Az elmúlt három évtizedben a repülő rovarok száma mintegy háromnegyedével esett vissza globálisan. A vészjósló trend különösen súlyosan érinti a világ legfontosabb beporzóit, a méheket. Az Egyesült Államokban a méhkolóniák közel fele, 48 százaléka elpusztult idén, így a tengerentúlon 2023 a valaha feljegyzett második leghalálosabb év e téren. Az európai országok valamelyest kisebb veszteségekről számoltak be, de a 6 és 32 százalék közötti mutatók is éppúgy aggodalomra adnak okot. A méhek eltűnése ugyanis számos alapvető élelmiszernövény beporzását, ezáltal társadalmunk élelmiszer-ellátását veszélyezteti.
Ki lehet váltani a méheket robotokkal?
Mint azt Farshad Arvin és Tomas Krajnik, a brit Durham Egyetem és a prágai Cseh Műszaki Egyetem robotika-szakértői, valamint Martin Stefanec, a Grazi Egyetem biológusa írják a The Conversation oldalán megjelent közös cikkükben, a jelenség kezelésére többféle kezdeményezés is született. Lévén, hogy a méhkolóniák pusztulásában fontos szerepet játszanak a mezőgazdaságban használt rovarirtószerek, így sokak által követett szemlélet, hogy az ipari jellegű élelmiszer-termelésről át kell állni a mezőgazdaság egy fenntarthatóbb, kevésbé vegyi alapú formájára. Emellett vannak olyan szakemberek is, akik inkább a sci-fi oldaláról közelítik meg a témát, felvetve annak lehetőségét, hogy az eltűnő méhek szerepét apró robotokra, mesterséges méhekre bízzák.
Utóbbi irányzat mára odáig jutott, hogy finn kutatók például képesek voltak kifejleszteni egy borsószemnél is kisebb, röpképes robotot. Arvin, Krajnik és Stefanec szerint azonban ez egyelőre sokkal inkább csak a mérnökök élénk fantáziájának ékes bizonyítéka, mintsem valódi megoldás a fennálló problémára. „Először is, ezeket a mesterséges beporzókat sokkal szerteágazóbb képességekkel kellene felruházni, mint csupán a repülés képességével. A méhek mindennapi feladatai közé tartozik a növények felkutatása, a virágok beazonosítása és hogy észrevétlenül érintkezni tudjanak azokkal, az energiaforrások feltérképezése, a potenciális ragadozók kicselezése, illetve az, hogy megbirkózzanak bármilyen időjárási körülménnyel. A robotoknak mindezen feladatokat nagyon magas fokú megbízhatósággal kellene ellátniuk a természetben, hiszen minden egyes meghibásodott vagy eltűnt robot károkat és környezetszennyezést okozhat” – olvasható a szakértők cikkében.
Hozzáteszik, egyelőre az sem egyértelmű, hogy technológiai tudásunk egyáltalán alkalmas-e hasonló találmányok előállítására. Nem is beszélve arról, hogy egy olyan robotraj felállításának költsége, amely akár csak egyetlen méhcsalád beporzásban betöltött szerepét is képes lenne átvenni, meglehetősen magasra szökhet. Egy szó mint száz, egyelőre a hasonló felvetések inkább csak az olyan televíziós sci-fi műsorokban köszönnek majd vissza a képernyőről, mint a Fekete Tükör, hiszen a valóságtól még távol állnak.
Egy kaptár is lehet okos
Ugyanakkor az, hogy jelenleg nem tűnik realitásnak a növények hatékony beporzása mesterséges rovarok segítségével, nem jelenti azt, hogy a robotikának ne juthatna szerep abban, hogy a méhek biztonságosabban el tudják látni ezt a feladatukat a természetben. Arvin, Krajnik és Stefanec éppen ezen dolgozik egy, az Európai Unió által finanszírozott kutatási projektben. Arra keresik a választ, hogy a nehézségekkel küzdő méhkolóniákat hogyan alakíthatják át egyfajta biohibrid entitássá, amelynek biológiai és technológiai elemei egymást kiegészítve működnek. Reményeik szerint ez fellendítheti a méhpopulációk növekedését azáltal, hogy mind több dolgozó élheti túl a kemény teleket, hogy aztán beporozza a környező ökoszisztémát.
Az egyik első ilyen projekt a 2019-ben indult Hiveopolis, amely azt vizsgálja, hogy a méhkolóniák komplex, decentralizált döntéshozó mechanizmusa hogyan támogatható digitális technológiával. A 2024 márciusában záródó projekt során a kutatók három, összesen négyezer méh otthonául szolgáló kaptárt szereltek fel a kísérleti technológiával. Ezek működését negyvenezer másik méh természetes kolóniájával hasonlítják majd össze.
