Jak liczyć owady z kosmosu

Róża Wong

Jest ciemno. Rozkład roślin wisi gęsto w powietrzu, uwięziony pod gnijącymi wnętrznościami powalonego buka. Wciskasz twardą skorupę swojego egzoszkieletu przez zmiękczającą miazgę, nogi klikają ze sobą w rytmie. Chemosensory na twoich czułkach i aparatach gębowych dźwięczą ciągłym strumieniem informacji, a ty kręcisz swoim małym ciałkiem chrząszczy, żeby zjeść kawałki martwego drzewa, które przynoszą ci wspaniałe doznania smakowe. Jesteś saproksylicznym chrząszczem żyjącym w zaroślach europejskiego lasu o umiarkowanym klimacie — żarłocznym, nieświadomym, wiecznie skanującym świat w poszukiwaniu przekąsek, seksu i niebezpieczeństw.

Nad tobą na niebie satelity wirują wokół planety jak brzęcząca horda komarów. Nigdy nie możesz tego wiedzieć w swoim rozpadającym się dzienniku, ale niektóre z tych satelitów cię obserwują.

Poznaj chrząszcze: Satelity mogą teraz zdalnie monitorować populacje owadów.

GETTY

Ta historia była częścią naszego wydania z listopada 2020 r.

• Zobacz resztę numeru
• Subskrybuj

W obliczu wstrząsających strat gatunków naukowcy na całym świecie próbują ocenić stan bioróżnorodności planety na dużą skalę. Muszą działać szybko: siedliska są szybko niszczone przez rozwój komercyjny i zmianę klimatu. Szacuje się, że w nadchodzących dziesięcioleciach co najmniej milion gatunków stanie w obliczu wyginięcia, z czego połowa to owady. Same chrząszcze stanowią od jednej czwartej do jednej trzeciej wszystkich znanych gatunków zwierząt, a być może nawet więcej. A bez owadów zapadają się całe łańcuchy pokarmowe. Nie ma letnich pomidorów ani zimowej dyni bez zapylaczy, nie ma delikatnego usuwania martwych zwierząt bez towarzyszących im chrząszczy skórnikowatych. Planeta wypełniłaby się gniciem i rozkładem. Bez owadów pełniących funkcję ruchomego ramienia wielu strategii rozmnażania roślin, ludzie umieraliby z głodu.

41%

światowych gatunków owadów spadła w ciągu ostatniej dekady w porównaniu z 22% gatunków kręgowców.

Ale iskierka nadziei pojawia się w nieoczekiwanym miejscu: przestrzeni. I nie wymaga wymyślnych czujników ani drogich nowych satelitów. Jak poinformowali naukowcy z Uniwersytetu w Würzburgu w artykule opublikowanym w 2019 roku w Nature Communications, Radar Vision in the Mapping of Forest Biodiversity from Space, okazuje się, że swobodnie dostępne dane radarowe można wykorzystać do ustalenia, gdzie żyją nawet najmniejsze owady.

Aby to zadziałało, naukowcy najpierw przeprowadzają kompleksowe badania prawdy podstawowej. Dokładnie przyglądają się, jakie owady żyją na danym obszarze, wabiąc je jasnym światłem lub ustawiając pułapki, aby je zwabić i powstrzymać. Na podstawie tych biologicznych badań terenowych budują obraz bioróżnorodności owadów. Następnie przesyłają te dane do algorytmu uczenia maszynowego wraz z danymi radarowymi i lidarowymi z satelitów, które skanowały ten sam obszar. To ćwiczy algorytm do korelacji zmiennych, takich jak bogactwo gatunkowe obszaru i skład gatunkowy, z określonymi wzorcami na obrazach satelitarnych. Te wzory niekoniecznie są widoczne lub zrozumiałe dla ludzkiego oka. Więc chociaż możemy patrzeć na obrazy z satelity Sentinel-1 i widzieć na ekranie interesujące piksele, algorytm może patrzeć na te same piksele i na podstawie tego, czego nauczył się z innych danych wejściowych, przewidywać rozmieszczenie gatunków w miejsce jest badane. Jeśli obrazowanie spełnia kryteria określonego stopnia dojrzałości lasu, naukowcy mogą następnie wywnioskować różnorodność owadów na podstawie tego, co wiedzą o podobnych lasach.

W nadchodzących dziesięcioleciach co najmniej milion gatunków stanie w obliczu wyginięcia, z czego połowa to owady. A bez owadów zapadają się całe łańcuchy pokarmowe.

Aby ludzie mogli przetrwać w przyszłości, musimy wiedzieć, gdzie utrata różnorodności biologicznej następuje najszybciej. Monitorowanie go u gatunków owadów pomoże naukowcom i decydentom opracować plan działania. Od początku ery przemysłowej wyginęło prawdopodobnie około 5% do 10% wszystkich gatunków owadów. Tylko w ciągu ostatnich 25-30 lat 80% biomasy owadów na planecie zniknęło.

Ale nie ty, mały chrząszczu. W każdym razie jeszcze nie.

ukryć