Etichetă, ești o insectă / entomologie

Dacă observați un fluture care se apleacă pe o creangă, un gândac în jurul unui trunchi de copac sau o furnică mărșăluind de-a lungul pământului, poate vă întrebați ce face atunci când nu vă uitați. De unde a venit și unde se îndreaptă?

Oamenii de știință fac tot felul de lucruri pentru a ne rupe calea de a înțelege viața de zi cu zi pentru indivizi și grupuri din regatele animalelor - de multe ori încercând să eticheteze de la distanță. Acestea asigură gulerelor GPS la elefanți, fixează accelerometrele la jeleuri de lună și îmbrăcămintesc păsările cu transmițătoare prin satelit sau benzi codate cu culori. Aceste date pot fi o fereastră în gama, dieta și comportamentul iluminat al speciei, de exemplu, dacă pisicile sălbatice din Australia decimează fauna sălbatică locală sau gradul în care gheața topită suferă de ură polară.

Printre aceste animale, insectele nu sunt cei mai dispuși colaboratori științifici. Mici și de scurtă durată, nu sunt cu adevărat construiți pentru a purta instrumente de urmărire pe care am putea să le folosim (presupunând că le găsim deloc). Pentru entomologi, ingineri și alți oameni de știință, obținerea unei viziuni asupra insectelor merită probleme. Etichetarea și urmărirea insectelor oferă perspective asupra a tot ceea ce se întâmplă, de la migrațiile de masă la comportamentul coloniilor, până la apetitul lor distructiv pentru copaci și culturi. Iată trei exemple ale modului în care cercetătorii au încercat să facă plimbări cu insecte și ceea ce au învățat pe parcurs.

Fluturi cu monarh

Fluturii florei nu respectă faptul că sunt reci. Pe măsură ce vara se întoarce spre toamnă, fluturii au trecut pe drum. În Statele Unite și Canada, cei din vestul Munților Stâncoși zboară spre California, pentru a călca în grovele de coastă. La est de munți, se îndreaptă spre Mexic. Unele dintre aceste insecte flutură mai mult de 3.000 de mile și se întorc la prăpăstiile strămoșilor lor. În fiecare an, peste un miliard de monarhi coboară pe pădurile montane din Mexic. În rezervațiile lui El Rosario și Sierra Chincua, în Michoacán, își păstrează ramurile Abies religiosa, sau brazi sacre, cum ar fi shagul portocaliu-negru.

Pentru a cartografia rutele fluturilor - și pentru a determina cât de mulți se îndreaptă către linia de sosire - naturaliștii le etichetează adesea după ce au ieșit din crizele lor. Parcul Provincial Rondeau, din sud-vestul Ontario, Canada, găzduiește un festival anual de etichetare. Nenumărați monarhi pun ouă acolo în fiecare vară, pe plante de lapte aproape de țărmul lacului Erie. În fiecare toamnă, naturaliștii și voluntarii fac tot ce le stă în putință pentru a intercepta aproape 1000 dintre ei, apasă pe un autocolant pe fiecare și trimite-l pe drum.

Etichetarea apare în dune de nisip, în mlaștini și în grădini împrăștiate, unde fluturii se așează pe buruieni joase Joe-Pye sau pe stele înfloritoare. "Din moment ce [monarhii] nu călătoresc împreună în turme ca păsările, migrația este mai mult ca un flux constant prin parcul nostru de peste două sau trei luni", spune Caitlin Sparks, un interpret senior acolo. S-ar putea să nu ajungă la densitățile pe care le fac în Mexic, dar Sparks spune că "se îngroapă împreună în grupuri pe timp de noapte în ramurile copacilor, ceea ce este o vedere magică".

