«اثر انگشت» مخفی در بالهای حشرات!



یک فناوری نوری متحول‌کننده، نور منعکس‌شده از بال حشرات را در لحظه رمزگشایی می‌کند و شکاف‌های نظارت بر حشرات را برای مقابله با بحران‌ها در حال گسترش تنوع زیستی تغییر می‌سازد.

به گزارش ایسنا و به نقل از ادونسد سایت نیوز، حشرات متنوع‌ترین گروه جانوری روی کره زمین هستند که روابط پیچیده‌ای را با محیط خود حفظ می‌کنند و نقش‌های حیاتی تجزیه و تحلیل مواد آلی و گرده‌افشانی را بر روی آنها انجام می‌دهند. بحران روبه‌رشد تنوع زیستی با بررسی تعداد حشرات می‌شود و کاهش یافتن آنها بر روی گیاهان و حیوانات وجود دارد.

بررسی چندین حشرات و نحوه استفاده آنها در طول زمان برای یافتن عوامل موثر بر فراوانی و تنوع این گونه جانوری مهم است اما تجهیزات نظارتی مناسب بسیار محدود هستند.

«بنجامین توماس»(Benjamin Thomas) دانشیار «مؤسسه فناوری نیوجرسی»(NJIT) به عنوان متخصص حسگرهای نوری، در دهه گذشته روی ابزارهای فوتونیکی برای بررسی حشرات کار کرده است. توماس گفت: من به عنوان یک دان که به دنیای حشره‌شناسی وارد می‌شود، بسیار شوکه شدم از اینکه می‌بینیم ما در واقع اطلاعات بسیار کمی را در مورد جمعیت حشرات داریم.

تجهیزات تجهیزات

کنترل تجهیزات تجهیزات بر حشرات، مشکلی است که «میکل به یادگارد» (Mikkel Brydegaard) و گروهش در بخش فیزیک «دانشگاه لوند» (دانشگاه لوند) نیز برای حل کردن آن تلاش کرده‌اند. آنها در یک پژوهش جدید، به یک روش کاربردی دست یافته‌اند که چگونه انعکاس نور از بال‌های حشرات را برای تعیین گونه‌ها و جنسیت آنها تحلیل می‌کند و حتی نکاتی را در مورد جایگاه اکولوژیکی حشرات ارائه می‌دهند.

روش‌های مرسوم معمولاً بر حشرات دیده می‌شود که مشاهدات کمی ارائه می‌دهند و مستعد خطا هستند. به ویژه در میان گونه‌هایی که شباهت‌های زیادی به یکدیگر دارند. روش‌هایی که از نور یا تجزیه و تحلیل بال‌های حشرات استفاده می‌کنند، می‌توانند شرایط را تغییر دهند و به کمک آن‌ها کمک کنند تا برای مشاهده در لحظه بر جمعیت حشرات در حال پرواز، دوربین‌های تخصصی را به کار ببرند.

بخوان  مروری بر ۱۲ مورد از هیجان انگیزترین ماموریت های فضایی سال ۲۰۲۳

توماس، که در این پژوهش شرکت نداشت، گفت: این پژوهش، گامی به بهبود دقت تشخیص حسگرهاست که می‌توانند تغییری را در ما برای نظارت بر جمعیت حشرات ایجاد کنند. در کنار تجهیزات جدید هوش مصنوعی و طبقه‌بندی‌کننده‌های ساختار بر ماشینی، این فناوری بسیار امیدوارکننده است.

بررسی اثر انگشتی بال حشرات

اثر انگشت به‌فرد انسان، از بال‌های ظریف حشرات نیز می‌توان برای شناسایی آنها استفاده کرد. وقتی با یک دوربین فراطیفی که می‌توان نتیجه‌ای از نور را فراتر از پژوهش‌های چشم انسان ثبت کرد، بال‌ها را دیدند، می‌توان ساختار آنها را تغییر داد و یکنواختی در انعکاس نور ایجاد کرد.

