非洲最南部的沙漠和半沙漠是氣候干旱、降雨量少、溫度極端、不適合居住的地方。這里是生石花的故鄉(xiāng)，生石花可能是世界上最奇怪的植物。

芬蘭生物學家 Tommi Nyman 博士（東芬蘭大學和挪威 NIBIO Svanhovd）和他的南非同事、斯泰倫博斯大學的植物生態(tài)學家 Allan Ellis 教授也在這里從進化的角度研究植物。為了幫助他們進行研究，他們選擇了 Specim IQ。相機體積小巧，電池壽命長，非常適合野外條件，其高速可以應對強烈而交替的光線。

在如此惡劣的環(huán)境中，所有植物都需要某種保護來抵御動物。生石花依靠偽裝：每株植物大部分埋在土壤中，只有多汁的葉子的平頂突出到土壤表面。這使得生石花幾乎隱形。

但問題是，南非、納米比亞和博茨瓦納的土壤特性差異很大：礫石可能是棕色、灰色、黃色、紅色或近乎白色，顆粒大小也從細沙到大卵石不等。遲早，一些生石花的后代會發(fā)現(xiàn)自己處于一個惡劣的環(huán)境中，與周圍環(huán)境格格不入。

這里我們談到了查爾斯·達爾文和阿爾弗雷德·拉塞爾·華萊士 150 多年前提出的進化論的核心：如果生石花個體之間的上表面顏色各不相同，如果顏色是由基因決定的并且可遺傳，如果偽裝能力差的個體比隱蔽的個體更容易被吃掉，那么隨著時間的推移，植物的顏色和圖案將趨向于向當?shù)赝寥赖囊曈X特性靠攏。

現(xiàn)代進化研究中最核心的問題之一是生態(tài)特征在新物種起源中的作用。這次旅行可能會揭示這個難題的一些新方面。假設：生石花屬的表型（顏色）差異是由對局部優(yōu)化偽裝的選擇驅動的。

在比較生石花植物和地形的顏色時，必須盡可能獲得準確、客觀的顏色測量值。高光譜成像正是為此而生。

高光譜相機非常適合顏色測量，因為它比 RGB 相機更精確，而且與目視檢查不同，它是完全客觀的。例如，可以在 Lab 顏色空間中以 ?E<1 的精度定義目標的絕對顏色，或者以 ?E=8-10 的精度定義相對于另一個目標的相對顏色。

接下來，就是尋找一臺可以在南非沙漠的極端條件下工作的高光譜相機。那里路途遙遠，道路崎嶇，溫度變化多樣，從寒冷的夜晚到酷熱的白天，到處都是灰塵，光線刺眼且變化迅速，因此你需要滿足某些要求的設備。

您需要的是一臺小巧耐用、高品質且快速的相機。當 Tommi Nyman 了解到 Specim IQ 時，他知道這就是他們探險所需的相機。

“地形多巖石，所以你不想隨身攜帶又大又重的設備，”湯米·尼曼博士說?！癝pecim IQ 體積小巧，便于攜帶，便于在野外運輸和使用，對于我們進行所需的測量非常方便?！?/p>

IQ 的長電池壽命也被認為是一大優(yōu)勢，因為團隊在野外露營了 3-4 個晚上，只返回城鎮(zhèn)一晚來儲備、更新和充電電池。“在野外，你需要一臺用一塊電池就能工作一整天的相機，”Nyman 博士說。

Specim IQ 相機也非?？?，這在嚴酷且快速變化的光照條件下至關重要。非洲的光線很刺眼，白天光線直接從上方照射。陰影清晰而深邃。當云層遮住太陽時，光照條件會在短時間內(nèi)發(fā)生劇烈變化。因此，當您將積分時間設置為特定光照條件時，您希望在下一朵云出現(xiàn)并完全改變光照條件之前快速拍攝圖像。

起初，一切都按計劃進行，Specim IQ 也正如團隊所希望的那樣工作。然后，相機開始出現(xiàn)故障，最后完全停止工作?！拔覀兟?lián)系了 Specim，想知道我們能否解決這個問題”，Nyman 博士回憶道。盡管 Specim 人員迅速回復，團隊也從芬蘭獲得了有關非洲的信息和指示，但什么也做不了。

雖然他們無法繼續(xù)測量，但幸運的是，此時有足夠的數(shù)據(jù)讓項目繼續(xù)進行。至于相機，它被運回芬蘭的 Specim 工廠，在那里被打開以查看發(fā)生了什么。

維修期間首先注意到的是，相機沒有留下任何暴露在灰塵環(huán)境中的痕跡——相機內(nèi)部絕對干凈。然而，Lithops 項目使用的 IQ 相機單元是早期原型之一，仔細檢查后發(fā)現(xiàn)，拍攝不到 10,000 張圖像后，其中一個關鍵部件就壞了。這個已知問題已針對生產(chǎn)型號進行了重新設計，目前的相機可以拍攝數(shù)十萬張圖像。

湯米·尼曼博士

目前已收集所有所需數(shù)據(jù)，Lithops 項目將繼續(xù)進行數(shù)據(jù)分析。結果將于稍后公布。

至于高光譜成像，生態(tài)學研究方面仍有很多工作要做。這是一個廣闊的研究領域，存在與 Lithops 項目中研究的問題類似的問題。一旦有了易于運輸和現(xiàn)場使用的設備，它在生態(tài)研究中肯定會有很多用處。(來源:Specim 高光譜成像)