Je leest:

Onderzoekers sporen keverlarven op met afluistertechniek

Onderzoekers sporen keverlarven op met afluistertechniek

Auteur: | 21 mei 2020
Wikimedia Commons, Küchenkraut via CC BY-SA 3.0

Larven van de rode palmkever richten schade aan op dadelplantages. Om erachter te komen welke palmen geïnfecteerd zijn en welke niet, hebben onderzoekers een afluistersysteem bedacht om het geluid van smullende larven te detecteren.

Dadelplantages worden geplaagd door de larven van rode palmkevers. De kevers leggen hun eitjes in het hout van de palmen. Als de larven uit het ei komen doen ze zich te goed aan het hout van de palm. Tegen de tijd dat de dadelboer dit aan de buitenkant van zijn palm kan zien, heeft de palm onherstelbare schade opgelopen.

De Kaust-onderzoekers bij de stam van een dadelpalm vol keverlarven.
KAUST University 2020, vrijgegeven via EurekAlert

Wereldwijd veroorzaken de rode palmkeverlarven miljoenen euro’s aan economische schade. Omdat de larven in het hout van de dadelpalm leven, is het lastig om ze op tijd op te sporen. Onderzoekers van de Kaust Universiteit in Saoedi-Arabië hebben daar iets op gevonden. Met behulp van optische vezels detecteren zij de eetgeluiden van de larven als die nog maar twaalf dagen oud zijn.

Geluid detecteren met optische vezels

In hun onderzoek wikkelden zij optische vezels om twee dadelpalmen heen. Eén van de bomen was geïnfecteerd met larven van de rode kever, de ander niet. Laserpulsen werden door de vezels gezonden. Als het geluid van smullende larven interfereerde met de laserpulsen, veranderde de frequentie van de laserpulsen. Die verandering werd vervolgens gedetecteerd door het systeem.

De larve van de rode palmkever.
Wikimedia commons, Luigi Baracco via CC BY-SA 3.0

Met behulp van een geluidsfilter en een algoritme bepaalt het systeem of het gedetecteerde geluid inderdaad van etende larven komt, of uit de omgeving. De optische vezels kunnen op die manier relatief accuraat aangeven welke palmen geïnfecteerd zijn door hout-etende larven, en welke niet. Het systeem zou volgens de onderzoekers met een optische draad van tien kilometer lang ongeveer duizend dadelpalmen tegelijkertijd kunnen monitoren.

Erik Poelman, universitair hoofddocent entomologie aan de Universiteit van Wageningen, is voorzichtig positief over het Saoedische onderzoek. “Wat ik interessant vind aan dit onderzoek, is dat ze een probleem aanpakken waar we heel veel mee te maken hebben. Als bomen geïnfecteerd worden door een pest-organisme wil je dat in een zo vroeg mogelijk stadium weten. Maar het probleem met dit soort in hout levende organismen is dat je ze niet zo makkelijk kunt vinden.”

Opschalen in de open lucht

Er is in het verleden al meer onderzoek gedaan naar akoestische technieken om verborgen pesten te detecteren. “Het is interessant dat ze een nieuwe techniek gebruiken waarmee ze heel nauwkeurig akoestische signalen kunnen opvangen, door infrarood licht te gebruiken. Het is een nieuw observatiesysteem met een optisch aspect, waarmee ze in staat zijn om in een heel vroeg stadium, als de larven nog maar een dag of twaalf oud zijn, signalen op te pikken.”

Het klinkt mooi, maar het is nog maar de vraag of het systeem ook in de openlucht werkt op een groot aantal dadelpalmen. Kan het systeem wel opgeschaald worden naar duizend bomen, zoals de onderzoekers zelf aangeven? “Het is de vraag of dat haalbaar is en of het systeem dan nog betrouwbaar is,” zegt Poelman. “Met hun onderzoek hebben ze mij nog niet overtuigd dat het werkt, omdat ze het nog niet getest hebben op zo’n grote schaal.”

Uitgelicht door de redactie

Biotechnologie
‘Ik weet zeker dat het nog veel sneller kan’

Geneeskunde
Migraine is meer dan alleen hoofdpijn

Biologie
Oud vaccin tegen COVID-19

De groep van de Kaust Universiteit wil het systeem uitproberen op openluchtplantages, waar omgevingsgeluiden hen het leven moeilijk kunnen maken. “Dat is volgens mij de grootste moeilijkheid: je moet de signalen van de larve kunnen onderscheiden van andere signalen, andere insecten die van de plant eten of andere vormen van ruis die vergelijkbare frequenties voortbrengen”, zegt Poelman. De onderzoekers hebben het systeem gekalibreerd door het geluid van een twaalf dagen oude larve op te nemen, maar toch zal het volgens Poelman moeilijk blijken om de eetgeluiden van keverlarven op te pikken als er op de achtergrond allerlei andere geluiden te horen zijn.

Verstopte vreters

Het probleem van insecten die zich op een verstopte plek te goed doen aan hout, is niet nieuw. Het speelt ook in houtopslagen, waar keverlarven hout eten, en in graanopslagen, waar ze aan het graan knagen. “Er wordt al decennialang geluid gebruikt om insectenvraat in een vroeg stadium te detecteren,” zegt Poelman. “Dat gebeurt op allerlei manieren: met gevoelige microfoontjes tot veel geavanceerdere technieken zoals je hier ziet.” Het feit dat het deze onderzoekers lukt om de larven al te vinden als die twaalf dagen oud zijn, is wel bijzonder.

Westerse pesten

Is het detecteren van eetgeluiden van larven misschien ook de oplossing voor onze eikenprocessierups? Poelman denkt van niet. “De processierups kunnen we eigenlijk best goed waarnemen. Het probleem is niet zozeer dat we ze niet kunnen vinden, maar dat de populatie zo groot is geworden, en dat we er steeds meer last van krijgen.” Het opruimen van eikenprocessierupsen is handwerk en kost enorm veel tijd. In sommige gemeentes worden er daarom extra vogelhuisjes voor koolmeesjes opgehangen, die de rupsenpopulatie op de natuurlijke manier moeten indammen.

Er zitten veel parallellen in het gebruik van geluid in de natuur. Sluipwespen leggen eitjes in houtborende insecten. De wespen sporen hen op door het geluid van hun houtgeknabbel te volgen.
Wikimedia commons, James K. Lindsey via CC BY-SA 2.5

Onzichtbare pesten waar wij in het westen wel last van hebben, leven vooral ondergronds. “Bijvoorbeeld mais heeft ook last van een keverlarve. Die eet de wortels van de plant op, waardoor de plant veel makkelijker omvalt. De maisoogst is minder goed als er keverlarven in zitten,” zegt Poelman. Een methode om de larven al in een vroege fase te spotten, voordat de schade is gemaakt, zou interessant zijn.

“Maar we hebben het hier over een andere tijdsschaal. Die palmbomen zijn ontzettend waardevol omdat ze oud worden,” zegt Poelman. Voordat je palmbomen oogst gaan opleveren, heb je ze eigenlijk al jaren op het veld staan. Bij kool of mais duurt het één lente of zomer voordat je je product oogst. De schade van een plaag is veel kleiner dan als het gaat om jarenlange oogst die je kwijtraakt." Voor een veldgewas zoals mais is het dus niet rendabel om dit soort technieken toe te passen. Voor de dure dadelpalmen zou het dat wel kunnen zijn – maar dat moet nog blijken uit een kosten-batenanalyse en uit hoe goed de techniek opgeschaald kan worden.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij het thema Voedsel produceren op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 21 mei 2020

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.