Parcul participă la un program condus de Monarch Watch, un proiect din cadrul Universității din Kansas. Etichetele programului sunt minuscule - diametrul radiatorului pe un creion - și ușor. Când monarhii sunt nectaring pe flori, voluntarii le acoperă cu plase conice de plasă. Insectele instalează zbuciumul spre vârf. Monarch Watch recomandă ca eticheta umană să folosească cu grijă degetul mare și degetul arătător pentru a apăsa o etichetă pe celula discală în formă de mănușă a aripii fluturii. Acesta este aproape de centrul de greutate al insectelor, deci nu le aruncă. Fiecare etichetă este marcată cu o adresă de e-mail, un număr de telefon și un cod unic de trei litere și trei numere. Taggerii utilizează o foaie de calcul pentru a loga fluturii pe care îi întâlnesc. Speranța este că altcineva va folosi acest cod pentru a identifica fluturele din cealaltă parte a călătoriei.

A fost nevoie de mulți ani pentru a ajunge la simplitatea și plasarea etichetei. La început, Monarch Watch a emulsat o strategie din anii 1970, în care cercetătorii au frecat cântare de pe aripi pentru a face un spațiu pentru etichetele dreptunghiulare să adere. Atunci când Chip Taylor, directorul programului și un emerit de profesor de ecologie la Universitatea din Kansas, a încercat această abordare în 1992, a descoperit că monarhii erau încurcați. "Prea multe aripi au fost rupte în procesul de frecare a cântarelor, iar fluturașii voștri au murit, nu-i așa?" Apoi a încercat o etichetă pe partea inferioară a posterioară. Acestea au venit cu mici sticle de adeziv, dar voluntarii nu au putut să-și dea seama cât de mult să folosească. (Au existat rapoarte despre faptul că fluturii au fost lipiți pe iarbă, pe trotuar sau pe degete.) Echipa a stabilit abordarea actuală în 1997.

Monarch Watch colaborează cu experți locali din Mexic, dar datele pe care le achiziționează împreună nu prezintă o imagine completă. Scopul este ca fermierii locali să colecteze etichetele de la fluturi care se deplasează prin munți și să le salveze până când echipele Monarch Watch ajung să le colecteze. (Monarch Watch plătește o taxă de 5 dolari pentru fiecare etichetă recuperată). Raportul dintre etichetele recuperate și cele aplicate este încă scăzut. Din 1,4 milioane de persoane care au fost aplicate monarhilor în ultimele două decenii, echipa are doar date de la aproximativ 14 000.

Dar munca continuă. "Vrem să învățăm ceva despre migrație, despre întreg fluxul și cum variază de la an la an", spune Taylor. Monitorizarea acestor dinamici ar putea ajuta cercetătorii să înțeleagă unde se varsă fluturii și să informeze eforturile de conservare în acele habitate care dispăreau în Midwest-ul american. Ar putea, de asemenea, să elucideze relația dintre climă și migrație. În acest an, care a văzut o erupție de vreme caldă peste Midwest, spune Taylor, "migrația este mult în urma programului".

Șuruburi de cenușă

Acești gândaci iridescenți, originari din Asia și altfel cunoscuți sub numele de Agrilus planipennis, au fost întâi detectate în America în 2002, când au apărut în Michigan. Cercetătorii suspectează că au fost agățați o vreme, înainte ca cineva să observe - dar când am făcut-o, lucrurile au început să se deterioreze repede. Găleții au un gust pentru 16 specii de frasin și au fost acuzați că au distrus milioane din ele în 30 de state. Semnele de infestare includ dezechilibre ale membrelor, ramificații neobișnuite din trunchi și spărturi adânci din coajă. Cercetătorii știu că, la începutul verii, gândacii își împing calea din găuri care arată puțin ca ochii pisicilor.

Ceea ce fac în continuare este ceea ce Deborah McCullough a vrut să-și dea seama. Un entomolog de pădure de la Colegiul de Resurse Naturale al Universității de Stat din Michigan, McCullough a creat o dată încărcăturile acestor gândacuri și le-a marcat cu mici picături de vopsea netoxică. (O abordare înrudită, care a câștigat o anumită forță în anii 1960, a implicat marcarea a milioane de dăunători recoltați notorii cu urme de praf fluorescent.)

