Plži s počítačem na ulitě vyřešili ekologickou hádanku

Smutné konce ekoinženýrství řeší mikrocomputery

Po (bohužel dobře míněném) ekoinženýrství – introdukci dravého plže Euglandina rosea v 70. letech bylo na ostrovech jižního Pacifiku vyhlazeno více než 50 druhů stromových plžů. Partula hyalina všask kupodivu nápor nového predátora, který se choval invazivně, přežila. Nyní díky spolupráci biologů a inženýrů z University of Michigan s nejmenším počítačem na světě vědci chápou proč: P. hyalina může tolerovat více slunečního světla než její predátor, takže dokázala přetrvávat na sluncem zalesněných stanovištích na okraji lesa.

Euglandina rosea
Foto: Dylan Parker (Wiki)

„Získali jsme data, která se dosud nepodařilo získat nikomu,“ řekl David Blaauw, vysokoškolský profesor elektrotechniky a informatiky. „A to proto, že jsme měli výpočetní systém, který byl dostatečně malý, aby se mohl držet na ulitě plže.“ Společnost Michigan Micro Mote (M3), považovaná za výrobce nejmenších kompletních počítačů na světě, byla v roce 2014 oslovena týmem, který vedl Blaauw. Toto byla jeho první polní aplikace.„Snímací počítače nám pomáhají porozumět tomu, jak chránit endemické druhy na ostrovech,“ uvedla Cindy Bick, Ph.D. v ekologii a evoluční biologii. „Pokud dokážeme zmapovat a chránit tato stanoviště pomocí vhodných ochranných opatření, můžeme vymyslet způsoby, jak zajistit přežití druhu.“ P. hyalina je pro Polynésany kulturně důležitá díky své jedinečné barvě, díky které je atraktivní pro použití ve špercích. Tito plži také hrají zásadní roli v ekosystémech ostrovních lesů.

Euglandina rosea
Foto: Tim Ross (Wiki)

Africká Lissachatina fulica byla vysazena na Společenských ostrovech a Tahiti, aby se chovala jako zdroj potravy, ale stala se velkým škůdcem. Aby zemědělští vědci omezili její populaci, introdukovali dravého plže Euglandina rosea – v roce 1974. Bohužel však většina ze 61 známých druhů původních stromových plžů Společenských ostrovů byla pro Euglandina rosea snadnou kořistí. P. hyalina je jedním z pouhých pěti přeživších ve volné přírodě. Ztráta tolika druhů rodu Partula, zvané „darwinské pěnkavy hlemýžďového světa“ pro jejich ostrovní rozmanitost, je ranou pro biology studující evoluci.

Lissachatina fulica (vpravo deformovaný jedinec – mutant)
Foto jxd

„Endemičtí stromoví plži se nikdy nesetkaly s dravcem, jako je Euglandina rosea, před jeho záměrným vysazením. Dokáže vylézt na stromy a velmi rychle dohnat většinu populací plžů k místnímu vyhynutí,“ řekl Diarmaid Ó Foighil, profesorka ekologie a evoluční biologie a kurátorka Muzea zoologie UM. V roce 2015 Ó Foighil vyslovila hypotézu, že výrazná bílá ulita P. hyalina by jí mohla poskytnout důležitou výhodu na stanovištích na okraji lesa tím, že spíše odráží než absorbuje světelné záření, které by bylo smrtelné pro jeho predátora s tmavší ulitou. Aby si otestovali svůj nápad, potřebovali být schopni sledovat úrovně expozice světla, které za běžného dne zaznamenali ​​P. hyalina a E. rosea.

Partula (Partula) hyalina Broderip, 1832
Broderip, 1832 – Naturalis Biodiversity Center (Wiki)

Terénní práce na Tahiti ukazují, že P. hyalina může vydržet až 10x více světla. Vědci chtěli k plžům připojit světelné senzory, ale systém vyrobený pomocí komerčně dostupných čipů by byl příliš velký. Bick našel zprávy o inteligentním senzorovém systému M3, který byl jen 2x5x2 mm, a vývojáři byli v její vlastní instituci. „Bylo důležité pochopit, na co biologové mysleli a co potřebovali,“ uvedla Inhee Lee, odborná asistentka elektrického a počítačového inženýrství na Pittsburghské univerzitě, která získala titul Ph.D. z UM elektrotechniky a výpočetní techniky v roce 2014. Lee pro tuto studii upravil M3. Prvním krokem bylo zjistit, jak měřit intenzitu světla stanovišť plžů. V té době tým právě přidal do systému M3 modul pro dobíjení baterie pomocí malých solárních článků. Lee si uvědomil, že může měřit úroveň světla nepřetržitě měřením rychlosti, jakou se baterie nabíjí.

Po testování, které proběhlo na místních plžích z Michiganu, se v roce 2017 dostalo na Tahiti 50 kusů přístroje M3. Bick a Lee spojili své síly s Trevorem Cootem, známým biologem zaměřeným na ochranu přírody a specialistou na polynéské šneky. Tým přilepil senzory přímo na ulity E. rosea. P. hyalina je ale chráněný druh a vyžadoval nepřímý přístup. Jsou noční, obvykle spí během dne, zatímco jsou skryti pod listy. Tým pomocí magnetů umístil zařízení M3 na vrcholy i spodní strany listů, které ukrývaly odpočívající P. hyalinu. Na konci každého dne si Lee bezdrátově stáhl data z každé z M3. Během poledne dostalo stanoviště P. hyalina v průměru 10krát více slunečního světla než stanoviště Euglandina rosea. Vědci mají podezření, že Euglandina rosea se neodváží dostatečně daleko do okraje lesa, aby chytil P. hyalinu, dokonce i pod rouškou tmy, protože jedinci by nebyli schopni uniknout do stínu, než je slunce příliš zahřeje. „M3 skutečně otevírá bránu toho, co všechno můžeme dělat s ekologií chování bezobratlých, a my jsme právě na počátku těchto možností,“ řekla Ó Foighil. Tento projekt již usnadnil následnou spolupráci mezi inženýrstvím a ekologií a evoluční biologii sledující motýly monarchy. Projekt byl podpořen programem MCubed společnosti UM vytvořeným za účelem stimulace a podpory inovativního výzkumu mezi interdisciplinárními týmy. Další financování poskytla laboratoř Blaauw oddělení ekologie a evoluční biologie a financování National Science Foundation a Arm Ltd.

Původní článek a text zdrojové studie k němu – v angličtině.

0 Shares

Add a Comment

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

5 × 2 =

Pokračováním užívání této stránky souhlasíte s použitím cookies. více informací

Nastavení cookie na tomto webu je nastaveno pro "povoleno cookies", aby vám poskytlo nejlepší možné prohlížení stránek. Pokud budete nadále používat tento web bez změny nastavení cookie nebo klepnete na tlačítko "Souhlasím" souhlasíte s podmínkami použití cookie.

Zavřít