Χωρίς παγίδες, χωρίς θανάτους, με ακρίβεια που αγγίζει το 96%
Η παρακολούθηση των επικονιαστών εντόμων αποτελεί εδώ και δεκαετίες έναν από τους πιο χρονοβόρους και προβληματικούς τομείς της οικολογικής έρευνας. Οι παραδοσιακές μέθοδοι απαιτούν συλλογή δειγμάτων, ταξινόμηση από ειδικούς και συχνά τη θανάτωση των ίδιων των εντόμων που οι επιστήμονες επιδιώκουν να προστατέψουν. Μια νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό PNAS Nexus προτείνει μια ριζικά διαφορετική προσέγγιση, που συνδυάζει ραντάρ χιλιοστομετρικών κυμάτων με μηχανική μάθηση για την ταυτοποίηση εντόμων σε πραγματικό χρόνο, χωρίς καμία επαφή μαζί τους.
Η έρευνα διεξήχθη από τον Adam Narbudowicz και συνεργάτες, με πρώτη συγγραφέα τη δρ. Linta Antony του Trinity College Dublin. Τα έντομα συλλέχθηκαν στην πανεπιστημιούπολη, τοποθετήθηκαν μεμονωμένα σε μικρούς κυλινδρικούς πλαστικούς περιέκτες πάνω από κεραία millimeter-wave και απελευθερώθηκαν αμέσως μετά την καταγραφή της ραντάρ υπογραφής τους. Κανένα έντομο δεν θανατώθηκε στη διάρκεια της έρευνας.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Τα σπάνια σάκχαρα που υπόσχονται να αντικαταστήσουν τη ζάχαρη χωρίς τις παρενέργειές της
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Καρκίνος του μαστού: Η κοινή βιταμίνη που αυξάνει δραματικά την αποτελεσματικότητα της θεραπείας
Η φυσική αρχή πίσω από τη μέθοδο είναι το φαινόμενο Doppler. Κάθε κίνηση που αλλάζει την απόσταση μεταξύ μιας πηγής κύματος και ενός αντικειμένου προκαλεί μετατόπιση στη συχνότητα του ανακλώμενου σήματος. Στην περίπτωση των εντόμων, το φτερούγισμα δημιουργεί ένα χαρακτηριστικό μοτίβο μικρο-Doppler, ένα είδος ακουστικού αποτυπώματος που διαφέρει από είδος σε είδος ανάλογα με τη συχνότητα, τον ρυθμό και τον τρόπο κίνησης των φτερών.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Trail mix: Το σνακ που φαίνεται υγιεινό αλλά μπορεί να εκτοξεύσει το σάκχαρο
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Υπάρχει όντως «καλύτερη» ώρα για να πίνουμε νερό;
Το μοντέλο μηχανικής μάθησης που ανέπτυξε η ομάδα εξήγαγε περισσότερα από 70 αρμονικά, φασματικά και χρονικά χαρακτηριστικά από αυτές τις υπογραφές. Ανάμεσα στα πιο διακριτικά στοιχεία ήταν ο ρυθμός με τον οποίο αλλάζει η κίνηση των φτερών και οι θεμελιώδεις συχνότητες φτερουγίσματος κάθε είδους. Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: το μοντέλο διέκρινε μέλισσες από σφήκες με ακρίβεια 96% και ταξινόμησε πέντε διαφορετικά είδη εντόμων σε επίπεδο είδους με ακρίβεια 85%.
Γιατί αυτή η μέθοδος έχει σημασία για τη βιοποικιλότητα
Η παγκόσμια μείωση των επικονιαστών αποτελεί έναν από τους πιο ανησυχητικούς δείκτες οικολογικής υποβάθμισης. Σύμφωνα με εκτιμήσεις του ΟΗΕ, περίπου το 75% των παγκόσμιων καλλιεργειών εξαρτάται σε κάποιο βαθμό από τους επικονιαστές, ενώ οι πληθυσμοί πολλών ειδών μέλισσας έχουν μειωθεί δραματικά τις τελευταίες δεκαετίες λόγω απώλειας βιοτόπου, χρήσης φυτοφαρμάκων και κλιματικής αλλαγής. Για να αντιμετωπιστεί αυτή η κρίση, χρειάζονται αξιόπιστα δεδομένα παρακολούθησης σε μεγάλη κλίμακα, ακριβώς αυτό που οι υπάρχουσες μέθοδοι δεν μπορούν να παρέχουν αποδοτικά.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Ανακαλούνται σοκολατάκια από δυο διαφορετικές μάρκες λόγω σοβαρού κινδύνου
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ | Τα σνακ που κάνουν τα παιδιά υπερτασικά από μικρή ηλικία – Εργαστηριακό τεστ σε 30 προϊόντα που βρίσκονται στα ράφια
Οι παραδοσιακές παγίδες και η οπτική παρατήρηση απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό, είναι εξαιρετικά χρονοβόρες και δεν μπορούν να εφαρμοστούν σε ευρεία γεωγραφική κλίμακα. Η νέα μέθοδος ανοίγει τον δρόμο για φθηνές, μη επεμβατικές συσκευές παρακολούθησης που θα μπορούσαν να λειτουργούν αυτόνομα στο ύπαιθρο. Οι ερευνητές προτείνουν ενδεικτικά τη χρήση τους ως «διόδους διέλευσης» σε σημεία που τα έντομα φυσικά διέρχονται, καταγράφοντας και ταξινομώντας αυτόματα τα είδη που περνούν. Αν η τεχνολογία κλιμακωθεί, θα μπορούσε να δώσει στους επιστήμονες και τις αρχές εποπτείας πρόσβαση σε δεδομένα που σήμερα είναι πρακτικά αδύνατο να συλλεχθούν, μετατρέποντας την παρακολούθηση της βιοποικιλότητας από περιοδική καταμέτρηση σε συνεχή, αυτοματοποιημένη καταγραφή.
