无人机在树冠上搜寻DNA样本，以监测生物多样性

生态学家一直在收集被称为环境DNA (eDNA)的遗传物质样本，以对生物多样性进行分类和监测。根据这些DNA痕迹，他们可以确定某个地区存在哪些物种。

虽然从水或土壤中获取样本很容易，但研究人员很难进入其他栖息地，如森林冠层，这使得追踪生活在那里的物种变得更加困难。

苏黎世联邦理工学院、瑞士联邦森林、雪和景观研究所WSL以及SPYGEN公司的研究人员合作开发了一种特殊的无人机，可以自主收集树枝上的样本。

无人机配备了胶条。当飞机降落在树枝上时，树枝上的物质会粘在这些条上。然后，研究人员可以在实验室中提取DNA，对其进行分析，并通过数据库比较将其分配给各种生物的遗传匹配。

树枝的厚度和弹性不同，这使得无人机很难评估在哪里降落收集树枝。因此，测试无人机已被设定为自动接近树枝，并在树枝上保持稳定，以便在不造成损坏的情况下采集样本。

“在树枝上着陆需要复杂的控制，”苏黎世联邦理工学院和WSL的环境机器人教授Stefano Mintchev解释说。

最初，无人机不知道树枝有多灵活，所以研究人员给它安装了一个力感应笼。这使得无人机能够在现场测量这一因素，并将其纳入其飞行机动。

研究人员已经在七种树种上测试了他们的新设备。在这些样本中，他们发现了21个不同生物类群的DNA，包括鸟类、哺乳动物和昆虫。“这是令人鼓舞的，因为它表明收集技术是有效的，”Mintchev说。

目前正在努力进一步改进这款无人机，为参加比赛做好准备。比赛的目标是在24小时内在新加坡100公顷的雨林中探测尽可能多的不同物种。

为了测试无人机在类似比赛条件下的效率，该团队目前正在苏黎世动物园的Masoala雨林工作。

Mintchev说:“在这里，我们有知道存在哪些物种的优势，这将帮助我们更好地评估我们用这种技术捕获所有eDNA痕迹的彻底程度，或者我们是否遗漏了什么。”

在天然雨林中收集样本给研究人员带来了更艰巨的挑战。频繁的雨水冲走了表面上的eDNA，而风和云阻碍了无人机的操作。

“因此，我们非常好奇我们的采样方法是否也能在热带的极端条件下证明自己，”Mintchev总结道。