طائرة بدون طيار للبحث عن النباتات المهددة بالانقراض.. تحديد مكان النباتات النادرة في البرية نصف المعركة

هناك نوعان من كل خمسة أنواع نباتية مهددة بالانقراض على مستوى العالم، غالبًا ما يكون الوضع أكثر خطورة في الجزر التي لديها معدل مرتفع من التوطن – الأنواع التي لا تنمو في أي مكان آخر في العالم- وهي معزولة عن الملاجئ المحتملة.

تهدد الأنواع الغازية مثل الخنازير الوحشية، وفقدان الموائل والانهيارات الأرضية بعد هطول الأمطار الغزيرة العديد من نباتات هاواي.

التقنيات الجديدة مكنت العلماء من الوصول إلى أماكن محفوفة بالمخاطر بالنسبة للبشر والبحث عن آخر الأنواع والنباتات.

يوجد في جزيرة كاواي بولاية هاواي 250 نوعًا من النباتات لا يمكن العثور عليها إلا في الجزيرة، حوالي 10% من نباتات كاواي انقرضت بالفعل أو انقرضت في البرية، و87 % أخرى معرضة للخطر، وفقًا لتقييم عام 2020 للاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة والقائمة الحمراء للأنواع المهددة بالانقراض.

تحديد مكان النباتات النادرة في البرية هو نصف المعركة فقط، لحماية الأنواع على المدى الطويل، يحتاج علماء النبات إلى جمع العينات- البذور والمواد الوراثية – التي يمكنهم زراعتها في مشاتل الدفيئة، هذا يساعد على توفير بوليصة تأمين ضد الانقراض.

ذراع آلية

في عام 2020، بدأ بن نيبيرج، والباحثون الكنديون من Outreach Robotics في تطوير ذراع آلية خاصة يمكنهم ربطها بطائرة بدون طيار لقطع أجزاء من النباتات التي تنمو في مواقع محفوفة بالمخاطر.

يُعرف باسم Mamba (مناور جوي متعدد الاستخدامات يتم تشغيله ثنائي الاتجاه)، ويتدلى الذراع الروبوتية على كابل أسفل طائرة بدون طيار ومجهز بثمانية مراوح وآلية قطع يمكن للطيارين التحكم فيها من على بعد ميل واحد.

من خلال فصل هذا الذراع الآلي عن الطائرة بدون طيار، يمكنها التحرك بسرعة وبدقة في البيئات العاصفة وتجنب خطر اصطدام الطائرة بجدران الجرف، عند الامتداد الكامل، يمكن الوصول إلى النبات المستهدف من مسافة تصل إلى 4 أمتار (13 قدمًا).

يتم تشغيل Mamba عن بعد من قبل العلماء الذين يمكنهم المناورة بالمعصم المعدني الرشيق للذراع الآلية والقصاصة الديناميكية. تمت برمجة Mamba لانتزاع العينات بعناية حتى من أصغر النباتات وأكثرها حساسية. تستغرق عمليات التحصيل أقل من 10 دقائق.

قالت نينا رونستيد، مديرة العلوم والحفظ في NTBG التي قادت التقييم: “الأشياء مميزة حقًا هنا لأننا بعيدون جدًا عن كل شيء”، “يلعب كل نبات دورًا محددًا جدًا” في البيئة، وأضافت رونستيد: “إنه يشبه إلى حد ما برج البطاقات”، “إذا قمت بإخراج الكثير، فسوف يسقط.”

تتعرض الأنواع التي تنمو في غابات المستنقعات بالجزيرة لخطر شديد، يمكن أن يؤدي فقدان نوع واحد إلى عدم توازن النظام البيئي بأكمله.

عضو في عائلة عباد الشمس المعروف باسمه الشائع قزم iliau، كان W. hobdyi وفيرًا في الجزيرة، ولكن بعد أن أدخل الأوروبيون الماعز إلى الجزيرة في أواخر القرن الثامن عشر، تعرض النبات للرعي على وشك الانقراض، لم يطور النبات دفاعات ضد الماشية الجائعة، مثل الأوراق المرة أو الأشواك الحادة.

