Роботы используют страх для борьбы с инвазивной рыбой
Инвазивная гамбузия (Gambusia holbrooki) обкусывает хвосты пресноводных рыб и головастиков, а также поедает их икру, что угрожает местным видам. В исследовании, опубликованном 16 декабря в журнале iScience, учёные создали робота, чтобы отпугивать гамбузий, и показали, как страх меняет их поведение, физиологию и фертильность, что может помочь в борьбе с инвазивными видами.
Международная команда биологов и инженеров из Австралии, США и Италии вдохновилась естественным врагом гамбузии — большеротым окунем (Micropterus salmoides). Они создали роборыбу, имитирующую внешний вид и движения этого хищника. С помощью компьютерного зрения робот атакует, когда замечает гамбузию, приближающуюся к головастикам австралийской лягушки (Litoria moorei), которым гамбузия угрожает в природе. Напуганные и испытывающие стресс рыбы демонстрировали поведение страха, теряли вес, у них менялась форма тела и снижалась фертильность, что ухудшает их выживание и размножение.
"Гамбузия — один из 100 худших инвазивных видов в мире, а текущие методы её уничтожения слишком дороги и трудоёмки, — говорит первый автор Джованни Полверино из Университета Западной Австралии. — Мы воплотили их худший кошмар в реальность: робота, который пугает гамбузий, но не других животных вокруг".
В присутствии робота гамбузии держались ближе друг к другу, больше времени проводили в центре испытательной зоны и не решались заплывать на неизведанные территории. Они также плавали более беспорядочно, с частыми резкими поворотами. Эффект страха сохранялся и после возвращения в домашние аквариумы: напуганные рыбы были менее активны, больше ели и дольше замирали, проявляя признаки тревоги даже спустя недели после встречи с роботом.
Для головастиков, на которых обычно охотится гамбузия, присутствие робота стало положительным изменением. Поскольку у головастиков плохое зрение, они плохо видят робота.
"Мы ожидали, что робот окажет на головастиков нейтральный эффект, но это было не так, — говорит Полверино. — Оказалось, это пошло головастикам на пользу. Они перестали бояться. Они счастливы".
После пяти недель кратких встреч с роботом команда обнаружила, что гамбузии тратили больше энергии на бегство, чем на размножение. Тела самцов стали более тонкими и обтекаемыми с усиленной мускулатурой у хвоста, приспособленной для быстрого плавания. У самцов также снизилось количество сперматозоидов, а самки производили более лёгкую икру, что может поставить под угрозу выживание вида в целом.
"Хотя робот успешно справляется с отпугиванием гамбузий в лаборатории, он ещё не готов к выпуску в дикую природу", — говорит старший автор Маурицио Порфири из Нью-Йоркского университета.
В качестве первого шага команда планирует протестировать метод в небольших, прозрачных водоёмах Австралии, где два вида исчезающих рыб находятся под угрозой из-за гамбузии.
"Инвазивные виды — огромная проблема во всём мире и вторая по значимости причина потери биоразнообразия, — говорит Полверино. — Надеемся, наш подход с использованием робототехники откроет путь к улучшению методов биоконтроля".