了解森林的生物多样性对森林的保护或恢复至关重要。收集生物体留下的“外部DNA”是一种很好的方法,可以发现那里生活着什么,而不必发现它们,甚至不必同时在那里。生态学家越来越多地利用这些留在环境中的遗传物质的痕迹,称为环境DNA (eDNA),来编目和监测生物多样性。
它们可以在土壤、水或岩石和树枝等表面上找到。基本上,动物出没的任何地方,都会留下自己的痕迹,我们可以探测到。但是其他的栖息地——比如鸟类、小型哺乳动物和昆虫一生生活的森林树冠,如果没有特殊的设备是无法进入的——对科学家来说是很难进入的。因此,许多物种在探索不足的地区仍未被追踪到。
苏黎世联邦理工学院和瑞士联邦森林、雪和景观研究所的研究人员与SPYGEN公司合作,开发了一种可以降落在树枝上采集样本的飞行装置。
这架无人机配备了胶条。当飞机降落在树枝上时,树枝上的材料会粘在这些条上。然后,研究人员可以在实验室中提取DNA,对其进行分析,并通过数据库比对将其分配给各种生物体的基因匹配。
但并不是所有的树枝都是一样的:它们在厚度和弹性方面有所不同。当无人机降落在树枝上时,树枝也会弯曲和反弹。对飞行器进行编程,使其能够自主接近树枝,并在树枝上保持足够长的稳定时间来采集样本,这对机器人专家来说是一个重大挑战。
研究人员已经在七种树种上测试了他们的新设备。在样本中,他们发现了21种不同的生物或分类群的DNA,包括鸟类、哺乳动物和昆虫。这是令人鼓舞的,因为它表明收集技术是有效的,”Mintchev说。这项研究刚刚发表在《科学机器人》杂志上。爱游戏备用
研究人员写道:“我们的研究结果为一代能够在不同空间和时间尺度上调查eDNA的生物多样性机器人探险者铺平了道路。”“通过允许这些机器人居住在环境中,这种生物监测范式将提供有关全球生物多样性的信息,并有可能使我们测量、理解和预测生物圈如何对人类活动和环境变化做出反应的能力自动化。”