A méhek számára készült okosotthonban a lépek beépített hőmérséklet-érzékelőkkel és fűtőberendezésekkel rendelkeznek, így a méhek a kolónián belül mindig ideális körülmények között lehetnek. Egyszersmind, mivel a méhek hajlamosak a melegebb helyek közelében maradni, a technológia azt is lehetővé teszi, hogy a kaptáron belüli eloszlásukat irányítani lehessen. Ha pedig ez nem lenne elegendő, a kaptárakat egy elektronikus kapurendszerrel is felszerelték, amely nyomon követi a rovarok mozgását. Mindkét módszer lehetővé teszi annak tudatos befolyásolását, hogy a méhek hol tárolják a mézet és a pollent, akárcsak azt, hogy mikor hagyják el a lépeket, hogy azokból begyűjthető legyen a méz. Az okoskaptárban egy "táncoló" robotméh is helyet kapott, amely a dolgozókat a beporzandó növények területei felé irányítja.
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
„Tekintettel a kísérlet kis léptékére, lehetetlen arra vonatkozó következtetéseket levonni, hogy a technológiánk milyen mértékben lenne képes meggátolni a méhek pusztulását. Mindazonáltal nincs kétségünk, hogy mindannak alapján, amit eddig láttunk, okunk van bizakodónak lenni. Bátran állíthatjuk, hogy okoskaptáraink biztosították a kolóniák számára a túlélést a téli extrém hideg közepette egy olyan módon, amelyre máskülönben nem nyílt volna lehetőség” – fogalmaznak cikkükben a kutatók.
Célkeresztben a méhkirálynő és a dolgozók
Egy újabb európai uniós projekt, a jövő évben induló RoboRoyale immár a méhkirálynőkre és közvetlen udvartartásukra fókuszál. A kísérletben szereplő kaptárakat egy-egy hat robotból álló csapattal szerelik majd fel. Az apró robotok fogják gondozni és etetni az anyaméhet azzal a céllal, hogy fokozzák az általa lerakott peték számát. A robotok egy része méhpempőpumpát kap, abból táplálva a királynőt, míg a többi apró karokkal ápolja. A robotcsapat ezután, dolga végeztével egy nagyobb robotikus karhoz tud csatlakozni, amelyen infravörös kamerák monitorozzák folyamatosan a méhanyát és környékét. Ez utóbbi eszközt egyébként a kutatók már sikeresen bevezették egy élő kolóniába.
A kísérlet második fázisában a tervek szerint a robotméhek és a robotikus kar együttesen képesek lesz lesznek utánozni a munkások viselkedését, illetve a szaporodóképességgel nem rendelkező nőstényekét, amelyek gondoskodnak róla és méhpempővel etetik a királynőt. A vízben, fehérjékben, szénhidrátoknak, zsírokban, vitaminokban és ásványi anyagokban gazdag, a dolgozók által kiválasztott méhpempő teszi lehetővé, hogy a királynő naponta peték ezreit rakja le. A királynő tisztán tartásáért is a dolgozók felelnek. A méhanya nyalogatása közben olyan feromonokat is gyűjtenek róla, amelyeket aztán széthordanak szerte a kaptárban. E feromonok jelenléte irányítja a kolónia viselkedését, egyben jelzi a kolóniának a királynő jelenlétét. Ha ugyanis eltűnik a királynő, hamar egy újat kell kikelteni a petékből. Ilyenkor a kolóniának csak egy rövid időablak áll rendelkezésre, hogy reagáljon a helyzetre.
A kutatók mindezeken felül úgy sejtik, hogy a dolgozók a királynő kalauzolásában is részt vesznek, elvezetve őt az adott lépsejtekhez, ahol aztán leteheti a petéit. E sejtek mérete határozza meg, hogy a méhanya milyen petéket ültessen beléjük, hogy aztán azokból vagy dolgozók, vagy herék keljenek ki. Ha ezt a feladatot is sikerülne átvenni a dolgozóktól, azzal szintén javítani lehetne a kolónia szaporodási rátáját.
A robotok véget vethetnek a kannibalizmusnak
Időről időre előfordulhatnak olyan helyzetek, például hosszas esőzések során, hogy a méhek nem tudnak elegendő pollent gyűjteni. Ilyenkor a fiatal lárvákkal etetik az idősebbeket, hogy legalább azoknak legyen esélyük a túlélésre. A RoboRoyale projekt célja részben az, hogy csökkentse a hasonló esetek számát, illetve felmérje, hogy normál körülmények között milyen gyakran történik kannibalizmus a kolóniákban.
Ez is érdekelhet
„Végső soron robotjaink lehetővé teszik számunkra, hogy újszerű kísérleti eljárások révén mélyítsük el a mézelőméh-kolóniák nagyon összetett szabályozási folyamataival kapcsolatos tudásunkat. Az új kutatási irányokból nyert információk mindenképpen szükségesek ahhoz, hogy jobban meg tudjuk óvni ezeket az értékes szociális rovarokat, valamint biztosítani tudjuk a jövőben a megfelelő beporzást – ami tehát egy nagy téttel bíró vállalkozás az élelmezésbiztonság terén” – hangsúlyozza Arvin, Krajnik és Stefanec.
