por la Sociedad de Biología Experimental
Los investigadores han estado probando dispositivos al estilo de Batman de la vida real para erradicar las plagas de polillas de los invernaderos, incluidos drones voladores inspirados en murciélagos que cazan y destruyen polillas, pero una nueva investigación revela que el ruido de los drones puede alterar el comportamiento de vuelo de las polillas. Su investigación se presentó en la SEB Centenary Conference 2023 , celebrada del 4 al 7 de julio en Edimburgo, Reino Unido.
“La idea de usar drones como una solución alternativa para eliminar las polillas comenzó en el dormitorio de uno de los copropietarios de la empresa emergente PATS”, dice Dayo Jansen, Ph.D. estudiante de estudiante de la Universidad de Wageningen e Investigación en los Países Bajos. “Estaba harto de todos los mosquitos que lo mantenían despierto e hizo un dron que caza mosquitos”.
Sobre la base de esta idea, PATS ahora está creando drones y otra tecnología inspirada en animales para erradicar las plagas de polillas de los invernaderos de plantas y cultivos a gran escala.
Si bien los drones son efectivos para eliminar polillas, una nueva investigación del Sr. Jansen muestra que el ruido de su vuelo afecta el comportamiento de vuelo de la polilla. “Después de analizar los sonidos, descubrimos que produce ultrasonido en el mismo rango que lo haría un murciélago, el depredador natural de la polilla”, dice el Sr. Jansen. “Algunas polillas aún ignoran el ruido y son eliminadas rápidamente, pero para las polillas que se asustan, duplicamos el sonido con nuestros parlantes al crear un entorno en el que algunas polillas dejarían de volar”.
Para detectar cuando una polilla está volando en el invernadero, el Sr. Jansen usa una cámara infrarroja que puede diferenciar las polillas de otros insectos voladores en función de la frecuencia y el tamaño del aleteo. “Esto asegura que solo ataquemos a las polillas y no a los abejorros que se utilizan para la polinización”, dice. “En el momento en que una polilla vuela al rango de detección, un dron girará y cazará a la polilla”.
Sin embargo, varias especies de polillas se comportan de manera bastante errática en respuesta a los drones. “Estudio estas respuestas erráticas y trato de encontrar formas de predecir las acciones de la polilla en el futuro y dejar que el dron se mueva donde la polilla debe ir”, dice el Sr. Jansen.
Parte de esta investigación consiste en reproducir ruidos ultrasónicos a través de altavoces para influir en el comportamiento de vuelo de la polilla. “Descubrimos qué sonido le asusta más a cada especie de polilla, lo que hace que dejen de volar como un todo”, dice el Sr. Jansen. “Hacemos esto, en primer lugar, averiguando qué murciélago caza la especie de polilla que queremos abordar y, en segundo lugar, estudiando el órgano auditivo timpánico de las polillas para encontrar los sonidos a los que son más sensibles”.
Durante la configuración experimental , cuando una polilla entra en la visión de la cámara, el altavoz reproduce ráfagas de ultrasonido y se rastrea el comportamiento de vuelo de la polilla; esto se repitió 850 veces. Luego se comparó el comportamiento de las polillas con configuraciones de control en las que los parlantes no reproducirían ultrasonido después de detectar las polillas.
Descubrieron que los comportamientos de las polillas caían en una variedad de categorías, de las cuales se encontró que el buceo al suelo era el más común, lo que hacía que las polillas volaran de manera errática hacia los cultivos en lugar de encontrar un compañero para reproducirse. “Para ciertas especies de polillas, descubrimos que esto tiene el efecto de que ni siquiera vuelan y, por lo tanto, disminuyen rápidamente su actividad de vuelo en nuestros sistemas”, explica el Sr. Jansen.
“Se ha vuelto cada vez más difícil contrarrestar las plagas agrícolas“, dice el Sr. Jansen. “Debido al cambio climático , se están introduciendo especies de plagas más nuevas en áreas previamente habitadas, y el monocultivo se ha convertido en un estándar en muchos invernaderos. Los propietarios de invernaderos tienden a especializarse en un cultivo único, lo que tiene el riesgo adicional de que cuando ingresa una especie de plaga adecuada el invernadero, se encuentra en el paraíso de las plagas y se reproduce incontrolablemente rápido”.
La forma actual de lidiar con la infestación de plagas de invernadero a menudo es usar una gran cantidad de pesticidas no sostenibles, pero estos sistemas esperan impulsar el desarrollo hacia soluciones futuristas y bioinspiradas que hagan de los pesticidas una cosa del pasado.
Actualmente, el sistema de reconocimiento de visión por cámara (PATS-C) está disponible y activo en unos 250 invernaderos de toda Europa. El sistema de caza de drones inspirado en murciélagos (PATS-X) se está probando con los primeros clientes y se lanzará a fines de 2023.
“Con mi investigación, nuestro objetivo es profundizar en algunas de las especies más comunes y dañinas en los invernaderos europeos y asegurarnos de que nuestros sistemas estén preparados para un enfoque personalizado contra ellas”, concluye el Sr. Jansen. “Esperamos ilustrar el efecto positivo que surge al cerrar la brecha entre biólogos, ingenieros e industria”.
