Autonomiczna kamera-pułapka na owady w Kostaryce. Źródło: Jenna Lawson
Pojawiające się technologie zmieniają badania nad owadami i nadzór nad środowiskiem. Wykorzystanie sztucznej inteligencji do analiz DNAobrazy, dźwięki i wzorce lotów, możemy odblokować nowatorski wgląd w świat owadów.
Niedawne obawy dotyczące znacznego spadku populacji owadów skłoniły badaczy do pilnego zebrania danych na temat ich obecnego stanu.
„Jak dotąd takie dane są dostępne tylko dla kilku grup owadów i wybranych regionów. Aby poprawić status quo, potrzebujemy pilnych ocen wszystkich typów owadów we wszystkich częściach świata” – mówi Roel van Klink, starszy badacz w Niemieckim Centrum Integracyjnych Badań nad Różnorodnością Biologiczną (iDiv) i redaktor naczelny wydania specjalnego .
Biorąc pod uwagę, jak liczne są owady i jak trudno je rozróżnić, uzyskanie pełnych informacji na temat trendów związanych z owadami pozostaje trudnym zadaniem. Obecnie przełomy technologiczne torują drogę globalnym badaniom nad owadami.
Dzięki przełomom technologicznym możemy obecnie wykorzystywać najróżniejsze właściwości owadów do ich śledzenia. Na przykład wiele owadów wydaje dźwięki, które są dla nich charakterystyczne gatunek. Korzystając z tanich urządzeń rozsianych po całym środowisku, możemy nagrać te dźwięki, a następnie przypisać je owadom, które je wydały. Alternatywnie możemy przyciągnąć owady do światła, a następnie sfotografować je i zidentyfikować obrazy. Używając radaru, a nawet wiązki lasera, możemy zdalnie wyczuwać owady i identyfikować je na podstawie ich wielkości i ruchu skrzydeł. Wreszcie możemy wyodrębnić DNA owadów – lub ich śladów w środowisku, w tym w wodzie czy powietrzu – i wykorzystać sekwencję ich genów do ich zarejestrowania i identyfikacji.
Potencjał Nowych Technologii
„Te nowatorskie metody mają ogromny potencjał w zakresie uzupełniania ogromnych luk w danych na temat owadów. Mogą zapewnić nam nowe, więcej i lepsze dane po niższych kosztach, częściowo dzięki pół- lub w pełni autonomicznemu gromadzeniu danych. Nowatorskie technologie zazwyczaj pozwalają uniknąć zabijania owadów” – mówi Toke Thomas Høye, profesor ekologii na Wydziale Ekologii Uniwersytet w AarhusDania.
Co najważniejsze, nowe metody zmniejszają naszą zależność od ekspertów, ponieważ osób, które potrafią odróżnić owady, jest nieliczna i przeciążona pracą. Zamiast wykorzystywać swoją cenną wiedzę specjalistyczną na temat każdej indywidualnej próbki owadów, mogą nauczyć komputery wykonywania rutynowych prac, a następnie skupić się na zadaniach, do których naprawdę potrzebna jest ich wiedza specjalistyczna.
Konieczność zautomatyzowanego przetwarzania gatunków owadów zwiększa fakt, że w przypadku większości owadów nie ma nikogo, kto je zna. Szacuje się, że cztery z pięciu gatunków owadów są nadal nieznane nauce i dlatego brakuje im nawet nazw. Jeśli będziemy kontynuować tradycyjne metody, scharakteryzowanie ich wszystkich zajmie ponad tysiąc lat.
„Teraz metody komputerowe i sztuczna inteligencja może znacznie przyspieszyć zadanie opisu życia na Ziemi. Ucząc komputery, jak oddzielać owady, możemy zrozumieć miliardy obrazów, miliony nagrań dźwiękowych i biliony sekwencji DNA” – mówi Tomas Roslin, profesor ekologii owadów na Szwedzkim Uniwersytecie Nauk Rolniczych (SLU).
„W sumie te postępy techniczne zrewolucjonizują naszą wiedzę o owadach. Umożliwiają prowadzenie badań wszystkich typów owadów. Choć do tej pory rozwijały się one w oderwaniu od siebie, naszym szczególnym tematem jest początek ich integracji. Łącząc je, zyskamy bezprecedensowy wgląd w owady na całym świecie”. mówi dr Silke Bauer ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Badawczego (WSL). „Aby jednak umożliwić globalny wgląd i równość, musimy zadbać o to, aby zarówno same technologie, jak i generowane dane były dostępne dla wszystkich”.
Te postępy i zasady zostały zaprezentowane w nowym numerze magazynu Transakcje filozoficzne Towarzystwa Królewskiego B – oferując kompleksowy port wejściowy dla wszystkich zainteresowanych światem owadów i sposobami jego badania.
Odniesienie: „W kierunku zestawu narzędzi do globalnego monitorowania różnorodności biologicznej owadów” autorstwa Roela van Klinka, Julie Koch Sheard, Toke T. Høye, Tomasa Roslina, Leandro A. Do Nascimento i Silke Bauer, 24 czerwca 2024 r., Transakcje filozoficzne Towarzystwa Królewskiego B.
DOI: 10.1098/rstb.2023.0101
