Nest der asiatischen Hornisse (Vespa velutina)

Der anhaltende Rückgang der Honigbienenpopulationen stellt eine ernsthafte Bedrohung für die landwirtschaftliche Produktivität und die biologische Vielfalt dar, da Honigbienen eine entscheidende Rolle bei der Bestäubung von Pflanzen spielen. Diese Dienstleistung ist für die Erhaltung vieler Ökosysteme und die Sicherung einer stabilen Nahrungsmittelversorgung unerlässlich. Im Zuge des raschen Klimawandels breitet sich die Asiatische Hornisse (Vespa velutina nigrithorax) als bedeutender Räuber von Honigbienen weltweit aus, was die Dringlichkeit effektiver Managementstrategien erhöht.

drone flying over a forest
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In einer bahnbrechenden Studie wird ein autonomes Überwachungssystem vorgeschlagen, das auf der Verfolgung von Hornissen mit Hilfe von Funketiketten und unbemannten Flugzeugen (UAVs) basiert, die mit einem Trilaterationssystem ausgestattet sind. Diese innovative Methode zielt darauf ab, Hornissenstöcke zu lokalisieren, indem der natürliche Heimkehrinstinkt der Hornissen ausgenutzt wird. Die Forscher haben ihre Experimente sorgfältig in Verhaltens-, Boden- und Ortungsexperimente unterteilt, um die verschiedenen Aspekte des Hornissenverhaltens zu berücksichtigen.

Um die Hornissen zu orten, wurden Sensoren an ihnen befestigt, zwei Antennen in der Nähe des Bienenstocks installiert und eine dritte Antenne an der Drohne angebracht. Die Ergebnisse der Experimente zeigen vielversprechende Fortschritte, wobei die Bienenstöcke von zwei der fünf getesteten Hornissen erfolgreich geortet werden konnten. Neben der Ortung der Hornissen wurden die Daten eingehend analysiert, um Einblicke in ihr Verhalten und ihre Bewegungsmuster zu gewinnen.

Die Studie unterstreicht die praktische Anwendbarkeit und Skalierbarkeit von sensorbasierten Tracking-Methoden mittels Drohnen und zeigt deren Potenzial für eine breite Anwendung und Weiterentwicklung auf. Sie unterstreicht auch die wachsende Bedeutung innovativer Technologien bei der Bewältigung ökologischer Herausforderungen, insbesondere im Zusammenhang mit invasiven Arten. Die Ergebnisse dieser Forschung könnten einen wichtigen Beitrag zum Schutz und Management von Ökosystemen leisten, indem sie neue Wege aufzeigen, wie mit den Herausforderungen durch invasive Arten umgegangen werden kann.

Der Rückgang der Honigbienenpopulationen kann die landwirtschaftliche Produktivität und die Artenvielfalt stark beeinträchtigen, da Honigbienen eine wichtige ökologische Dienstleistung erbringen: die Bestäubung. Die Asiatische Hornisse oder Gelbhornisse, Vespa velutina nigrithorax, ist ein weltweiter Räuber der Honigbiene (Apis melliferaL.) und hat sich aufgrund des raschen Klimawandels stark ausgebreitet. Die ökologischen Auswirkungen dieser invasiven gebietsfremden Art erfordern effektive Managementstrategien. In diesem Artikel schlagen wir ein Ortungssystem vor, mit dem wir Hornissen mit Funketiketten verfolgen und Hornissenstöcke aufspüren können, indem wir unbemannte Flugzeuge (UAVs) mit einem Trilaterationssystem kombinieren. Wir haben unsere Experimente systematisch in ein Verhaltensexperiment, ein Bodenexperiment und ein Ortungsexperiment unterteilt und uns dabei den Heimfindeinstinkt der Hornissen zunutze gemacht. Wir installierten zwei Antennen in der Umgebung des Bienenstocks und eine weitere Antenne auf einer Drohne, um die mit Sensoren ausgestatteten Hornissen zu verfolgen. Den Versuchsergebnissen zufolge konnten wir die Bienenstöcke von zwei der fünf getesteten Hornissen erfolgreich orten. Außerdem haben wir die Versuchsergebnisse gründlich analysiert, um Erkenntnisse über das Verhalten und die Bewegungsmuster der Hornissen zu gewinnen. Wir haben die Praktikabilität und Skalierbarkeit von sensorbasierten Tracking-Methoden mit Hilfe von Drohnen untersucht, um ihr Potenzial für eine breite Anwendung und zukünftige Weiterentwicklung zu ermitteln. Unsere Studie unterstreicht, wie wichtig der Einsatz innovativer Technologien ist, um den ökologischen Herausforderungen durch invasive Arten zu begegnen und den Schutz und das Management von Ökosystemen zu erleichtern.
Lokalisierung von Vespa velutina
Die Hauptexperimente wurden in einem Bienenstock zwischen einem Wald und einer Stadt durchgeführt, der auch für die Feldexperimente verwendet wurde. Bei der Bewertung des Trilaterations-Lokalisierungssystems für Vespa velutina mit Funketiketten wurde davon ausgegangen, dass der Bienenstock, in dem die Zielhornisse lebt, aufgrund ihres Heimkehrinstinkts ihr letzter bekannter Aufenthaltsort ist. Die Ortung wurde mit fünf Hornissen durchgeführt, die jeweils mit einem Sender ausgestattet waren und sich schnell außer Sichtweite bewegten. Das Trilaterationssystem zeichnete Informationen über die markierten Hornissen auf, einschließlich ihrer geographischen Länge und Höhe. Die Ergebnisse zeigten eine außergewöhnliche Genauigkeit der Positionsbestimmung von 100 %. Die Ergebnisse der Ortung einzelner V. velutina sind dargestellt. Die Ergebnisse der ersten Versuche deuten jedoch darauf hin, dass externe Faktoren wie Ruhezeiten, Spinnweben und klebrige Pflanzen in der Nähe den Ortungsprozess beeinflusst haben könnten.

Hyoung Il Son, Jeonghyeon Pak, Bosung Kim et al. Unmanned Aerial Vehicle-based Autonomous Tracking System for Invasive Flying Insects, 31 March 2024, PREPRINT (Version 1) available at Research Square [https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4190012/v1]

Link zur Studie: https://www.researchsquare.com/article/rs-4190012/v1

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