Satelity kontra szarańcza. Niemcy tropią niszczycielskie owady

Afgańczycy i bez tego mieli problem. Według światowych organizacji pomocowych, 9 na 10 tamtejszych rodzin ma trudności z zaopatrzeniem w żywność. Inwazja szarych owadów może wywołać tam prawdziwy kataklizm. 

Setki tysięcy szarańczy zaatakowały uprawy na północy kraju. "Jedzą wszystko, co zielone: pszenicę, groszek, sezam" - mówił Al Jazeerze Baz Mohammad, przedstawiciel wioski Kandali. 

Zdesperowani rolnicy starają się przepędzać szkodniki albo zgarniać je w sieci i następnie zakopywać. To nie daje im jednak wielkiej ulgi. Populacja owadów stale rośnie. Zdaniem Agencji Narodów Zjednoczonych ds. Wyżywienia i Rolnictwa (FAO), panujące w tym roku w Afganistanie warunki są idealne dla rozwoju insektów. Agencja przestrzega, że jeśli nie uda się w tym roku opanować szarańczy, w przyszłym roku roje powrócą - ale będą nawet stukrotnie większe. 

FAO szacuje, że tegoroczna inwazja może zniszczyć 1,2 mln ton pszenicy, co stanowi ¼ rocznych zbiorów. Dwa ostatnie wielkie ataki szarańczy, które miały w Afganistanie miejsce 20 i 40 lat temu, kosztowały kraj odpowiednio 8 i 25 proc. produkcji. 

Szarańcza to jednak nie tylko problem krajów środkowej Azji czy wschodniej Afryki. W lipcu roje owadów pojawiły się na Sardynii, niszcząc zbiory na tysiącach hektarów pól. 

Niemieccy naukowcy pracują jednak nad metodami, które mogą w przyszłości pozwolić przewidywać pojawianie się niszczycielskich rojów oraz śledzić i niszczyć te, które zaatakują uprawy. 

Badacze z Niemieckiego Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) opracowali metody pomagające w jak najwcześniejszym wykrywaniu ognisk szarańczy i podejmowaniu działań przeciwko nim. Obrazy Ziemi uzyskane przez satelity odgrywają w tym kluczową rolę. Umożliwiają wczesne wykrycie parametrów środowiskowych sprzyjających wzrostowi liczebności owadów.

"Pewne warunki są ważne dla rozwoju szarańczy" - wyjaśnia Igor Klein z Centrum Obserwacji Ziemi (EOC) DLR. "Należą do nich np. temperatura, opady i wilgotność gleby, ale także gęstość i rodzaj roślinności. Wykorzystując zdjęcia Ziemi, możemy rejestrować te parametry i połączyć je w taki sposób, że będziemy mogli bardzo precyzyjnie określić, czy dana lokalizacja wykazuje idealne warunki dla szarańczy". Naukowcy z EOC wykorzystują w tym celu satelity europejskiego programu obserwacji Ziemi Copernicus.

Wykorzystując te dane, naukowcy biorący udział w projekcie Locust-Tec najpierw określili obszary, na których może rozmnażać się szarańcza włoska (Calliptamus italicus) i szarańcza marokańska (Dociostaurus maroccanus). Ich potencjalne siedliska rozciągają się od Europy po Chiny. Obydwa gatunki szarańczy występują na terenie Kazachstanu i wymagają corocznego monitoringu i kontroli. Między innymi z tego powodu projekt Locust-Tec koncentruje się na tym kraju Azji Środkowej.

"Jednak dalsze działania badawcze umożliwiłyby zastosowanie naszych ustaleń do innych gatunków szarańczy" - mówi Igor Klein. To ważne, bo zmiany klimatyczne mogą sprawić, że roje szarańczy zaczną docierać także w regiony, w których dziś są w zasadzie niespotykane. "Preferencje środowiskowe rojących się gatunków szarańczy zagrażają przede wszystkim terenom suchym. Jednak zmiany klimatyczne mogą w przyszłości doprowadzić do zagrożenia dodatkowych obszarów" - mówi Klein.

Po ocenie danych satelitarnych, badacze wysłali nad wytypowane obszary drony wyposażone w kamery wielospektralne, które obserwują otoczenie na częstotliwościach fal świetlnych niedostępnych dla ludzkiego oka. Na przykład zdrowa zielona łąka silnie odbija światło w zakresie bliskiej podczerwieni. Jeśli z drugiej strony łąka jest "zestresowana", ponieważ szarańcza zaczęła atakować źdźbła trawy, obserwacje w podczerwieni pozwalają na odróżnienie zdrowej roślinności od roślinności uszkodzonej. Dzieje się tak dlatego, że chociaż dla ludzkiego oka łąka może nadal wydawać się niezmieniona, zawartość chlorofilu już zaczęła spadać.

Aplikacja, która została stworzona przez uczestników projektu, ułatwia pracę ekspertów i może przekazywać wyniki bezpośrednio decydentom. Wszystkie dane uzyskane podczas obserwacji Ziemi od specjalistów na miejscu za pośrednictwem aplikacji oraz z badań dronów gromadzą się w systemie informacji geograficznej (GIS) i mogą być wyświetlane na mapach. Skraca to czas potrzebny na podjęcie środków zaradczych. Władze lokalne są ostrzegane na stosunkowo wczesnym etapie, zanim rój szarańczy osiągnie biblijne rozmiary. 

Innym aspektem projektu Locust-Tec było przetestowanie przyjaznych dla środowiska alternatywnych środków zaradczych, które można zastosować do zwalczania szkodników zamiast pestycydów. Obiecujące okazało się na przykład wykorzystanie sieci elektrycznej. Zaletą tej metody jest to, że zebrana w ten sposób szarańcza może nawet potencjalnie zostać wykorzystana jako źródło paszy dla zwierząt. 

"Jednym z celów projektu jest przetestowanie przyjaznych dla środowiska metod zwalczania szarańczy, które są mniej szkodliwe dla ludzi i środowiska niż konwencjonalne środki wykorzystujące środki owadobójcze" - wyjaśnia Klein. "Aby zastosować te przyjazne dla środowiska środki, ważne jest, aby na wczesnym etapie rozpoznać dotknięte obszary".

Roje szarańczy pojawiają się w ściśle określonych warunkach środowiskowych. Kiedy po okresach względnej suszy następują okresy ulewnych opadów, samotne zazwyczaj owady zaczynają żerować na liściach i składać jaja w wilgotnej glebie. Widok i zapach innych szarańczy przyspiesza zmiany w zachowaniu i wyglądzie owadów; stworzenia, które wcześniej były zielone, żyły samotnie i żerowały głównie w nocy, stają się większe, nabierają czarno-żółtego zabarwienia i zaczynają szukać innych przedstawicieli swojego gatunku. Zmiany te powodują powstawanie dużych rojów szarańczy, które obficie się rozmnażają, napędzając wykładniczy wzrost liczby owadów. Roje podróżują nawet do 130 km dziennie, poszukując nowych źródeł pożywienia. 

Między 2019 a 2022 rokiem epidemia szarańczy na niespotykaną od dziesięcioleci skalę dotknęła krajów Wschodniej Afryki, Półwyspu Arabskiego i południowej Azji. Roje szarańczy przybrały rozmiary, jakich w Kenii nie notowano od 70, a w Etiopii, Somalii i Indiach od 25 lat. W dotkniętych epidemią krajach afrykańskich ponad 20 mln ludzi znalazło się na krawędzi głodu.