能把答案倒背如流,無非是控制傳染源,切斷傳播途徑......但方法論簡單,具體實施起來卻是難上加難。
對于植物病害,由于缺乏感染后治療和由于植物缺乏免疫系統而無法接種疫苗,因此早期發現和應對至關重要,這也是"掐斷“傳染源的關鍵。
在過去的十幾年中,僅美國的柑橘產業就投入了超過 1 億美元用于黃龍病系統性的研究,而黃龍病的控制卻沒有迫在眉睫的解決方案 。
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因此,對于已經出現黃龍病的世界柑橘養殖區,早期發現和清除感染宿主,也就是“砍掉”已經染病的果樹,是主要的緩解策略。
原本,對于黃龍病的監測嚴重依靠于人類視覺評估進行調查,以及通過確認性化學、血清學和分子檢測來增強調查。也就是通過眼睛去看,和通過采樣樹葉、莖等樹的部位進行檢測。但黃龍病在感染樹木的部位上的分布是稀疏且不規則的,且具有較長時間的潛伏期。
也就是說,柑橘果樹雖然是樹,其實人家看病跟人類看病是一樣的。先由“醫生”觀察是不是有“印堂發黑,面黃肌瘦”,如果沒有,再來進行下一步的“抽血”全面檢查。
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但當“樹醫生”,可不是一個好差事。試想一下,一棵成熟的柑橘樹有著數以萬計的葉片,在癥狀不明顯的早期,想要從這些葉片中精準找到黃龍病,無異于大海撈針。而等肉眼能夠明顯得看出黃龍病時,它又傳染到周圍更多的果樹上了。
如何找出感染的柑橘果樹并及時進行清除,成了困擾全世界柑橘種植區的難題。
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了不起的狗偵探比實驗室更快更準
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清晨的陽光斜灑在江西贛州的臍橙林中,一只名叫“輪胎”的拉布拉多犬在綠意盎然的果林中肆意奔跑。忽然,它停下腳步,警覺地嗅了嗅空氣,轉頭望向牽著它的工作人員,然后坐了下來,堅定地盯著一棵臍橙樹。
“輪胎”,這只拉布拉多犬,被譽為當地有名的“狗偵探”。它的任務是偵破那些隱藏在果樹中的“黃龍病”案件。剛剛,它發現了一棵染上黃龍病的臍橙樹。
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像“輪胎”一樣經過訓練的狗狗通過它們敏銳的嗅覺,能夠在早期檢測到黃龍病的存在,哪怕是在最初的感染階段。
佛羅里達大學的一項研究發現,黃龍病會在感染的柑橘樹上釋放出一些微量的化學物質,這些物質人類無法察覺,但狗的鼻子卻能嗅到。
那么,問題來了,狗狗是如何完成這一“神奇”任務的?
研究員們通過一系列的訓練,讓狗狗們學會識別黃龍病的氣味標記。在訓練場上,狗狗們要反復練習,直到它們能夠準確無誤地辨別出染病的樹木。
訓練由三個階段組成。在第一階段,每只狗狗需要辨別四棵盆栽臍橙樹,其中一棵感染了黃龍病,狗狗很快就意識到有一棵樹是不同的,這種對黃龍病味道的“自我發現”會得到口頭鼓勵和游戲的獎勵。
同時,當狗狗識別出正確的 黃龍病感染樹時,它會接受訓練并獎勵坐下(即警覺)。該過程被重復和加強,直到訓練師確信狗狗已經可靠地印上了氣味特征并發出警報。

在第二階段,狗狗將被帶到一排 10 到 20 棵樹中,其中 1 棵被 黃龍病感染并隨機放置在行中。訓練師們會鼓勵狗狗按順序詢問行中的每棵樹,并通過警報來識別受感染的樹,從而獲得獎勵。
這個階段訓練狗狗能在自然種植環境中遇到的那樣成排地審問樹木,加強目標氣味特征的印記,并提高準確性。
當訓練師確信狗狗能夠熟練地詢問和識別成排的黃龍病感染的樹木時,訓練就會進入熟練度評估的第三階段。

在這個階段,需要一個較大的訓練場地。該場地由10×10棵盆栽臍橙樹組成的網格組成,類似于早期的臍橙種植基地。按照黃龍病的發病比率(0-5%)隨機在網格內生成0-5棵感染黃龍病的臍橙樹,網格內其余的樹都是健康的。
狗狗們沿著每行小跑,在每行的末端轉向,并以蛇形模式沿著下一行前進,直到狗狗們詢問完網格中的每棵樹,并停頓在感染黃龍病的每棵樹旁邊。

最終,經過反復的訓練和正向獎勵,狗狗們對于黃龍病檢測的最終準確率能超過99%。
“狗偵探”們的出現,極大地提高了黃龍病的早期檢測效率。在過去,需要花費大量的時間和資源用肉眼或采樣去檢查每一棵樹,而現在,只需要帶著狗狗在果園里走一圈,它就能很快指出那些潛在的感染源。
佛羅里達的研究員們也進行了與以往兩種檢測方式的對比實驗,他們在一個16公頃的果園中,模擬了10年的病情變化并采用三種方法檢測黃龍病。

結果表明,10年之后,犬類檢測能保留超過92%的健康樹木,而使用化學檢測只剩余不到2%,人類視覺檢測則全部感染。
隨著時間的流逝,化學檢測時間和金錢成本太高,視覺檢測到的黃龍病感染樹木群體較少,兩種檢測方式對于疾病的控制效果都很差。
對于黃龍病的犬類檢測現已廣泛應用在美國佛羅里達柑橘種植區,狗狗們正努力挽救著佛羅里達瀕臨崩潰的柑橘產業。
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在全球范圍內,越來越多的研究機構和農業部門開始關注和投入這項技術,希望通過與狗狗的合作,能夠更好地保護柑橘產業的健康發展。2023年12月,中國工作犬管理協會聯合相關單位和農夫山泉出臺了第一個《工作犬搜索柑橘黃龍病訓練及使用規范》的團體標準。
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做橙汁的農夫山泉把這一技術帶到了江西贛州。“輪胎”就是第一批“中國籍”的黃龍病搜索犬,在江西贛州,像“輪胎”一樣的”狗偵探“還有13只,它們共同保衛著贛州臍橙林,防止黃龍病病情擴散。
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在那片臍橙林中,“輪胎”與它的小伙伴們,仿佛勇敢的衛士,用日復一日的奔跑,守護著每一顆臍橙的成長,守護著每一杯果汁的純凈,更守護著農人們心中那份對豐收的期盼與對未來的憧憬。
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