Um dispositivo detecta e conta as abelhas que hospedam um parasita perigoso

Os ácaros Varroa, como o marrom atrás da cabeça desta abelha, podem matar colônias de abelhas. Na Feira Internacional de Ciência e Engenharia Regeneron de 2023, três adolescentes exibiram seu sistema automatizado para detectar as pragas nas abelhas. Isso pode ajudar os apicultores a saber quando aplicar pesticidas que matam os ácaros.

Bee-individual/iStock/Getty Images Plus

Por McKenzie Prillaman

13 horas atrás

Dallas, Texas — As abelhas estão morrendo em grande parte de sua área de distribuição. Um parasita conhecido como ácaro Varroa está sendo responsabilizado por muitas das colônias doentes e moribundas. Um trio de adolescentes desenvolveu um sistema automatizado que pode detectar – e rastrear – abelhas infectadas por ácaros quando elas entram e saem de suas colméias. Isso pode ajudar os apicultores a saber quantas abelhas são afetadas - e quando é hora de tratar a colmeia com produtos químicos para matar ácaros.

Albert Dehne, 19, Daniel Cermann, 19, e Richard Ueltzen, 18, apresentaram seu novo sistema de imagem no mês passado na Regeneron International Science and Engineering Fair (ISEF). Este concurso é um programa da Society for Science (que também edita esta revista).

Os adolescentes se formaram no Albert-Schweitzer-Gymnasium, uma escola secundária em Erfurt, Alemanha. Eles desenvolveram o localizador de ácaros para lidar com infestações em seus próprios quintais.

"Eu basicamente cresci com as abelhas e as tarefas diárias da apicultura", explica Daniel. Seu pai, um apicultor, tem que lidar com os incômodos ácaros. Como esses parasitas se alimentam da gordura das abelhas, eles também podem transmitir germes. Por décadas, esses ácaros têm sido associados a abelhas moribundas nas colmeias dos Estados Unidos e da Europa.

Os apicultores podem matar os ácaros com produtos químicos. Mas eles precisam aplicar apenas a quantidade certa. Use muito pouco e o produto químico não eliminará os ácaros. Use muito e pode prejudicar as abelhas. Os métodos atuais para medir infestações não são muito precisos, diz Richard, ou não são muito oportunos.

Os ácaros são difíceis de detectar nas abelhas sob luz visível. Para construir um sistema melhor, os adolescentes experimentaram encontrar um comprimento de onda de luz que fizesse os ácaros se destacarem melhor. Quando vistas com luz de 870 nanômetros – um comprimento de onda infravermelho – as pragas parecem muito mais leves que suas abelhas hospedeiras. (Essa luz parece roxa nas imagens e vídeos dos adolescentes.) As abelhas não podem ver a luz infravermelha, então ela não as incomoda.

Para construir um detector de ácaros, os adolescentes anexaram seu sistema de luz ultravioleta a uma colmeia. Estende a entrada da colmeia em cerca de 20 centímetros (8 polegadas). Duas câmeras de vídeo monitoram as abelhas entrando e saindo enquanto são iluminadas por luz infravermelha. Um pequeno computador fica em uma prateleira acima das câmeras e escaneia o vídeo. Quando detecta uma abelha hospedando um ácaro, sinaliza o inseto como infectado. Um telhado à prova de intempéries sobre o sistema protege o equipamento e mantém a iluminação consistente.

A equipe treinou o sistema para detectar ácaros usando 6.500 imagens. Os adolescentes então testaram nas colmeias do quintal de Daniel. Ele encontrou corretamente as pragas em cerca de 19 de cada 20 casos.

O novo sistema também pode calcular a proporção de abelhas infectadas e não infectadas. Isso pode ajudar os apicultores a descobrir se devem usar produtos químicos nos ácaros. Para uma pequena infestação, diz Daniel, um apicultor como seu pai pode decidir não tratar imediatamente. Atrasar o tratamento economizaria tempo e dinheiro.

"Mais importante", observa Daniel, isso "pode ​​economizar muito estresse nas abelhas". Tratar as abelhas pode enfraquecê-las. Isso pode prejudicar as abelhas já estressadas pelos ácaros.

No futuro, o trio pretende monitorar também a parte inferior das abelhas em busca de ácaros. Eles também querem treinar o sistema para detectar outros parasitas. Por enquanto, porém, os três amigos - que agora frequentam faculdades diferentes - estavam entusiasmados por se reunirem.

Albert, Daniel e Richard ficaram em terceiro lugar na divisão de robótica e máquinas inteligentes e dividiram um prêmio de US$ 1.000. Eles também receberam menção honrosa da Association for the Advancement of Artificial Intelligence. Esse prêmio concede aos adolescentes a adesão à sociedade.