Api e biodiversità, il radar che rivoluziona il monitoraggio degli impollinatori

La tecnica sviluppata dal Trinity College Dublin e dalla Technical University of Denmark permette di identificare le api con una precisione dell’85%, monitorandone salute e comportamento. Decisivo un radar a onde millimetriche

di Matteo Cavallito

Una nuova tecnologia potrebbe offrire nuove opportunità nell’identificazione e nel monitoraggio delle api e, in generale, dei principali impollinatori del mondo. A svilupparla sono gli scienziati del Trinity College Dublin e della Technical University of Denmark che, in uno studio pubblicato sulla rivista PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) Nexus, descrivono una nuova tecnica basata sul radar che potrebbe colmare una lacuna cruciale negli sforzi globali di conservazione di questi insetti.

Negli anni, ricordano i ricercatori, la maggior parte delle attività di monitoraggio si è concentrata sul conteggio del numero di insetti senza considerare la diversità delle specie. Un problema evidente, considerando che non tutti gli insetti che visitano i fiori contribuiscono allo stesso modo all’impollinazione. Il nuovo metodo proposto punta così a risolvere questa criticità.

Un nuovo metodo per identificare gli insetti

Il nuovo metodo utilizza un’analisi dettagliata delle “firme del battito d’ali” degli insetti, derivate dai riflessi radar di onde elettromagnetiche millimetriche, il che consente di distinguere le specie con grande precisione. “Sebbene l’identificazione delle specie basata sul machine learning sia già stata proposta per i sistemi di imaging, la sua applicazione al monitoraggio e alla classificazione degli insetti resta limitata, a causa dell’elevata sensibilità alla scarsa qualità delle immagini e alle variazioni delle condizioni di luce”, spiega lo studio.

“Il radar mmWave consente di accedere a caratteristiche biomeccaniche che non sono visibili all’occhio umano o alle telecamere”, prosegue la ricerca. “Queste caratteristiche sono codificate nei modelli armonici generati dal battito d’ali degli insetti e riflessi nel segnale radar”.

Determinante, poi, l’impiego dell’apprendimento automatico, che consente di identificare le caratteristiche più importanti per classificare gli impollinatori con una precisione dell’85%. Considerata la crescente integrazione dei sistemi a onde millimetriche, come reti 5G/6G e IoT, nelle infrastrutture di comunicazione, osserva ancora lo studio, il nuovo metodo offre una soluzione scalabile ed economica per il monitoraggio ad alta risoluzione della biodiversità degli insetti.

Uno strumento utile per le strategie di conservazione

Le implicazioni della nuova tecnologia sono notevoli. “Fondamentalmente, questo approccio ci permette di identificare con precisione specie diverse, distinguendo persino insetti molto strettamente imparentati tra loro. Farlo visivamente, o attraverso altri strumenti tecnologici esistenti, è estremamente difficile”, ha spiegato Ian Donohue, docente del Trinity College e co-autore dello studio. “E, a differenza dei sistemi di monitoraggio su larga scala, questa tecnica può operare anche a basso costo ed efficacemente su piccole aree, risultando particolarmente adatta allo studio dell’attività degli insetti direttamente all’interno e attorno ai fiori.”

Il nuovo sistema, in altre parole, permette ai ricercatori di individuare in tempo reale quali insetti stiano effettivamente svolgendo il ruolo di impollinatori, invece di limitarsi a transitare nell’area.

Esso, inoltre, consente di monitorare il numero delle varie specie in diversi periodi di tempo, fornendo una valutazione molto più accurata del loro stato di salute. Identificando la varietà di specie che visitano specifiche piante, infine, questo approccio potrebbe aiutare a progettare strategie di conservazione mirate e a migliorare gli interventi di ripristino degli ecosistemi. Sviluppato in condizioni di laboratorio controllate, il nuovo metodo sarà ora testato in ambienti esterni reali.

Da api e impollinatori dipendono tre colture su quattro

In futuro, spiegano i ricercatori, dovrebbe essere possibile “spingere oltre i limiti della tecnologia per ottenere non solo la classificazione delle specie e il rilevamento dei cambiamenti nella biodiversità e nella struttura delle comunità, ma anche monitorare potenziali variazioni nel comportamento degli insetti attraverso l’individuazione di anomalie nei loro modelli di battito d’ali”. Un sistema così potenziato potrà fornire un supporto concreto agli sforzi di tutela delle api e degli impollinatori in genere, da cui dipendono, come noto, tre quarti delle colture alimentari nel mondo.

Il declino globale degli impollinatori è oggi considerato una delle principali minacce alla biodiversità e alla sicurezza alimentare.

Nel solo Vecchio Continente, ricorda la Commissione Europea, una specie su tre tra gli impollinatori è in diminuzione e una su dieci è a rischio estinzione. Un fenomeno, ricorda la FAO, su cui incidono fattori come habitat frammentati, pesticidi, agricoltura intensiva e cambiamento climatico, con il rischio di gravi conseguenze economiche e per la sicurezza alimentare su scala globale.