Wetenschap
Hoe technologie een revolutie teweegbrengt in het insectenonderzoek
De recente angst voor een grote achteruitgang onder insecten heeft ertoe geleid dat onderzoekers op zoek zijn gegaan naar gegevens over hoe het daadwerkelijk met hen gaat.
"Tot nu toe zijn dergelijke gegevens alleen beschikbaar voor een paar insectengroepen en voor geselecteerde regio's. Om de status quo te verbeteren, hebben we dringend beoordelingen nodig van alle soorten insecten in alle delen van de wereld", zegt Roel van Klink, senior onderzoeker. bij het Duitse Centrum voor Integratief Biodiversiteitsonderzoek (iDiv) en hoofdredacteur van het speciale nummer.
Gezien het grote aantal insecten en hoe moeilijk het is om ze van elkaar te onderscheiden, is het verkrijgen van volledige informatie over insectentrends een hele opgave. Nu maken technologische doorbraken de weg vrij voor wereldwijde insectenonderzoeken.
Dankzij technologische doorbraken kunnen we nu allerlei verschillende eigenschappen van insecten gebruiken om ze te volgen. Veel insecten maken bijvoorbeeld geluiden die kenmerkend zijn voor hun soort. Met behulp van goedkope apparaten verspreid over de omgeving kunnen we deze geluiden opnemen en ze vervolgens toewijzen aan de insecten die ze produceerden.
Als alternatief kunnen we insecten naar het licht lokken, ze vervolgens fotograferen en de beelden identificeren. Met behulp van radar- of zelfs laserstralen kunnen we insecten op afstand waarnemen en identificeren op basis van hun grootte en hun vleugelslagen. Ten slotte kunnen we DNA uit insecten halen (of uit hun sporen in de omgeving, inclusief water of lucht) en de sequentie van hun genen gebruiken om ze vast te leggen en te identificeren.
“Deze nieuwe methoden hebben een enorm potentieel om de enorme datalacunes die we hebben voor insecten te dichten. Ze kunnen ons nieuwe, meer en betere data opleveren tegen lagere kosten, deels dankzij de semi- of volledig autonome dataverzameling. Nieuwe technologieën vermijden doorgaans ook het doden van insecten", zegt Toke Thomas Høye, hoogleraar ecologie aan de afdeling Ecowetenschappen, Universiteit van Aarhus, Denemarken.
Het allerbelangrijkste is dat de nieuwe methoden onze afhankelijkheid van deskundigen verminderen, aangezien er maar weinig mensen zijn die insecten van elkaar kunnen onderscheiden en overbelast zijn met werk. In plaats van hun waardevolle expertise op elk individueel insectenmonster te gebruiken, kunnen ze computers het routinewerk leren doen en zich vervolgens concentreren op de taken waarvoor hun expertise echt nodig is.
Wat de behoefte aan geautomatiseerde verwerking van insectensoorten vergroot, is het feit dat voor de meeste insecten niemand ze kent. Naar schatting vier van de vijf insectensoorten zijn nog onbekend bij de wetenschap en hebben dus zelfs geen naam. Als we doorgaan met traditionele methoden zal het meer dan duizend jaar duren om ze allemaal te karakteriseren.
“Nu kunnen computergebaseerde methoden en kunstmatige intelligentie de taak van het beschrijven van het leven op aarde enorm versnellen. Door computers te leren hoe ze insecten moeten scheiden, kunnen we betekenis geven aan miljarden afbeeldingen, miljoenen geluidsopnamen en biljoenen DNA-sequenties. " zegt Tomas Roslin, hoogleraar insectenecologie aan de Zweedse Universiteit voor Landbouwwetenschappen (SLU).
"Samen zullen deze technische ontwikkelingen een revolutie teweegbrengen in onze kennis over insecten. Ze maken onderzoeken naar alle soorten insecten mogelijk. Hoewel ze tot nu toe afzonderlijk van elkaar zijn ontwikkeld, is onze speciale kwestie het begin van hun integratie. Door ze te combineren, we zullen ongekende inzichten verwerven in insecten over de hele wereld", zegt Dr. Silke Bauer van het Zwitserse Federale Onderzoeksinstituut (WSL).
"Om mondiale inzichten en gelijkheid mogelijk te maken, moeten we er echter voor zorgen dat zowel de technologieën zelf als de gegenereerde gegevens voor iedereen toegankelijk worden."
Het artikel waarin het themanummer wordt geïntroduceerd, is gepubliceerd in het tijdschrift Philosophical Transactions of the Royal Society B:Biological Sciences , en de bijbehorende artikelen zijn hier te vinden.