Lucrarea lui McCullough a lovit o lovitură mare. "Odată ce le-am eliberat, nu i-am mai văzut niciodată", spune ea. "Acești gândaci sunt pliante foarte bune și nu există agenți de atragere sau metode bune pentru a le prinde". Rezultatul? "O mulțime de timp și efort - fără date". McCullough știe de un alt proiect care a încercat o abordare similară cu firele de transmițătoare mici. Și ea a ieșit afară, spune ea, fără să facă vreodată sălbatic. "Beetlele sunt doar prea mici pentru a purta ceva în jur", spune McCullough, "chiar dacă este doar o bucată mică de sârmă".

Mai sunt multe de învățat despre unde se îndreaptă gândacii și când și de ce. Până în prezent, cel puțin, urmărirea nu pare a fi răspunsul. Într-un efort de a schimba gândacii, cel puțin, Departamentul Agriculturii din S.U.A. subliniază limitarea mișcării lemnului de foc, deoarece infestă de multe ori legăturile. Agenția recomandă cumpărarea de lemn de foc și arderea întregii grămezi.

termitele

Kirstin Petersen, acum inginer la Universitatea Cornell, lucrează în domeniul inteligenței colective întrupate. Ideea este că actorii - în cazul ei, micile roboți - pot să ardă cu succes sarcinile ca un grup atunci când colaborează și răspund la informații senzoriale. În lumea insectelor, există o specie care are deja acest lucru. Deci, acum câțiva ani, ea și-a închipuit că ar trebui să se uite mai bine la termite.

Petersen fusese deja adânc în literatura existentă privind comportamentul termitelor, dar nu văzuse o colonie în acțiune, aproape. Deci, înapoi când a fost absolventă, ea și colaboratorii ei au tras un entomolog în Namibia, unde s-au înghesuit pe movilele din nordul Italiei, pe care coloniile termite le-au construit, și apoi au trebuit să decidă cum să-și dea seama ce se întâmplă în interior.

Echipa a stabilit câteva capcane, apoi a mutat insectele într-un vas Petri. În laborator, termitele erau destul de ușor de văzut, dar marcarea lor era o slog. Teritorii, obișnuiți să fie ocupați, păreau a fi letargici, ceea ce mult mai mult a trebuit să le marcheze. "Comportamentul lor se deteriorează cu cât sunt mai departe de movil", spune Petersen.

Deci, echipa a venit cu o cale de urmărire a termitelor folosind mărcile pe care le au deja. Cu software-ul semi-automatizat, ei s-au concentrat pe cel mai strălucitor punct de pe abdomenul unei insecte și apoi au folosit-o pentru a urmări comportamentul individului. Ei au aruncat o cameră deasupra capului și au măsurat fiecare mișcare a termitelor de la un cadru la altul (cu o verificare ulterioară de către oameni). Această abordare a redus timpul mâinii. Marcarea acestora manuală ar fi trebuit să dureze săptămâni, spune Petersen. Software-ul a lucrat în câteva ore. De asemenea, "nu am avea de-a face cu termeni obosiți", adaugă ea.

Petersen a văzut că există o mulțime de varietăți în ceea ce privește modul în care termenii specifici trăiau în zilele lor. "Unii erau exploratori, iar unii erau acasă, având grijă de întreținere", spune ea. Acest tip de variație poate fi proiectat și în colonii de robot. Spune că roboții construiesc o clădire. Poate că ar beneficia de puțină libertate de a-și face treaba și de a îndeplini diferite sarcini în moduri diferite. "În loc să le cerem să se construiască conform unui plan, putem să le facem ca termite", spune Petersen, oferindu-le parametri largi, cum ar fi specificarea faptului că o bucătărie ar trebui să fie aproape de o baie, de exemplu, sau că scările aparțin lângă un lift.

Cu colaboratorii de la Cornell, Petersen caută acum spre cer și dezvoltă o metodă de etichetare a albinelor cu senzori termici pentru a-și schimba tacticile de hrănire. "Inginerii au multe de învățat de la biologi comportamentali", spune ea. "Și ceea ce învață din natură".