«منگ لی» (منگ لی) دانشجوی مقطع دکتری گروه دریافت و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: ما می‌توانیم ببینیم که هر سایه ظریف رنگ، حتی رنگ‌های خارج از مری چگونه تحت تأثیر قرار گرفتن در معرض خطر قرار می‌گیرند. این اطلاعات دقیق در مورد رنگ به ما امکان می‌دهند تا حشرات را الگوهای متفاوت به‌فرد با آنها مطالعه و شناسایی کنیم.

برای تعیین ایده خود، ۶۰۰ مگس موسوم به «مگس گلزار» (Hover fly) را از میان ۳۰ نوع متفاوت ارائه‌شده توسط موزه زیست‌شناسی دانشگاه لوند تحلیل کرد. مگس گل از یک خانواده بزرگ حشرات شامل 6000 گونه است که از نظر مورفولوژی، زیستگاه و رفتار متفاوتی از آنهاست. یکی از تخصص‌های آنها تقلید کردن از حشرات دیگر مانند زنبورهاست و آنها در حال چرخیدن در بالای مورد علاقه خود می‌شوند.

لی و گروهش برای نشان دادن این که دوربین آنها می‌توانند به طور دقیق بین گونه‌های متفاوت مگس گلزار تمایز قائل شوند، یک مجموعه داده را برای هر نوع تنظیمی که تعیین می‌کند به ساختارهای باال‌های آنها را می‌دهد. همچنین، آنها فرکانس ضربان بال را که چندین مورد برای شناسایی حشرات استفاده می‌شود، دستگاه بدن و اندازه بال تخمین زدند. با ترکیب همه این شهرهای، لی و گروهش با 91 درصد دقت دست یافتند. این نتیجه به طور قابل توجهی بالاتر از زمانی است که از فرکانس‌های ضربان بال به استفاده از آن می‌شود.

بخوان  تشخیص بقای بیماران به سرطان ریه با کشف یک سازنده جدید

این گروههای پژوهشی دریافتند که ویژگی‌های متفاوتی دارند، نه تنها بین گونه‌ها، بلکه بین جنسیت‌ها نیز بسیار متفاوت هستند. این موضوع برای گونه‌هایی که مگس‌های ماده و نر آن به هم‌تنهایی شباهت دارند، صدق می‌کند. به طور طبیعی که تشخیص دادن آنها با چشم مشکل است. از این رو، انجام تمایز جنسیتی هنگام نظارت بر جمعیت حشرات و تولید مثل بسیار ارزشمند است.

قلمرو بزرگ خانواده مگس گلزار، یادگارد و همکارانش را بر آن داشت تا بستگی بین رفتارهای متفاوت را با ویژگی‌های محصولاتی بال‌های آنها بررسی کنند. برای انجام این کار، آن‌ها از نظر ساختاری با عواملی مانند تقلید رفتار و نوع زیستگاه مقایسه می‌شوند. برای مثال، این گروه پژوهشی دریافت می‌کنند که مگس‌های گلزار با بال‌های ضخیم‌تر به تقلید از زنبورها می‌رسند، در تابستان فعال می‌شوند و در مراتع و جنگل‌ها پیدا می‌شوند.

جالب اینجاست که معمولاً به گونه‌های نزدیک به هم است. این معناست که ویژگی‌های مختلف بال‌های حشرات نه تنها شناسه‌های منحصربه فرد به‌فرد گونه‌ها و جنسیت‌ها هستند، بلکه باید بیشتر جایگاه اکولوژیکی آنها را کمک کنند. این امر به ویژه هنگام نظارت بر عوامل خارجی مانند کشاورزی و جنگل‌زدایی بر تنوع حشرات، سودمند است.

توماس نظران کرد: این تحلیل‌ها هنوز باید با اطلاعات دیگر باید در شناسایی انواع برسند دقت کنید. این بدان معناست که ما باید یک پایگاه داده بزرگ را در مورد ویژگی‌های نوری هر گونه ایجاد کنیم تا بتوان آن را برای شناسایی جمعیت‌های مختلف از حشرات استفاده کرد.

این پژوهش در مجله «علوم پیشرفته» به چاپ رسید.

انتهای پیام



منبع

بخوان  آیا هنر نجات‌بخش است؟ - ايسنا