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.

Inspatie halen uit een natuurlijke predator

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

Het team ontwierp een robotvis die de verschijning en bewegingen van de grote mondbaars nabootst. 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 gewichtsverlies, veranderingen in lichaamsvorm en een vermindering van de vruchtbaarheid ervaart.

Giovanni Polverino is van de University of Western Australia en de eerste auteur van het onderzoek.

“Muskietvis is een van de 100 slechtste invasieve soorten ter wereld, en de huidige methoden om het uit te roeien zijn te duur en tijdrovend om effectief de verspreiding ervan 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 grootste nachtmerrie tot werkelijkheid gemaakt: een robot die de muskietvis bang maakt, maar niet de andere dieren eromheen.”

Toen 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 diegenen die de robot niet ontmoetten.

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, wat tekenen van angst waren voor weken na hun laatste ontmoeting met de robot.

De robotvis verbeterde ook de vooruitzichten voor de kikkervisjes die de muskietvis als doelwit heeft. De invasieve soort is een visueel dier, dat de omgeving door zijn ogen onderzoekt, 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 testgebieden 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”, vervolgt Polverino.

Na vijf weken van experimenten vonden de onderzoekers dat de vissen meer energie besteedden aan ontsnappen dan aan reproduceren. De lichamen van de mannetjesvissen 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 tegenhouden 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 vormen een enorm probleem wereldwijd en zijn de tweede oorzaak van het verlies van biodiversiteit”, zegt Polverino. “Hopelijk zal onze benadering van het gebruik van robots om de zwakheden van een buitengewoon succesvolle pest bloot te leggen, de deur openen om onze biocontrolepraktijken te verbeteren en invasieve soorten te bestrijden. We zijn hier erg enthousiast over.”