Ученые научились дистанционно обнаруживать инвазивного азиатского шершня по звуку полета для защиты пчелиных семей
Ученые впервые смогли дистанционно зафиксировать, записать и проанализировать звук полета инвазивного азиатского шершня (Vespa velutina). Эта разработка может помочь защитить медоносных пчел от стресса и уничтожения.
Исследователи из Ноттингемского Трентского университета впервые охарактеризовали и научились отличать звук парящего полета азиатского шершня от звука полета медоносной пчелы. Для этого они использовали микрофоны и методы машинного обучения, способные автоматически идентифицировать хищника сразу после его появления на пасеке. Работа опубликована в журнале Computers and Electronics in Agriculture.
В ходе исследования, проведенного в сотрудничестве с учеными из Университета Коимбры (Португалия) и Гентского университета (Бельгия), удалось обнаружить присутствие шершня, даже когда вблизи улья находилась всего одна особь.
Проблема инвазивного вида
- Азиатский шершень — инвазивный вид, распространяющийся по Европе с 2004 года. В Великобритании его впервые заметили в 2016 году.
- Медоносные пчелы — один из основных источников пищи для этого шершня, который ловит и поедает пчел, вылетающих из улья и возвращающихся с фуражировкой.
- Присутствие шершней вызывает у пчел сильный стресс, из-за чего они сокращают или полностью прекращают фуражировку.
- Это приводит к тому, что пчелы входят в зимний период с меньшими запасами пищи, что ставит под угрозу выживание всей колонии.
- В отличие от азиатских пчел, европейские медоносные пчелы не эволюционировали вместе с этим хищником и не имеют эффективных механизмов защиты.
Метод обнаружения
В пилотном исследовании ученые выявили повторяющиеся особенности в звуках полета (частотах взмахов крыльев) азиатского шершня и медоносной пчелы, характерные именно для парящего полета.
- Ключевое отличие: шершень постоянно и подолгу парит возле улья, в то время как пчела парит гораздо реже и меньше, так как в основном влетает в улей и вылетает из него.
Используя недорогой микрофон в паре с собственным алгоритмом, команда смогла обнаруживать присутствие азиатских шершней на пасеке Университета Коимбры с точностью, близкой к 100%, в течение трех сезонов.
Потенциал технологии
Исследователи предлагают использовать свою систему для долгосрочного мониторинга на пасеках с целью постоянного различения звуков полета шершня и пчелы. Это позволит пчеловодам:
- Получать мгновенные оповещения на смартфон о появлении шершней (даже одной особи).
- Быстро применять меры по контролю за хищником до того, как колонии будет нанесен серьезный ущерб.
Текущая ситуация и мнения ученых
Сейчас мониторинг азиатского шершня является дорогостоящим и трудоемким процессом, основанным на методах "личного присутствия": программы гражданской науки, обнаружение гнезд пешком или с помощью тепловизоров.
- Доктор Харриет Холл, ведущий исследователь: "Инвазивные виды, такие как азиатский шершень, представляют серьезную угрозу биоразнообразию... Раннее выявление присутствия азиатского шершня на пасеках было бы чрезвычайно полезным для пчеловодов".
- Доктор Мартин Бенчик, физик из Ноттингемского Трентского университета: "Удивительно видеть, что особенности звука парящего полета пчел и шершней очень разные, и, к счастью для этой техники обнаружения, шершни парят вокруг ульев гораздо чаще, чем пчелы".
Ранее, в 2023 году, та же команда из Ноттингема показала, как можно обнаружить заражение улья клещом Varroa destructor по уникальному паттерну вибраций от его походки.