Die Zukunft der Entomologie: Neue Technologien revolutionieren die Insektenforschung.

Eine autonome Insektenkamerafalle in Costa Rica. Bildnachweis: Jenna Lawson

Neue Technologien verändern die Insektenforschung und Umweltüberwachung. Durch die Nutzung von KI zur Analyse von DNA, Bildern, Geräuschen und Flugmustern können wir neue Erkenntnisse über die Insektenwelt gewinnen.

Jüngste Bedenken hinsichtlich eines erheblichen Rückgangs der Insektenpopulationen haben Forscher dazu veranlasst, dringend Daten über ihren aktuellen Status zu sammeln.

„Bisher sind solche Daten nur für wenige Insektengruppen und für ausgewählte Regionen verfügbar. Um den Status quo zu verbessern, benötigen wir dringend Bewertungen aller Insektenarten in allen Teilen der Welt“, sagt Roel van Klink, leitender Forscher am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und leitender Herausgeber der Sonderausgabe.

Angesichts der Vielzahl der Insekten und der Schwierigkeit, sie voneinander zu unterscheiden, war es nach wie vor eine große Herausforderung, vollständige Informationen über Insektentrends zu erhalten. Jetzt ebnen technologische Durchbrüche den Weg für globale Insektenerhebungen.

Dank technologischer Durchbrüche können wir jetzt alle möglichen verschiedenen Eigenschaften von Insekten nutzen, um sie zu verfolgen. Beispielsweise machen viele Insekten Geräusche, die für ihre Art charakteristisch sind. Mithilfe von billigen Geräten, die wir überall in der Umgebung verteilen, können wir diese Geräusche aufzeichnen und sie dann den Insekten zuordnen, die sie erzeugt haben. Alternativ können wir Insekten mit Licht anlocken, sie dann fotografieren und die Bilder identifizieren. Mithilfe von Radar- oder sogar Laserstrahlen können wir Insekten aus der Ferne aufspüren und sie anhand ihrer Größe und ihrer Flügelschläge identifizieren. Schließlich können wir DNA aus Insekten – oder aus ihren Spuren in der Umwelt, einschließlich Wasser oder Luft – extrahieren und die Sequenz ihrer Gene verwenden, um sie aufzuzeichnen und zu identifizieren.

„Diese neuartigen Methoden haben ein enormes Potenzial, die riesigen Datenlücken zu schließen, die wir über Insekten haben. Sie können uns neue, mehr und bessere Daten zu geringeren Kosten liefern, was teilweise auf die halb- oder vollautonome Datenerfassung zurückzuführen ist. Neuartige Technologien vermeiden in der Regel auch das Töten von Insekten“, sagt Toke Thomas Høye, Professor für Ökologie am Department of Ecoscience der Universität Aarhus in Dänemark.

Am wichtigsten ist, dass die neuen Methoden unsere Abhängigkeit von Experten verringern, da es nur wenige Menschen gibt, die Insekten voneinander unterscheiden können, und diese mit Arbeit überlastet sind. Anstatt ihr wertvolles Fachwissen für jede einzelne Insektenprobe einzusetzen, können sie Computern beibringen, die Routinearbeit zu erledigen – und sich dann auf die Aufgaben konzentrieren, für die ihr Fachwissen wirklich benötigt wird.

Was die Notwendigkeit einer automatisierten Verarbeitung von Insektenarten noch verstärkt, ist die Tatsache, dass es für die meisten Insekten niemanden gibt, der sie kennt. Schätzungsweise vier von fünf Insektenarten sind der Wissenschaft noch unbekannt und haben daher nicht einmal Namen. Sie alle zu charakterisieren wird über tausend Jahre dauern, wenn wir mit traditionellen Methoden weitermachen.

„Computergestützte Methoden und künstliche Intelligenz können die Aufgabe, das Leben auf der Erde zu beschreiben, heute massiv beschleunigen. Indem wir Computern beibringen, Insekten zu unterscheiden, können wir Milliarden von Bildern, Millionen von Tonaufnahmen und Billionen von DNA-Sequenzen verstehen“, sagt Tomas Roslin, Professor für Insektenökologie an der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften (SLU).

„Zusammen werden diese technischen Fortschritte unser Wissen über Insekten revolutionieren. Sie machen Untersuchungen aller Arten von Insekten möglich. Während sie bisher isoliert voneinander entwickelt wurden, ist unser besonderes Anliegen der Beginn ihrer Integration. „Indem wir sie kombinieren, werden wir beispiellose Einblicke in Insekten auf der ganzen Welt gewinnen“, sagt Dr. Silke Bauer von der Eidgenössischen Forschungsanstalt (WSL). „Um jedoch globale Einblicke und Gleichheit zu ermöglichen, müssen wir sicherstellen, dass sowohl die Technologien selbst als auch die generierten Daten für alle zugänglich werden.“

Diese Fortschritte und Prinzipien werden in einer neuen Ausgabe der Philosophical Transactions of the Royal Society B vorgestellt – sie bieten einen umfassenden Einstieg für alle, die sich für die Insektenwelt und ihre Erforschung interessieren.