Ny dansk opfindelse: Insekters vingeslag kan bruges til at overvåge biodiversiteten

Et vingeslag siger mere end 1.000 ord.

Eller næsten i hvert fald. To forskere fra Københavns universitet har nemlig udviklet en metode, der ved hjælp af insekters vingeslag kan være med til at kortlægge, hvordan bestanden af insekter ser ud i et givent område.

I dag er det både ressourcekrævende og besværligt at overvåge biodiversiteten, fordi det blandt andet kræver fælder, som skal indfange insekterne. Derudover er det ikke altid til at vide, hvor og hvornår insekterne befinder sig i området.

Derfor satte forskerholdet sig for at videreudvikle en infrarød-sensor og en algoritme, der kan genkende og registrere insekters vingeslag. Algoritmen skelner imellem insekternes silhuet, når de har vingerne foldet ud, da det er her, insekterne adskiller sig mest fra hinanden.

Silhuetten bliver efterfølgende holdt op mod en database over en masse forskellige insektarter, hvorefter den kan bestemme, hvilket insekt der mest sandsynligt er fløjet gennem lysstrålen.

Fidusen ved den metode er, at det er muligt at overvåge mangfoldigheden af arter i naturområdet, helt uden man behøver at fange dem og tælle dem i hånden.

»I dag har man ikke råd til at lave den overvågning, det kræver at danne sig et mere præcist overblik over, hvordan vores insekter egentlig har det. Med sensoren kræver det bare, at mennesker placerer den et sted i naturen, hvorefter den selv begynder at indsamle data om de insekter, der lever i området,« forklarer ph.d.-studerende Klas Rydhmer fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning, som har været med til at udvikle metoden, til Videnskab.dk.

»Det er vigtigere end nogensinde før at overvåge biodiversiteten hos insekterne, så vi kan forstå tilbagegangen og forhåbentlig hjælpe insekterne,« fortsætter Klas Rydhmer, der har arbejdet på metoden i forbindelse med sin erhvervs-ph.d. hos virksomheden FaunaPhotonics. Læs mere om det i faktaboksen.

Resultaterne er netop udgivet i tidsskriftet Ecological Informatics.

Slagkraftigt værktøj

Forskerne håber på, at metoden kan bruges til at fortælle mere om vores skrantende biodiversitet i Danmark, hvor flere insektarter er på tilbagegang.

Insekterne spiller nemlig en helt central rolle i naturen. De er vigtige bestøvere af planter, er fødekilde for flere dyr og er med til at nedbryde dødt materiale i naturen.

Den nye sensor kan derfor være et slagkraftigt værktøj til at overvåge flere geografiske områder over længere tid, end man tidligere har kunnet, lyder det fra forskerne bag den nye metode.

Et eksempel kan være, at man den ene dag besøger et område, hvor det er overskyet og finder omtrent 50 arter. Dagen efter, hvor der er høj solskin, finder man måske 200 arter i samme områder. På den måde kan man bruge metoden til at danne sig et bredere overblik over området – også under forskellige vejrforhold.

»Med vores værktøj kan man potentielt måle 5.000-10.000 insekter om dagen, og det kan man gøre over flere dage, så på den måde er det et stærkt værktøj til overvågning af naturen,« supplerer Raghavendra Selvan fra Datalogisk Institut, som har stået i spidsen for at udvikle den kunstige intelligens i sensoren.

Sensoren er ikke en erstatning for den nuværende naturbevaring; det er stadig vigtigt, tilføjer Raghavendra Selvan. Men det kan skalere vores overvågning af naturen op.

Forsker: Kan lette en del af arbejdet

Claus Rasmussen, der blandt andet forsker i bevaring af insekter og biodiversitet, og som har læst studiet for Videnskab.dk, finder den nye metode spændende, fordi den giver mulighed for at følge insekter i realtid.

»Det er enormt tidskrævende at følge bestanden af insekter over flere år. En enkelt person i felten har sine arbejdstidsbestemte begrænsninger, og fælder kan opstilles til at følge bestanden over perioder. Men det kræver efterfølgende en indsats i forhold til at sortere og bestemme materialet,« uddyber ph.d. Claus Rasmussen, der er tilknyttet Department of Agroecology ved Aarhus Universitet.

»Den nye teknik med infrarød-sensor tillader derimod, at vi kan se insektaktiviteten time for time, følge migrationsruter for de af insekterne, der flyver langt, forstå den lokale respons på vind og vejr samt lave løbende optællinger uden behov for at indfange insekterne,« fortsætter han.

Claus Rasmussen tvivler dog på, at teknikken vil gøre sig gældende til reel naturbevarelse. Her vil der stadig være brug for det mere traditionelle feltarbejde, hvor forskerne blandt andet undersøger arterne under lup eller mikroskop.

»I forhold til at bruge teknikken til reel naturbevarelse, så er det ikke nok at kende forskel på de forskellige insektfamilier. Her er det nødvendigt at bestemme de enkelte insektarter indenfor familien, hvoraf nogle kan være sjældne og andre almindelige. Forhåbentligt kan teknikken med tiden skelne mellem nærtstående arter og måske endda mellem alder, køn eller kaste.«

Skal stå sin prøve i virkeligheden

Forskerne på Københavns Universitet har indtil videre lavet en prototype, der fungerer under kontrollerede forhold i laboratoriet, hvor de har brugt en stor database med billeder over insekter.

Den nuværende sensor har en rækkevidde på omtrent en meter, men den kan fungere med sensorer, der kan bruges på længere distancer, forklarer Klas Rydhmer. Og insektet behøver ikke at opholde sig lang tid i søgelyset, da en optagelse cirka er på 100 millisekunder.

Til foråret forventer de dog at rykke prototypen ud i felten og sætte kameraet op i forskellige landskaber som hede, landbrugsområder og skove.

»På den måde kan vi fodre algoritmen med mere data, og det kan være med til at gøre metoden mere præcis. Og i sidste ende skal det gerne gøre det mindre ressourcekrævende at overvåge insekter i store områder.«