Wie man Insekten aus dem Weltraum zählt

satellitenverfolgung von insekten

Rose Wang

Es ist dunkel. Pflanzenverwesung liegt in der Luft, eingeschlossen unter den verrottenden Innereien einer gefällten Buche. Sie zwängen die harte Schale Ihres Exoskeletts durch weich werdendes Fruchtfleisch, die Beine klicken im Rhythmus miteinander. Chemosensoren an Ihren Antennen und Mundwerkzeugen pingen mit einem stetigen Strom von Informationen, und Sie rollen mit Ihrem kleinen Coleoptera-Körper herum, um tote Baumstücke zu essen, die Ihnen ein herrliches Geschmackserlebnis vermitteln. Du bist ein säuerlicher Käfer, der im Unterholz eines gemäßigten europäischen Waldes lebt – gefräßig, ahnungslos und ständig die Welt nach Snacks, Sex und Gefahren absuchend.

Studien zum universellen Grundeinkommen

Über Ihnen am Himmel schwirren Satelliten um den Planeten wie eine summende Schar von Mücken. Sie könnten das in Ihrem verfallenden Logbuch nie wissen, aber einige dieser Satelliten beobachten Sie.



Saproxylkäfer

Treffen Sie die Käfer: Satelliten sind jetzt in der Lage, Insektenpopulationen aus der Ferne zu überwachen.

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Das Langzeitproblem

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom November 2020

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Angesichts erschütternder Artenverluste versuchen Forscher auf der ganzen Welt, den Zustand der Biodiversität des Planeten in großem Maßstab zu beurteilen. Sie müssen schnell arbeiten: Lebensräume werden durch die wirtschaftliche Entwicklung und den Klimawandel schnell zerstört. Schätzungen zufolge werden in den kommenden Jahrzehnten mindestens eine Million Arten aussterben, die Hälfte davon Insekten. Allein Käfer machen zwischen einem Viertel und einem Drittel aller bekannten Tierarten aus, möglicherweise sogar noch mehr. Und ohne Insekten brechen ganze Nahrungsketten zusammen. Es gibt keine Sommertomaten oder Winterkürbisse ohne Bestäuber, keine sanfte Entfernung toter Tiere ohne die sie begleitenden Lederkäfer. Der Planet würde sich mit Fäulnis und Verfall füllen. Ohne Insekten, die als mobiler Arm vieler Pflanzenreproduktionsstrategien fungieren, würden Menschen verhungern.

41%

der globalen Insektenarten sind in den letzten zehn Jahren zurückgegangen, verglichen mit 22 % der Wirbeltierarten.

Aber es gibt einen Hoffnungsschimmer an einem unerwarteten Ort: dem Weltraum. Und es erfordert keine ausgefallenen Sensoren oder teure neue Satelliten. Wie Forscher der Universität Würzburg 2019 in Nature Communications, Radar Vision in the Mapping of Forest Biodiversity from Space, berichteten, stellt sich heraus, dass frei verfügbare Radardaten verwendet werden können, um herauszufinden, wo selbst kleinste Insekten leben.

Damit dies funktioniert, führen Wissenschaftler zunächst umfassende Ground-Truth-Studien durch. Sie sehen sich genau an, welche Insekten in einem Gebiet leben, locken sie mit hellem Licht an oder stellen Fallen auf, um sie anzulocken und einzudämmen. Aus diesen biologischen Feldstudien bauen sie sich ein Bild der Artenvielfalt von Insekten auf. Dann speisen sie diese Daten zusammen mit Radar- und Lidar-Daten von Satelliten, die denselben Bereich gescannt haben, in einen maschinellen Lernalgorithmus ein. Dadurch wird der Algorithmus trainiert, Variablen wie den Artenreichtum und die Artenzusammensetzung eines Gebiets mit bestimmten Mustern in Satellitenbildern zu korrelieren. Diese Muster sind für das menschliche Auge nicht unbedingt sichtbar oder verständlich. Während wir uns also Bilder vom Sentinel-1-Satelliten ansehen und interessante Pixel auf einem Bildschirm sehen, kann der Algorithmus dieselben Pixel betrachten und basierend auf dem, was er aus anderen Eingaben gelernt hat, Vorhersagen über die Verteilung der Arten im Ort, an dem es vermessen wird. Wenn die Bildgebung einen bestimmten Reifegrad des Waldes erfüllt, könnten die Forscher aus dem, was sie über ähnliche Wälder wissen, auf die Insektenvielfalt schließen.

Mindestens eine Million Arten werden in den kommenden Jahrzehnten vom Aussterben bedroht sein, die Hälfte davon Insekten. Und ohne Insekten brechen ganze Nahrungsketten zusammen.

Damit die Menschen in Zukunft überleben können, müssen wir wissen, wo der Verlust der biologischen Vielfalt am schnellsten stattfindet. Die Überwachung bei Insektenarten wird Forschern und politischen Entscheidungsträgern helfen, einen Aktionsplan zu formulieren. Seit Beginn des Industriezeitalters sind vermutlich etwa 5 % bis 10 % aller Insektenarten ausgestorben. Allein in den letzten 25 bis 30 Jahren sind 80 % der Insektenbiomasse auf dem Planeten verschwunden.

Aber nicht du, kleiner Käfer. Jedenfalls noch nicht.

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