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Usando radar meteorológico para monitorear insectos


Los científicos están desarrollando una técnica pionera que les permite monitorear insectos en el aire usando radares meteorológicos, como parte de un proyecto de investigación llamado BioDAR.


por la universidad de exeter


Los ecosistemas dependen de los insectos para la polinización y como partes vitales de las redes alimenticias, pero las poblaciones de insectos han disminuido considerablemente. Hasta ahora no ha habido un método consistente para rastrear efectivamente la abundancia y diversidad de insectos en áreas extensas.

Los investigadores de BioDAR de la Universidad de Leeds, la Universidad de Exeter y el Centro Nacional de Ciencias Atmosféricas utilizarán la tecnología de radar meteorológico para proporcionar mapas detallados de la abundancia y diversidad de insectos.

La información que recopilen apoyará la conservación de insectos que son vitales para los ecosistemas como las abejas y otros polinizadores, y ayudarán a proteger contra las plagas de los cultivos. El nuevo proyecto inicialmente tendrá como objetivo monitorear las poblaciones de insectos en el Reino Unido, seguido por Ruanda, Mali y Sudáfrica.

El Dr. Christopher Hassall, miembro del equipo BioDAR de la Escuela de Biología de la Universidad de Leeds, dijo: «Los seres humanos están causando disminuciones alarmantes en las poblaciones de vida silvestre en todo el mundo, y es de vital importancia para nuestra propia supervivencia que protejamos a aquellos que quedan

«Esta colaboración entre biólogos y físicos atmosféricos apunta a crear una herramienta nueva y poderosa a través de la cual podamos vigilar a las poblaciones de insectos, permitiéndonos tomar decisiones de conservación que fomenten su supervivencia».

En la actualidad, la salud de las poblaciones de insectos a menudo se basa en un pequeño número de estudios que se llevan a cabo en un número limitado de lugares.

Estudios recientes han intentado explorar las tendencias en la abundancia de insectos utilizando datos parcheados, pero sin observaciones más detalladas, sabiendo cómo problemas como el cambio climático y la pérdida de hábitat están afectando a los insectos será difícil.

Al recopilar regularmente información sobre la variedad y la cantidad de insectos diferentes en áreas extensas, los científicos podrán controlar el impacto de las diferentes acciones de conservación y ver cómo los cambios causados ​​por los humanos en nuestro ambiente están afectando a las poblaciones de insectos.

Financiado por el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural, el proyecto BioDAR reúne a un equipo interdisciplinario de ecólogos y meteorólogos para explotar las redes de radares meteorológicos de todo el mundo.

Los meteorólogos utilizan habitualmente el radar para crear mapas meteorológicos y detectar diferentes tipos de lluvia, granizo, aguanieve y nieve (también conocidos como «hidrometeoros»). Los radares meteorológicos a menudo también detectan animales en el aire y otros materiales biológicos (denominados colectivamente ‘biometeors’), pero los usuarios de datos meteorológicos a menudo ignoran esta información.

Ahora, BioDAR está desarrollando una forma de utilizar el aprendizaje automático para reconocer y cuantificar automáticamente la diversidad de insectos utilizando datos de radar meteorológico, descubriendo un tesoro de información sobre nuestra vida silvestre.

El Dr. Ryan Neely III, miembro del equipo BioDAR del Centro Nacional de Ciencias Atmosféricas y Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente de la Universidad de Leeds, dijo: «Los radares meteorológicos son herramientas poderosas para observar la atmósfera. En tiempo casi real «Podemos diagnosticar cuánto y qué tipo de precipitación está ocurriendo o puede ocurrir en breve. Dicha información tiene una enorme capacidad para ayudar a las personas a responder al clima, lo que puede salvar vidas».

«BioDAR es una oportunidad emocionante para utilizar el potencial existente de los radares meteorológicos para desarrollar un método pionero que, a la larga, proporcionará un conjunto de datos igualmente valioso de poblaciones de insectos voladores en escalas espaciales amplias».

El proyecto utilizará tres enfoques complementarios para producir un cambio en el monitoreo del entorno:

  1. Los científicos producirán modelos digitales en 3-D de hasta 80 especies diferentes de insectos utilizando escáneres de alta resolución en el Museo de Historia Natural de Londres. Los insectos digitalizados se utilizarán para predecir lo que vería un radar si estuviera mirando a un insecto utilizando un software de modelado electromagnético de vanguardia. Se cree que nadie más ha creado tal biblioteca de información antes. Usando esta nueva información, los científicos crearán algoritmos que examinan los datos del radar y automáticamente cuantifican la información biológica dentro de las observaciones.
  2. El equipo de BioDAR visitará una serie de ubicaciones en todo el Reino Unido para recolectar insectos con un Helikite, un globo atado modificado con una serie de redes grandes que volarán hasta 3000 pies de altura. Los investigadores compararán los insectos recolectados usando el Helikite con la información recolectada por el radar local. Esto les dirá a los científicos cuán precisas son sus clasificaciones de radar y les ayudará a mejorar los algoritmos.
  3. Finalmente, utilizando los algoritmos validados, los investigadores crearán mapas de poblaciones de insectos a partir de datos de radar recolectados en todo el mundo, mostrando áreas de alta y baja diversidad y abundancia de insectos. Con el tiempo, estos mapas ayudarán a los científicos a ver cómo los cambios al medio ambiente causados ​​por el hombre están afectando a la vida silvestre. En particular, los ecólogos están investigando si las áreas de alta contaminación lumínica, áreas urbanas o agricultura intensa tienen un impacto negativo en las poblaciones de insectos.

Esto complementará el importante trabajo realizado en estudios de campo a gran escala y, si tiene éxito, podría ser utilizado por Natural England como un indicador de biodiversidad para el gobierno del Reino Unido.

La Dra. Elizabeth Duncan, miembro del equipo BioDAR de la Facultad de Biología de la Universidad de Leeds, dijo: «Una vez que hemos recolectado insectos con Helikite, nuestro desafío es determinar qué especies representan y qué papel desempeñan en el ecosistema. .

«Al menos parte de este rompecabezas se resolverá observando el ADN de estos animales, para que podamos identificar rápidamente las especies que están presentes en nuestras muestras».

A través de un proyecto paralelo financiado por la Fundación Bill y Melinda Gates, el equipo de BioDAR ya está trabajando para explorar la aplicación de este método en Ruanda, Malí y Sudáfrica. El objetivo del proyecto de la Fundación Gates es evaluar si se pueden detectar y predecir las plagas de cultivos clave, como la langosta del desierto y la lombriz, utilizando un radar meteorológico para ayudar en el manejo de plagas.

El profesor Stephen Mobbs, director del Centro Nacional de Ciencias de la Atmósfera con sede en la Universidad de Leeds, dijo: «BioDAR es un proyecto emocionante para desarrollar nuevas técnicas para rastrear insectos mediante el uso de radares meteorológicos. Hay cada vez más pruebas de que los polinizadores están bajo amenaza debido a factores ambientales. Cambios a escala global.

«Comprender estas presiones ambientales requiere métodos nuevos y de gran escala para rastrear el movimiento de insectos y BioDAR promete hacer contribuciones significativas para ese objetivo».

El proyecto BioDAR surgió a través de discusiones informales entre los miembros del equipo en un evento conocido como Crucible, diseñado para reunir a académicos de diferentes disciplinas y darles tiempo y espacio para pensar creativamente sobre cómo abordar los problemas globales.


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