毫無疑問,植物通過昆蟲和蜜蜂作為媒介來延續(xù)基因傳遞。在此過程中,昆蟲和蜜蜂也獲得了回報--糖分和其包含的卡里路。
授粉是一種植物結(jié)成果實必經(jīng)的過程?;ǘ渲型ǔ6加幸恍S色的粉,這叫做花粉。這些花粉需要被傳給同類植物某些花朵?;ǚ蹚幕ㄋ幍街^的移動過程叫做授粉。風(fēng)、昆蟲、水、鳥等充當(dāng)了授粉的媒介。
根據(jù)聯(lián)合國發(fā)表的一份報告,世界上約75%的作物,包括蘋果,巧克力,胡蘿卜和咖啡等主食,其相當(dāng)部分收成取決于授粉。在傳粉媒介的幫助下生產(chǎn)的食物,其估計價值在每年2,350億美元到5,770億美元之間。
很多年以來,無數(shù)的博物學(xué)家們就在憂慮當(dāng)?shù)厍蛏厦鄯湎У臅r候,估計人類也離消失不遠(yuǎn)了!
日本能級科學(xué)技術(shù)研究院的材料化學(xué)家EijiroMiyako認(rèn)為,無人機(jī)可以用于授粉工作,通過特定的方式將花粉粒傳遞給花朵。他最初的想法涉及用無人機(jī)攜帶花粉,然后直接摩擦花朵實現(xiàn)授粉,但是這種方式損壞了花朵。偶然的機(jī)會,EijiroMiyako意識到泡泡可能是一種較為溫和的運送方式。
為此,EijiroMiyako和他的同事XiYang(同時也是JAIST的一名環(huán)境科學(xué)家)設(shè)計了一種解決方案,制作含有花粉的泡泡劑,用攜帶泡泡槍的無人機(jī)吹向農(nóng)作物。為了測試裝有花粉的氣泡的生存能力,研究人員使用這種技術(shù)對果園中的梨樹進(jìn)行了手工授粉。研究人員于6月17日在iScience在線報道說,這些樹的果實數(shù)量與傳統(tǒng)手工授粉方法授粉的樹木差不多。
在各種市售的氣泡溶液中,Miyako和Yang發(fā)現(xiàn),用月桂酰氨基丙基甜菜堿(一種化妝品和個人護(hù)理產(chǎn)品中使用的化學(xué)物質(zhì))制成的花粉顆粒最健康、最可行。研究人員以該溶液為基礎(chǔ),添加了鈣和鉀等花粉保護(hù)成分以及一種聚合物以使氣泡堅固,足以承受無人機(jī)螺旋槳產(chǎn)生的風(fēng)力。
研究人員在果園的三棵梨樹的花朵上噴出了花粉氣泡。平均而言,每棵樹上的50種授粉花中有95%形成了果實。這可與另一組用標(biāo)準(zhǔn)花粉刷手工授粉的三棵相似的樹木相媲美。三棵依靠昆蟲和風(fēng)來傳遞花粉的樹上只有約58%的花朵結(jié)出果實。
為了測試將這種氣泡處理應(yīng)用于飛行機(jī)器人的可行性,Miyako和Yang將氣泡槍裝備在一架無人機(jī)上,并以每秒兩米的速度向假百合花上噴出花粉氣泡。超過90%的百合花被氣泡擊中,但更多的氣泡錯過了花朵。研究人員說,要使無人機(jī)授粉切實可行,就需要能夠識別花朵并巧妙地針對特定花朵的飛行機(jī)器人。
另一方面,也有科學(xué)家認(rèn)為自然授粉媒介比機(jī)器人授粉是保護(hù)植物授粉的更好方法。研究人員指出,昆蟲是比任何機(jī)器都更熟練的傳粉媒介,并且不會破壞現(xiàn)有的生態(tài)系統(tǒng)。但Miyako和Yang表示他們的泡沫溶液具有生物相容性,不過其他科學(xué)家擔(dān)心將花混入人造物質(zhì)中可能會阻止昆蟲光顧那些樹木。
西弗吉尼亞大學(xué)的機(jī)器人學(xué)家YuGu設(shè)計了機(jī)器人授粉媒介,但并未參與這項新工作。他認(rèn)為,機(jī)器人授粉和昆蟲自然授粉并不是相互排斥的。自然授粉媒介無法被取代,機(jī)器人只能作為補充作用,在缺少能為作物授粉的自然媒介的地方,農(nóng)民可以使用機(jī)器人。
科學(xué)總是在改變世界!無人機(jī)正在扮演這樣的角色!在未來,無人機(jī)為瀕臨滅絕的植物授粉指引了一個方向!既然植保無人機(jī)可以為農(nóng)作物噴灑農(nóng)藥,也可以為農(nóng)作物制造人為風(fēng)力為其花朵授粉。