De Toekomst van Entomologie: Nieuwe Technologie Revolutioneert Insectenonderzoek

Een autonome insecten camera val in Costa Rica. Krediet: Jenna Lawson

Opkomende technologieën transformeren insectenonderzoek en milieusurveillance. Door AI te gebruiken om DNA, afbeeldingen, geluiden en vluchtpatronen te analyseren, kunnen we nieuwe inzichten verkrijgen in de insectenwereld.

Recente zorgen over aanzienlijke afname van insectenpopulaties hebben onderzoekers aangezet om dringend gegevens te verzamelen over hun huidige status.

"Tot nu toe zijn dergelijke gegevens alleen beschikbaar voor een paar insectengroepen en voor geselecteerde regio's. Om de status quo te verbeteren, hebben we dringende beoordelingen nodig van alle soorten insecten op alle delen van de wereld," zegt Roel van Klink, senior onderzoeker bij het Duits Centrum voor Integratief Biodiversiteitsonderzoek (iDiv) en de hoofdredacteur van het speciale nummer.

Gezien het grote aantal insecten en hoe moeilijk het is om ze uit elkaar te houden, is het verkrijgen van volledige informatie over de trends van insecten tot nu toe een hele opgave gebleven. Nu zijn technologische doorbraken de weg aan het effenen voor wereldwijde insectenonderzoeken.

Dankzij technologische doorbraken kunnen we nu allerlei eigenschappen van insecten gebruiken om ze te volgen. Veel insecten maken bijvoorbeeld geluiden die kenmerkend zijn voor hun soort. Met behulp van goedkope apparaten verspreid over de omgeving, kunnen we deze geluiden opnemen en ze vervolgens toewijzen aan de insecten die ze hebben geproduceerd. Als alternatief kunnen we insecten naar licht lokken en ze dan fotograferen en de afbeeldingen identificeren. Via radar of zelfs laserstralen kunnen we insecten op afstand waarnemen en ze identificeren op basis van hun grootte en hun vleugelslagen. Tenslotte kunnen we DNA uit insecten halen - of uit hun sporen in de omgeving, inclusief water of lucht - en de volgorde van hun genen gebruiken om ze te registreren en te identificeren.

"Deze nieuwe methoden hebben enorm veel potentieel om de enorme datagaten die we hebben voor insecten te dichten. Ze kunnen ons nieuwe, meer en betere gegevens opleveren tegen lagere kosten, deels dankzij de semi- of volledig autonome gegevensverzameling. Nieuwe technologieën vermijden typisch ook het doden van insecten," zegt Toke Thomas Høye, hoogleraar Ecologie aan de Afdeling Ecoscience, Aarhus Universiteit, Denemarken.

Belangrijk is dat de nieuwe methoden onze afhankelijkheid van experts verminderen, aangezien de mensen die insecten kunnen onderscheiden weinig in aantal zijn en overbelast zijn met werk. In plaats van hun waardevolle expertise te gebruiken bij elk afzonderlijk monster van insecten, kunnen ze computers leren om het routinewerk te doen - en zich vervolgens richten op de taken waarvoor hun expertise echt nodig is.

Wat de noodzaak van geautomatiseerde verwerking van insectensoorten verder vergroot, is het feit dat voor de meeste insecten niemand ze kent. Naar schatting is vier van de vijf insectensoorten nog onbekend voor de wetenschap en hebben dus zelfs geen namen. Om ze allemaal te karakteriseren zal meer dan duizend jaar duren als we door gaan met traditionele methoden.

"Nu kunnen op computer gebaseerde methoden en kunstmatige intelligentie de taak van het beschrijven van het leven op aarde drastisch versnellen. Door computers te leren hoe ze insecten kunnen scheiden, kunnen we zin geven aan miljarden afbeeldingen, miljoenen geluidsopnames en biljoenen DNA-sequenties," zegt Tomas Roslin, hoogleraar Insectenecologie aan de Zweedse Universiteit van Agrarische Wetenschappen (SLU).

"Samen zullen deze technische vooruitgangen onze kennis over insecten revolutioneren. Ze maken enquêtes van alle soorten insecten haalbaar. Hoewel ze tot nu toe geïsoleerd van elkaar zijn ontwikkeld, is ons speciale nummer het begin van hun integratie. Door ze te combineren, zullen we ongekende inzichten krijgen in insecten over de hele wereld," zegt Dr. Silke Bauer van het Zwitserse Federale Onderzoeksinstituut (WSL). "Echter, om wereldwijde inzichten en gelijkheid mogelijk te maken, moeten we ervoor zorgen dat zowel de technologieën zelf als de gegenereerde gegevens toegankelijk worden voor iedereen."

Deze vooruitgang en principes worden getoond in een nieuw nummer van Philosophical Transactions of the Royal Society B - met een uitgebreide toegangspoort voor iedereen die geïnteresseerd is in de insectenwereld en hoe we deze kunnen bestuderen.