Fotspår från jättepandor i naturen kan användas för att identifiera den individuella panda som gjorde dem och bestämma dess kön, en ny Duke University-ledd studie av ett internationellt team av bevarandeforskare visar.

Den nya metoden använder ett interaktivt programverktyg som kallas Footprint Identification Technique (FIT) för att "läsa" och analysera digitala bilder av fotavtryck, som skickas elektroniskt till en global databas för matchning.

Fälttester visar att tekniken exakt identifierade enskilda djur och deras kön mer än 90 procent av tiden.

Denna noggrannhet, i kombination med systemets användarvänlighet i fältet - en smartphone och en linjal är allt du behöver för att samla och skicka bilder - gör den särskilt väl lämpad för att studera en art som är lika svårfångad som jättepanda, sa Binbin Li, biträdande professor i miljövetenskap vid Duke Kunshan University, som ledde studien.

"Jättepandor lever i avlägsna och svåråtkomliga områden och deras befolkningstäthet är så låg att faktiska observationer av pandor själva inte är vanliga. Det vi ser mycket av är fotavtryck och avföring, "sa Li, som innehar en sekundär fakultetstid vid Duke Universitys Nicholas School of the Environment.

Att identifiera enskilda djur baserat på en DNA -analys av deras avföring ger exakta resultat, Hon sa, men är dyrt och kräver mycket färska prover och sofistikerad laboratorieutrustning. Att försöka identifiera en panda med hjälp av uppskattningar av dess bettstorlek - baserat på den genomsnittliga längden av bambufragment som finns i dess spillning - är mindre teknisk men inte särskilt exakt eftersom många pandor i samma geografiska område kan ha liknande bett.

Fotspår, å andra sidan, är unika för varje enskilt djur, ungefär som fingeravtryck hos människor.

"Varje art har en unik karakteristisk fotstruktur och panda, särskilt, har en vackert komplex fot som gör den till en perfekt kandidat för övervakning med FIT, "sa Zoe Jewell, huvudforskningsassistent vid JMP Software och en adjungerad fakultetsmedlem vid Duke's Nicholas School.

Programvaran är baserad på en anpassad statistisk modell som använder korsvaliderad diskriminerande analys och klustermetodik för att "läsa" en pandas fotavtryck och identifiera dess särdrag. Baserat på dessa uppgifter, programmet kan identifiera djurets kön och identifiera om dess utskrifter redan finns i FIT -datasetet eller nya till det, sa Sky Alibhai, som också är huvudforskare vid JMP Software och adjungerad fakultetsmedlem vid Duke's Nicholas School.

Den nya tekniken kan visa sig vara särskilt användbar för att övervaka återintroduktion av fångna pandor tillbaka i naturen, sa Zhang Hemin, chef för China Conservation and Research Center for the Giant Panda, där fälttesterna genomfördes. Nya filtrerings- och kategoriseringsmöjligheter utvecklas med SAS, ett dataanalysföretag baserat i Cary, NC, kommer att göra det möjligt för systemet att snabbt och effektivt bearbeta ökande mängder digital data i takt med att de återinförs och vilda populationer ökar, Jewell tillade.

Eftersom det är lätt att använda och kräver minimal utbildning, systemet kommer också att uppmuntra till större deltagande av medborgarforskare, som kan skicka bilder med ett offentligt gränssnitt som kallas Conservation FIT som Jewell och Alibhai lanserade tidigare i år via WildTrack, en ideell bevarandeorganisation som de leder.

Forskarna publicerade sitt peer-reviewed paper 20 december i tidningen Biologiskt bevarande .

"Jättepandor är svåra att räkna - de är blyga och bor i avlägsna berg. Ändå måste vi veta hur många det finns om vi ska förhindra deras utrotning. Fotavtryckstekniken är ett stort genombrott i vår förmåga att räkna dem, "sa Stuart L. Pimm, Doris Duke professor i naturvårdsekologi vid Duke's Nicholas School, som inte var författare till den nya studien men har arbetat med dess författare om tidigare forskning.

FIT-programvaran är ett tillägg till JMP-programvara från SAS och kan anpassas för användning på ett brett spektrum av olika arter och i olika terräng.

Hittills har den utvecklats för användning på 15 arter förutom gigantiska pandor, och arbete pågår för att utöka listan till att omfatta tre arter av hotade stora katter:jaguarer i Amerika, snöleoparder i Asien, och geparder i Afrika och Mellanöstern.