Phát triển cá robot để đối phó với những loài xâm hại



Loài cá muỗi (Gambusia holbrooki) cắn đuôi của các loài cá nước ngọt và nòng nọc, khiến các loài động vật bản xứ diệt vong. Trong một nghiên cứu được công bố ngày 16.12 trên tạp chí iScience, các nhà khoa học đã chế tạo robot để xua đuổi loài cá này. Họ mô tả nỗi sợ hãi khiến hành vi, sinh lý và sinh sản của cá muỗi thay đổi như thế nào, nhờ đó có thể giúp kiểm soát loài xâm hại.

Để chống lại loài cá xâm hại, nhóm nghiên cứu quốc tế bao gồm các nhà sinh vật học và kỹ sư đến từ Australia, Mỹ và Ý đã dựa vào kẻ thù tự nhiên của nó là cá vược miệng lớn (Micropterus salmoides). Họ đã chế tạo ra một con cá robot mô phỏng theo hình dáng và chuyển động của cá vược miệng lớn thực sự.

Với sự hỗ trợ của thị giác máy tính, robot tấn công khi phát hiện thấy cá muỗi tiến đến gần nòng nọc của loài Litoria moorei - vốn đang bị đe dọa bởi cá muỗi trong tự nhiên. Quá sợ hãi và căng thẳng, cá muỗi thể hiện hành vi dè chừng và bị sụt cân, thay đổi hình dáng, giảm khả năng sinh sản… Tất cả các trạng thái đều ảnh hưởng tới khả năng sinh tồn của chúng.

Giáo sư Giovanni Polverino thuộc Đại học Tây Australia, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Cá muỗi là một trong 100 loài xâm hại tồi tệ nhất thế giới. Các phương pháp tiêu diệt chúng hiện nay rất tốn kém và mất thời gian”.

“Loài sinh vật gây hại toàn cầu này là mối đe dọa nghiêm trọng đối với nhiều loài động vật thủy sinh. Thay vì giết từng con một, chúng tôi đã phát triển một phương pháp tốt hơn để kiểm soát sinh vật gây hại này. Chúng tôi đã tạo ra một robot có thể khiến cá muỗi sợ hãi nhưng không gây hại cho các động vật khác xung quanh nó”, giáo sư Giovanni Polverino nói thêm.

Khi có sự hiện diện của cá robot, cá muỗi có xu hướng ở gần nhau hơn và dành nhiều thời gian ở trung tâm của khu vực thử nghiệm. Ở môi trường ngoài thủy cung, hiệu ứng vẫn giữ nguyên. Con cá bị hoảng sợ cũng ít hoạt động hơn, ăn ít và bất động trong thời gian dài, bộc lộ dấu hiệu lo lắng kéo dài hàng tuần sau khi chạm trán robot.

Đối với những con nòng nọc mà loài cá muỗi thường săn mồi, sự hiện diện của robot đem lại lợi ích tốt hơn. Trong khi cá muỗi có quan sát môi trường chủ yếu bằng mắt thì nòng nọc có thị lực kém và chúng không nhìn rõ robot.

Giáo sư Polverino nhận định: “Chúng tôi mong đợi robot sẽ có tác động trung tính lên nòng nọc, nhưng không phải vậy. Do cá robot đã thay đổi hành vi của cá muỗi nên nòng nọc không còn bị loài này cắn đuôi nữa. Hóa ra đó là một điều tích cực đối với nòng nọc. Sau khi thoát khỏi nguy cơ có cá muỗi xung quanh, chúng không còn sợ hãi nữa”.

Sau 5 tuần tương tác giữa cá muỗi và robot, nhóm nghiên cứu nhận thấy cá muỗi dành nhiều năng lượng để chạy trốn thay vì sinh sản. Cơ thể cá đực trở nên gầy và thuôn dài hơn với các cơ bắp khỏe hơn tập trung ở đuôi. Chúng cũng có lượng tinh trùng thấp hơn trong khi cá cái đẻ trứng nhẹ hơn, ảnh hưởng tới khả năng sinh tồn của cả loài.

Đồng tác giả của nghiên cứu - giáo sư Maurizio Porfiri của Đại học New York cho biết, mặc dù thành công trong việc ngăn chặn cá muỗi nhưng cá robot vẫn chưa sẵn sàng để thả vào tự nhiên. Các nhà nghiên cứu sẽ phải vượt qua các thử thách kỹ thuật. Bước đầu tiên, họ dự định thử nghiệm phương pháp này trên các hồ nước nhỏ ở Australia, nơi có hai loài cá nguy cấp đang bị đe dọa bởi cá muỗi.

“Các loài xâm lấn là một vấn đề lớn trên toàn thế giới và là nguyên nhân thứ hai làm mất đa dạng sinh học. Hy vọng rằng cách tiếp cận của chúng tôi trong việc sử dụng robot để tiết lộ những điểm yếu của một loài sinh vật sẽ mở ra cánh cửa để cải thiện các hoạt động kiểm soát sinh học và chống lại các loài xâm hại. Chúng tôi rất vui mừng về điều này”, giáo sư Polverino chia sẻ.