"เสียงร้องของค้างคาว" หยุดแมลงศัตรูพืช? เทคโนโลยีการเกษตรใหม่ที่ใช้คลื่นเสียงอัลตราซาวด์เพื่อยับยั้งการวางไข่ของผีเสื้อกลางคืน: พลังของคลื่นเสียงอัลตราซาวด์ที่มหาวิทยาลัยชิบะได้แสดงให้เห็น

เพียงแค่เปิดเสียงก็สามารถป้องกันแมลงศัตรูพืชได้?

"อาจจะถึงยุคที่เราสามารถหยุดแมลงศัตรูพืชด้วย 'เสียง' แทนสารเคมี"

ผลงานวิจัยที่ดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์นี้ได้รับการรายงานจากทีมงานของมหาวิทยาลัยชิบะและสถาบันวิจัยการเกษตรแห่งชาติของญี่ปุ่น หัวข้อคือ "สงครามเงียบ" ระหว่างผีเสื้อกลางคืนที่บินวนในทุ่งนาในเวลากลางคืนและค้างคาวที่ล่าเหยื่อ เมื่อเปิดเสียงอัลตราซาวด์ที่คล้ายกับเสียงของค้างคาวจากลำโพง ผีเสื้อกลางคืนบางชนิดจะหยุดบินและส่งผลให้ลดการวางไข่ ซึ่งอาจช่วยลดจำนวน "รุ่นถัดไป" ที่จะกินพืชผลได้Phys.org

ผลงานวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์การจัดการศัตรูพืช Pest Management Science และเผยแพร่ไปทั่วโลกผ่านทางเว็บไซต์ภาษาอังกฤษของมหาวิทยาลัยชิบะและ Phys.orgPhys.org

ค้างคาว vs ผีเสื้อกลางคืน การแข่งขันทางอาวุธที่ยาวนานถึง 60 ล้านปี

สำหรับผีเสื้อกลางคืนที่ออกหากินในเวลากลางคืน การได้ยินเป็นสิ่งสำคัญมาก ค้างคาวที่บินด้วยความเร็วสูงในความมืดจะปล่อยคลื่นเสียงอัลตราซาวด์และอ่านการสะท้อนกลับเพื่อระบุตำแหน่งของผีเสื้อกลางคืน เมื่อผีเสื้อกลางคืนได้ยินเสียงนี้ มันจะทำการบินหลบหลีกอย่างรวดเร็ว บินซิกแซก หรือแม้กระทั่งพัฒนารูปร่างของปีกและลำตัวเพื่อเบี่ยงเบนคลื่นเสียง ซึ่งเป็นวิธีการต่างๆ ที่มันใช้เพื่อเอาชีวิตรอดPhys.org

ทีมวิจัยได้ให้ความสนใจกับ "การแข่งขันทางอาวุธร่วมวิวัฒนาการ" ที่ไม่มีที่สิ้นสุดระหว่างค้างคาวและผีเสื้อกลางคืน โดยในครั้งนี้พวกเขาได้ศึกษาผีเสื้อกลางคืนศัตรูพืชที่แพร่หลายในเอเชียตะวันออกถึงเอเชียใต้ Autographa nigrisigna (อยู่ในกลุ่มผีเสื้อกลางคืน) เพื่อดูว่ามันสามารถ "แยกแยะ" เสียงอัลตราซาวด์ของค้างคาวได้อย่างไรCHIBADAI NEXT

การทดลอง: การสร้างความเร็วการสนทนาของค้างคาวขึ้นใหม่

เสียงอัลตราซาวด์ของค้างคาวไม่ใช่แค่เสียง "ปิ๊บ" ธรรมดา เมื่อมันกำลังหาเหยื่อ เสียงจะช้า แต่เมื่อใกล้จะจับเหยื่อได้ เสียงจะเร็วขึ้นเหมือนเสียงปืนกล ซึ่งเป็นสัญญาณที่มีจังหวะมาก เราเรียกจำนวนพัลส์ต่อวินาทีนี้ว่า "อัตราการทำซ้ำของพัลส์ (Pulse Repetition Rate, PRR)"Phys.org

ทีมวิจัยได้เตรียมผีเสื้อกลางคืน 100 ตัว (ตัวผู้ 50 ตัว ตัวเมีย 50 ตัว) และให้ฟังเสียงอัลตราซาวด์ที่มี PRR ต่างกันเพื่อสังเกตปฏิกิริยา PRR ที่ตั้งไว้มี 3 ระดับใหญ่ๆCHIBADAI NEXT

• ความเร็วต่ำ: 1, 5, 10 Hz
  เป็นช่วงที่ค้างคาวยังคงสำรวจหาเหยื่ออยู่

• ความเร็วปานกลาง: 20, 40 Hz
  อยู่ในระหว่างการเข้าใกล้ผีเสื้อกลางคืน

• ความเร็วสูง: 80, 160 Hz
  เป็นช่วงก่อนการจับเหยื่อที่เรียกว่า "เทอร์มินัล บัซ"

ผลลัพธ์ที่ได้ชัดเจนมาก เมื่อได้ยินเสียงความเร็วต่ำ ผีเสื้อกลางคืนจะเปลี่ยนทิศทางเล็กน้อยเป็นการหลบหลีกง่ายๆ แต่เมื่อความเร็วปานกลาง การบินจะไม่เป็นระเบียบ และเมื่อความเร็วสูง จะมีบางตัวที่หยุดบินเหมือน "แช่แข็ง"Phys.org

