Ingenieurs ontwerpen robots om invasieve vissen te bestrijden

Een team van onderzoekers heeft een robot ontworpen die de invasieve muskietvis wegjaagt, die de staarten van zoetwatervissen en kikkervisjes afbijt om hun eieren te eten. De nieuwe studie toont aan hoe angst het gedrag, de fysiologie en de vruchtbaarheid van de muskietvis kan veranderen, en dit kan grote gevolgen hebben in de strijd tegen invasieve soorten.

De studie werd op 16 december gepubliceerd in het tijdschrift iScience.

Inspiratie uit de natuurlijke predator

Het internationale team bestaat uit biologen en ingenieurs uit Australië, de Verenigde Staten en Italië. Zij keken naar de baars, die de natuurlijke predator van de muskietvis is, om inspiratie te krijgen voor de nieuwe robots.

Het team ontwierp een robotvis die de verschijning en de bewegingen van de baars simuleert. Met behulp van computerzicht kan de robot toeslaan wanneer hij een muskietvis ziet naderen bij kikkervisjes. De invasieve soort vertoont dan angstgedrag en stress voordat hij gewicht verliest, veranderingen in lichaamsvorm ondergaat en een vermindering van de vruchtbaarheid ervaart.

Giovanni Polverino is van de Universiteit van West-Australië en de eerste auteur van het onderzoek.

“De muskietvis is een van de 100 ergste invasieve soorten ter wereld en de huidige methoden om hem uit te roeien zijn te duur en tijdrovend om effectief zijn verspreiding te bestrijden,” zegt Polverino. “Deze wereldwijde pest vormt een ernstige bedreiging voor veel waterdieren. In plaats van ze een voor een te doden, presenteren we een benadering die betere strategieën kan informeren om deze wereldwijde pest te bestrijden. We hebben hun ergste nachtmerrie werkelijkheid laten worden: een robot die de muskietvis bang maakt, maar niet de andere dieren in de buurt.”

Wanneer de muskietvis in de buurt van de robotvis waren, bleven ze dichter bij elkaar en kozen ze ervoor om in het midden van de testarena te blijven. Ze waren bang om onbekende wateren te betreden. Ze zwommen ook met meer frequente en scherpe bochten in vergelijking met degenen die niet door de robot waren ontmoet.

Angst die blijft

Toen de invasieve soort eindelijk weg was van de robot, bleven ze angstgedrag vertonen. Ze waren minder actief, aten meer voedsel en bleven langer bevriezen, waardoor ze tekenen van angst vertoonden weken na hun laatste ontmoeting met de robot.

De robotvis verbeterde ook de vooruitzichten voor de kikkervisjes die door de muskietvis worden aangevallen. De invasieve soort is een visueel dier, dat de omgeving door zijn ogen observeert, terwijl de kikkervisjes slecht zicht hebben en moeite hebben om de robot te zien.

“We verwachtten dat de robot een neutraal effect op de kikkervisjes zou hebben, maar dat was niet het geval,” zegt Polverino.

Aangezien de robots het gedrag van de muskietvis beïnvloedden, waren de kikkervisjes meer bereid om buiten de testarena te gaan.

“Het bleek een positieve zaak voor de kikkervisjes te zijn. Zodra ze bevrijd waren van het gevaar van de muskietvis, waren ze niet langer bang. Ze zijn gelukkig,” vervolgde Polverino.

Na vijf weken van experimenten ontdekten de onderzoekers dat de vissen meer energie besteedden aan ontsnappen dan aan reproduceren. De lichamen van de mannelijke vissen werden dunner en hun staarten werden sterker om sneller te zwemmen.

Maurizo Porfiri van de New York University is de senior auteur van het onderzoek.

“Hoewel de robotvis succesvol was in het afweren van de muskietvis, is hij nog niet klaar om in het wild te worden vrijgelaten,” zegt Porfiri.

Het team zal nu proberen om technische uitdagingen te overwinnen en de methode te testen op kleine, heldere poelen in Australië.

“Invasieve soorten zijn een enorm probleem wereldwijd en zijn de tweede oorzaak van het verlies van biodiversiteit,” zegt Polverino. “Hopelijk zal onze aanpak van het gebruik van robotica om de zwakheden van een ongelooflijk succesvolle pest bloot te leggen, de deur openen om onze biocontrolepraktijken te verbeteren en invasieve soorten te bestrijden. We zijn hier erg enthousiast over.”