激光雷达追踪昆虫

时间:2020-09-01 12:01来源:环球科学作者:yeyan 点击:
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摘要:2016年,瑞典隆德大学(Lund University)的研究人员利用在坦桑尼亚出现的日食,观察了当地昆虫的行为。他们在日全食时向黑暗的空中投射了一束红外激光,试图观察昆虫对这道不同寻常的“黄昏光”的反应。之后,他们又持续监测了4天5夜。在这段时间内,这套激光雷达为他们探测到30多万只昆虫的行为。

关键字:激光,激光技术,激光雷达

  图片来源:Pixabay

  2016年,瑞典隆德大学(Lund University)的研究人员利用在坦桑尼亚出现的日食,观察了当地昆虫的行为。他们在日全食时向黑暗的空中投射了一束红外激光,试图观察昆虫对这道不同寻常的“黄昏光”的反应。之后,他们又持续监测了4天5夜。在这段时间内,这套激光雷达为他们探测到30多万只昆虫的行为。

  在探测到的昆虫中,有许多被认为是世界上最致命的生物:比如说蚊子。其中,按蚊携带了致命的疟原虫,平均每年导致50万人死于疟疾。通过大量实地监测,研究人员发现蚊子几乎每天都在同一时间出行。不过他们发现,这次日食也招来了一大群蚊子。这一结果表明,在自然界中,决定蚊子活动的因素是光线水平,而不是昼夜节律。这项发表于《科学·进展》(Science Advances)的研究,不仅阐述了激光雷达在评估疟疾风险和预防措施方面的潜力,还能帮助科学家收集昆虫学数据。

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  隆德大学的物理学家米克尔·布莱德嘉德(Mikkel Brydegaard)说:“这项研究有特殊的意义,是科学家首次在完全自然的环境中对不同类型的昆虫进行分类。”

  在这套激光雷达系统中,每只飞过雷达的昆虫都会将光线反射回探测器。通过分析这种被称为“反向散射”(backscatter)的光线,研究人员就能得到昆虫的振翅频率,由此确定昆虫的数量和种类。研究小组能够识别出蚊子、飞蛾、苍蝇和小虫,甚至还可以辨别蚊子的雌雄。

  在与疟疾做斗争时,科学家经常使用物理陷阱捕捉处于不同生命阶段的蚊子,并在实验室中分析它们的种群和基因。但这种方法既耗时又费钱,也无法评估种群随着时间推移产生的变化,无法监测喷洒农药或其他田间措施的效果。

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  “科学家已经在不同场景测试了这套激光雷达系统,无论是在日食还是在常规条件下,它都能更准确地跟踪昆虫种群,”美国新泽西理工学院的物理学家本杰明·托马斯(Benjamin Thomas,并未参与这项研究)说。目前有越来越多的科学家尝试使用激光雷达研究昆虫,而托马斯也是其中一员。他还说:“你可以观察到成千上万的昆虫,这项技术为我们持续观察种群的变化打开了一扇门。”

  科学家表示,这套设备可以提升疟疾风险预警的能力,就像气象站可以预告即将来临的暴风雨一样。布莱德嘉德则补充说,追踪蚊子只是这项技术的应用场景之一,它还可以用于监测传粉昆虫的多样性,以及农场或保护区的害虫活动。

【光粒网综合报道】( 责任编辑:yeyan )
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