เหตุผลที่ตัวเมียที่มีไข่จะ "กลัว" มากกว่า

ทีมวิจัยยังได้ให้ความสนใจกับตัวเมียที่มีไข่ (Gravid Female) เมื่อให้ฟังเสียงอัลตราซาวด์เดียวกัน พวกมันมีการตอบสนองที่แรงกว่าตัวที่ยังไม่ได้ผสมพันธุ์ และมีโอกาสสูงที่จะหยุดบินเมื่อได้ยิน PRR ที่สูงPhys.org

สิ่งที่เห็นได้จากนี้คือ การตัดสินใจของผีเสื้อกลางคืนในการชั่งน้ำหนักระหว่าง "ชีวิต" และ "ลูกหลาน"

• หากถูกจับกินในขณะที่มีไข่ จะสูญเสียทั้งตัวเองและไข่

• ดังนั้น เมื่อประเมินว่าอันตรายสูง การหยุดเคลื่อนไหวหรือวางไข่เพื่อปกป้องตัวเองจึงเป็นทางเลือกที่ดีกว่า

เมื่อทำการนับจำนวนไข่ที่วางในช่วงเวลาหนึ่ง พบว่าในกลุ่มที่ได้ยิน PRR สูง จำนวนการวางไข่ลดลง"ได้ยินเสียงอันตราย" → "ไม่บิน" → "โอกาสในการวางไข่ลดลง" ซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับการยืนยันCHIBADAI NEXT

ความเป็นไปได้และความท้าทายของ "การเกษตรด้วยลำโพงอัลตราซาวด์"

หากใช้คุณสมบัตินี้อย่างชาญฉลาด การติดตั้งอุปกรณ์สร้างเสียงอัลตราซาวด์ขนาดเล็กในทุ่งนาและเปิดเสียงที่คล้ายกับ "เทอร์มินัล บัซ" ของค้างคาวในเวลากลางคืน อาจช่วยลดเวลาที่ผีเสื้อกลางคืนบินวนและลดจำนวนการวางไข่ได้ ทีมวิจัยยังชี้ให้เห็นว่าการใช้เครื่องส่งเสียงอัลตราซาวด์อาจช่วยลดกิจกรรมของผีเสื้อกลางคืนในเวลากลางคืนและลดการใช้สารเคมีในการเกษตรPhys.org

เมื่อเปรียบเทียบกับสารเคมีทางการเกษตรแบบดั้งเดิม ข้อดีสามารถสรุปได้ดังนี้

• ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: ไม่มีสารตกค้างในดินหรือแหล่งน้ำ

• การกำหนดเป้าหมาย: สามารถมุ่งเป้าไปที่ PRR ที่ผีเสื้อกลางคืนบางชนิดไม่ชอบได้

• ปัญหาความต้านทานเกิดขึ้นได้ยาก: ไม่มีแรงกดดันทางวิวัฒนาการเหมือนกับความต้านทานต่อสารเคมี

อย่างไรก็ตาม ยังมีความท้าทายหลายประการ

1. จะได้ผลในสภาพแวดล้อมภายนอกหรือไม่?
   การทดลองดำเนินการในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมในห้องปฏิบัติการ การทดสอบในทุ่งนาที่มีลมและเสียงอื่นๆ จะต้องดำเนินการต่อไปPhys.org

2. ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตอื่นๆ
   แม้ว่าอัลตราซาวด์จะได้ยินยากสำหรับมนุษย์ แต่ยังมีสัตว์อื่นๆ ที่สามารถรับรู้ได้ จำเป็นต้องระบุความถี่และกำลังที่ไม่ส่งผลกระทบต่อศัตรูธรรมชาติหรือแมลงที่มีประโยชน์

3. ต้นทุนและการดำเนินงาน
   จะต้องพิจารณาว่าจะติดตั้งลำโพงจำนวนเท่าใดตามขนาดของทุ่งนา จะจัดหาพลังงานอย่างไร และควรเปลี่ยนรูปแบบเสียงตามฤดูกาลและพืชผลหรือไม่
   
   
   

ปฏิกิริยาบนโซเชียลมีเดียจะเป็นอย่างไร

ผลงานวิจัยนี้ได้รับการกล่าวถึงในเว็บไซต์ข่าววิทยาศาสตร์เช่น Phys.org และ EurekAlert! และยังถูกแชร์ผ่านบัญชี X (Twitter เดิม) อย่างเป็นทางการของ EurekAlert!Phys.org

ในขณะนี้ยังดูเหมือนว่าอยู่ในช่วงก่อนที่จะ "ไวรัล" แต่เมื่อข่าวประเภทนี้แพร่กระจายบนโซเชียลมีเดีย มักจะมีความคิดเห็นประเภทต่างๆ ปรากฏขึ้น ที่นี่เราจะจัดเรียง "บรรยากาศ" ของปฏิกิริยาทั่วไปแทนที่จะเป็นตัวอย่างโพสต์จริงๆ

1. เสียงยินดีต่อการลดการใช้สารเคมี

จากผู้ใช้ที่มีจิตสำนึกต่อสิ่งแวดล้อมสูง

"ถ้าใช้งานได้จริงจะลดการใช้สารเคมีได้มาก"
"การเกษตรอินทรีย์ + ลำโพงอัลตราซาวด์น่าจะเข้ากันได้ดี"

ความคิดเห็นที่เต็มไปด้วยความคาดหวังเช่นนี้อาจปรากฏขึ้น ในญี่ปุ่นมีการถกเถียงเกี่ยวกับสารเคมีเกษตรประเภทนีโอนิโคตินอยด์และผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพบ่อยครั้ง ทำให้หลายคนมีความประทับใจที่ดีในทันทีว่า "เสียงน่าจะปลอดภัยกว่า"

2. ความกังวลเกี่ยวกับ "สิ่งที่ไม่คาดคิด" ต่อระบบนิเวศ

ในทางกลับกัน

"ถ้าเปิดเสียงค้างค