Il Futuro dell'Entomologia: Nuove Tecnologie Rivoluzionano la Ricerca sugli Insetti

Una trappola fotografica autonoma per insetti in Costa Rica. Credito: Jenna Lawson

Le tecnologie emergenti stanno trasformando la ricerca sugli insetti e la sorveglianza ambientale. Utilizzando l'intelligenza artificiale per analizzare DNA, immagini, suoni e schemi di volo, possiamo scoprire nuove intuizioni sul mondo degli insetti.

Le recenti preoccupazioni sui significativi cali delle popolazioni di insetti hanno spinto i ricercatori a raccogliere urgentemente dati sul loro stato attuale.

"Finora, tali dati sono disponibili solo per alcuni gruppi di insetti e per regioni selezionate. Per migliorare lo status quo, abbiamo bisogno di valutazioni urgenti di tutti i tipi di insetti in tutte le parti del mondo", afferma Roel van Klink, ricercatore senior presso il Centro tedesco per la ricerca integrativa sulla biodiversità (iDiv) e caporedattore del numero speciale.

Considerando quanto sono numerosi gli insetti e quanto è difficile distinguerli, ottenere informazioni complete sulle tendenze degli insetti è rimasto un compito arduo. Ora le innovazioni tecnologiche stanno aprendo la strada a indagini globali sugli insetti.

Grazie alle innovazioni tecnologiche, ora possiamo utilizzare tutti i tipi di proprietà diverse degli insetti per tracciarli. Ad esempio, molti insetti emettono suoni, che sono caratteristici della loro specie. Utilizzando dispositivi economici sparsi nell'ambiente, potremmo registrare questi suoni e quindi assegnarli agli insetti che li hanno prodotti. In alternativa, potremmo attirare gli insetti verso la luce, quindi fotografarli e identificare le immagini. Utilizzando radar o persino raggi laser, potremmo percepire gli insetti da remoto e identificarli in base alle loro dimensioni e ai loro battiti d'ala. Infine, potremmo estrarre il DNA dagli insetti, o dalle loro tracce nell'ambiente, tra cui acqua o aria, e utilizzare la sequenza dei loro geni per registrarli e identificarli.

"Questi nuovi metodi hanno un enorme potenziale per colmare le vaste lacune di dati che abbiamo sugli insetti. Possono fornirci dati nuovi, più numerosi e migliori a costi inferiori, in parte grazie alla raccolta dati semi- o completamente autonoma. Le nuove tecnologie in genere evitano anche di uccidere gli insetti", afferma Toke Thomas Høye, professore di ecologia presso il Dipartimento di ecoscienze dell'Università di Aarhus, Danimarca. La cosa più importante è che i nuovi metodi riducono la nostra dipendenza dagli esperti, poiché le persone in grado di distinguere gli insetti sono poche e oberate di lavoro. Invece di usare la loro preziosa competenza su ogni singolo campione di insetti, possono insegnare ai computer a svolgere il lavoro di routine, per poi concentrarsi sui compiti per cui la loro competenza è realmente necessaria.

Ciò che si aggiunge alla necessità di elaborazione automatizzata delle specie di insetti è il fatto che per la maggior parte degli insetti non c'è nessuno che li conosca. Si stima che quattro specie di insetti su cinque siano ancora sconosciute alla scienza e quindi non abbiano nemmeno un nome. Per caratterizzarle tutte ci vorranno più di mille anni se continuiamo con i metodi tradizionali.

"Ora, i metodi basati sui computer e l'intelligenza artificiale possono accelerare enormemente il compito di descrivere la vita sulla Terra. Insegnando ai computer come separare gli insetti, possiamo dare un senso a miliardi di immagini, milioni di registrazioni audio e trilioni di sequenze di DNA", afferma Tomas Roslin, professore di ecologia degli insetti presso la Swedish University of Agricultural Sciences (SLU).

"Insieme, questi progressi tecnici rivoluzioneranno la nostra conoscenza degli insetti. Rendono fattibili le indagini su tutti i tipi di insetti. Sebbene finora siano stati sviluppati in modo isolato l'uno dall'altro, il nostro numero speciale è l'inizio della loro integrazione. Combinandoli, otterremo approfondimenti senza precedenti sugli insetti in tutto il mondo", afferma la dott. ssa Silke Bauer dello Swiss Federal Research Institute (WSL). "Tuttavia, per consentire approfondimenti e uguaglianza globali, dobbiamo assicurarci che sia le tecnologie stesse sia i dati generati diventino accessibili a tutti". Questi progressi e principi sono presentati in un nuovo numero di Philosophical Transactions of the Royal Society B, che offre un punto di accesso completo per chiunque sia interessato al mondo degli insetti e a come possiamo studiarlo.