لعقود من الزمان، كان البحث عن مثل هذه النباتات التي يصعب الوصول إليها وجمع العينات ينفذه علماء النبات الجريئون الذين انطلقوا بالحبل عبر المنحدرات الخطرة للبحث عن ما فقده.

برنامج جوي للبحث عن الأنواع النادرة

في عام 2016، ساعد نيبيرج، الذي يعمل كمنسق برنامج نظم المعلومات الجغرافية والطائرات بدون طيار في الحديقة النباتية الاستوائية الوطنية، في إطلاق برنامج جوي للبحث عن الأنواع النادرة باستخدام الطائرات بدون طيار.

كان يُعتقد أن هناك أقل من 600 من نبات W. hobdyi ينمو على طول الساحل تنبت العديد من نباتات كاواي المهددة بالانقراض فقط من المنحدرات شديدة الانحدار، حيث لا تستطيع الماعز الوصول إليها، لكن أوراق الشجر انتشرت الآن قبل أن يصل عدد نبتة نيبيرج إلى أكثر من 100 نبتة.

طار الطائرة بدون طيار على بعد 5 أمتار (16 قدمًا) من المساحات الخضراء، والتقط صورًا عالية الدقة لتأكيد النتائج التي توصل إليها في المختبر.

قام فريق نيبيرج و National Tropical Botanical Garden (NTBG) ، بالعمل مع قسم الغابات والحياة البرية بولاية هاواي، بإعادة اكتشاف ثلاثة أنواع يُعتقد أنها انقرضت أو انقرضت محليًا من كاواي واكتشفت أعدادًا أكبر من العديد من الأنواع المهددة بالانقراض بشكل كبير مع مجموعات أصغر من 100 نبته.

كانت الطائرة بدون طيار ستخرج في نهاية المطاف 5500 نبات جديد في غضون بضعة أشهر فقط بعد سنوات من البحث – أي بزيادة أكثر من 900% من السكان المعروفين في النبات.

قال نيبيرج في حالة مثل هذه الاكتشافات، “لقد كانت مجرد إثارة”، “حتى مصنع واحد أو اثنين من شأنه أن يحقق نجاحًا كبيرًا. الآن، قد يكون لدينا المزيد من الوقت قبل الانقراض “.

حمولة ثمينة

جمعت الذراع الربوتوية حتى الآن 29 بقايا نبات أو بذرة من 12 نوعًا مهددًا بالانقراض، وتشمل هذه عينات من wahine noho kula ، وهو نوع نادر من البنفسج يُعتقد أنه انقرض في كاواي، ولم يعيد اكتشافه إلا مؤخرًا بواسطة طائرة بدون طيار.

تنمو البذور والشتلات الآن في مشتل NTBG ، بينما يتم تخزين بعض البذور في بنك البذور لجهود الحفظ المستقبلية.

قال نيبيرج إن الروبوت “يمكن أن يكون الفارق بين الانقراض والبقاء على قيد الحياة”.

لكن الأنواع لا تزال بحاجة إلى العودة إلى البرية لتحقيق العودة الكاملة، يأمل العلماء في إعادتهم إلى تضاريسهم على منحدر خلال العام أو العامين المقبلين، حتى أنهم قد يستخدمون طائرات بدون طيار لتفجير البذور المجمعة، وتعبئتها في كرات سماد لزجة يمكن أن تلتصق بالمنحدرات شديدة الانحدار.

لكنهم قد لا يحتاجون حتى إلى السقوط في مثل هذه التضاريس الغادر، قال نيبيرج إنه من المحتمل “أن تكون هذه النباتات قد نشأت في أراضٍ مستوية قبل أن يكون لدينا ماعز هنا”.