Inżynierowie projektują roboty do walki z inwazyjnymi rybami

Zespół badaczy zaprojektował robota, który odstrasza inwazyjne ryby moskitowe, które odgryzają ogony ryb słodkowodnych i tadpoli, aby zjeść ich jajka. Nowe badanie pokazuje, jak strach może zmienić zachowanie, fizjologię i płodność ryb moskitowych i może mieć duże znaczenie w walce z gatunkami inwazyjnymi.

Badanie zostało opublikowane 16 grudnia w czasopiśmie iScience.

Czerpiąc inspirację z naturalnego drapieżnika

Międzynarodowy zespół składa się z biologów i inżynierów z Australii, Stanów Zjednoczonych i Włoch. Zbadali bassa wielkoustnego, który jest naturalnym drapieżnikiem ryb moskitowych, aby czerpać inspirację dla nowych robotów.

Zespół zaprojektował robota ryby, który naśladuje wygląd i symuluje ruchy bassa wielkoustnego. Z pomocą komputerowego wzroku, robot może uderzyć, gdy wykryje rybę moskitową zbliżającą się do tadpoli. Gatunek inwazyjny wtedy wykazuje zachowania lękowe i stres, a następnie doświadcza utraty wagi, zmiany kształtu ciała i redukcji płodności.

Giovanni Polverino jest z Uniwersytetu Zachodniej Australii i jest pierwszym autorem badań.

“Ryba moskitowa jest jednym z 100 najgorszych gatunków inwazyjnych na świecie, a obecne metody ich zwalczania są zbyt drogie i czasochłonne, aby skutecznie przeciwstawiać się ich rozprzestrzenianiu”, mówi Polverino. “Ten globalny szkodnik stanowi poważne zagrożenie dla wielu zwierząt wodnych. Zamiast zabijać je pojedynczo, prezentujemy podejście, które może poinformować lepsze strategie kontroli tego globalnego szkodnika. Zrobiliśmy ich najgorszy koszmar rzeczywistym: robota, który odstrasza ryby moskitowe, ale nie inne zwierzęta wokół nich”.

Gdy ryby moskitowe były w obecności robota ryby, pozostały bliżej siebie i wybrały pozostanie w centrum areny testowej. Bały się wchodzić w nieznane wody. Pływały także z częstszymi i ostrymi skrętami w porównaniu z tymi, które nie spotkały robota.

Strach, który trwa

Gdy gatunek inwazyjny w końcu uciekł od robota, nadal wykazywał strach. Były mniej aktywne, spożywały więcej pokarmu i zamarzały dłużej, wykazując oznaki lęku przez tygodnie po ostatnim spotkaniu z robotem.

Robot ryby również poprawił perspektywy dla tadpoli, których ryby moskitowe atakują. Gatunek inwazyjny jest zwierzęciem wzrokowym, badającym środowisko za pomocą oczu, podczas gdy tadpole mają słaby wzrok i mają trudności z widzeniem robota.

“Oczekiwaliśmy, że robot będzie miał neutralny wpływ na tadpole, ale tak nie było”, mówi Polverino.

Ponieważ robot wpłynął na zachowanie ryb moskitowych, tadpole były bardziej skłonne do opuszczenia areny testowej.

“Okazało się, że jest to pozytywna rzecz dla tadpoli. Gdy tylko uwolnili się od niebezpieczeństwa ryb moskitowych, nie bały się już. Są szczęśliwe”, kontynuował Polverino.

Po pięciu tygodniach eksperymentów, badacze odkryli, że ryby przydzielały więcej energii na ucieczkę niż rozmnażanie. Ciała samców stały się cienkie, a ich ogony stały się silniejsze, aby pływać szybciej.

Maurizo Porfiri z Uniwersytetu Nowojorskiego jest seniorem autorem badań.

“Chociaż robot ryby był skuteczny w odstraszaniu ryb moskitowych, nie jest jeszcze gotowy do uwolnienia do środowiska”, mówi Porfiri.

Zespół będzie teraz próbował pokonać techniczne wyzwania i przetestować tę metodę w małych, przejrzystych basenach w Australii.

“Gatunki inwazyjne są ogromnym problemem na całym świecie i są drugą przyczyną utraty bioróżnorodności”, mówi Polverino. “Mamy nadzieję, że nasze podejście, wykorzystujące robotykę do ujawnienia słabości niezwykle udanego szkodnika, otworzy drzwi do poprawy naszych praktyk kontroli biologicznej i walki z gatunkami inwazyjnymi. Jesteśmy bardzo podekscytowani tym”.