Un dispositivo individua e conta le api che ospitano un pericoloso parassita

Gli acari Varroa, come quello marrone dietro la testa di quest'ape, possono uccidere colonie di api. Alla Fiera internazionale della scienza e dell’ingegneria Regeneron del 2023, tre adolescenti hanno mostrato il loro sistema automatizzato per rilevare i parassiti sulle api. Potrebbe aiutare gli apicoltori a sapere quando applicare i pesticidi che uccidono gli acari.

Ape-individuale/iStock/Getty Images Plus

Di McKenzie Prillaman

13 ore fa

Dallas, Texas — Le api stanno morendo in gran parte del loro areale. Un parassita noto come acaro Varroa è ritenuto responsabile di molte colonie malate e morenti. Un trio di adolescenti ha ora sviluppato un sistema automatizzato in grado di rilevare e monitorare le api infette dagli acari mentre entrano ed escono dai loro alveari. Ciò potrebbe aiutare gli apicoltori a sapere quante api sono colpite e quando è il momento di trattare l’alveare con sostanze chimiche che uccidono gli acari.

Albert Dehne, 19 anni, Daniel Cermann, 19 anni, e Richard Ueltzen, 18 anni, hanno presentato il loro nuovo sistema di imaging il mese scorso alla Fiera internazionale della scienza e dell'ingegneria Regeneron (ISEF). Questo concorso è un programma della Society for Science (che pubblica anche questa rivista).

I ragazzi si sono diplomati all'Albert-Schweitzer-Gymnasium, una scuola superiore di Erfurt, in Germania. Hanno sviluppato l'avvisatore di acari per affrontare le infestazioni nei loro cortili.

"Fondamentalmente sono cresciuto con le api e con le faccende quotidiane dell'apicoltura", spiega Daniel. Suo padre, un apicoltore, deve occuparsi dei fastidiosi acari. Poiché questi parassiti si nutrono del grasso delle api, possono anche trasmettere germi. Per decenni questi acari sono stati collegati alla morte delle api negli alveari statunitensi ed europei.

Gli apicoltori possono uccidere gli acari con sostanze chimiche. Ma devono applicare la giusta quantità. Usane troppo poco e la sostanza chimica non eliminerà gli acari. Usarne troppo può danneggiare le api. Gli attuali metodi per misurare le infestazioni non sono molto accurati, dice Richard, o non sono molto tempestivi.

Gli acari sono difficili da individuare sulle api sotto la luce visibile. Per costruire un sistema migliore, i ragazzi hanno sperimentato per trovare una lunghezza d’onda della luce che avrebbe fatto risaltare meglio gli acari. Se osservati con una luce da 870 nanometri – una lunghezza d’onda dell’infrarosso – i parassiti appaiono molto più leggeri delle api che li ospitano. (Quella luce sembra viola nelle immagini e nei video degli adolescenti.) Le api non possono vedere la luce infrarossa, quindi non le disturba.

Per costruire un rilevatore di acari, i ragazzi hanno collegato il loro sistema di luce UV a un alveare. Estende l'ingresso dell'alveare di circa 20 centimetri (8 pollici). Due videocamere monitorano l'entrata e l'uscita delle api, illuminate dalla luce infrarossa. Un piccolo computer è posizionato su uno scaffale sopra le telecamere e scansiona il video. Quando rileva che un'ape ospita un acaro, segnala l'insetto come infetto. Un tetto resistente alle intemperie sopra il sistema protegge l'attrezzatura e mantiene l'illuminazione costante.

Il team ha addestrato il sistema a rilevare gli acari utilizzando 6.500 immagini. I ragazzi lo hanno poi testato sugli alveari del cortile di Daniel. Ha individuato correttamente i parassiti in circa 19 casi su 20.

Il nuovo sistema può anche calcolare il rapporto tra api infette e non infette. Questo può aiutare gli apicoltori a capire se dovrebbero usare sostanze chimiche sugli acari. Per una piccola infestazione, dice Daniel, un apicoltore come suo padre potrebbe decidere di non intervenire subito. Ritardare il trattamento farebbe risparmiare tempo e denaro.

"Ancora più importante", osserva Daniel, questo "può risparmiare molto stress alle api". Trattare le api può indebolirle. Ciò può danneggiare le api già stressate dagli acari.

In futuro, il trio mira a monitorare anche la parte inferiore delle api per individuare gli acari. Vogliono anche addestrare il sistema a rilevare altri parassiti. Per ora, però, i tre amici – che ora frequentano college diversi – erano entusiasti di ritrovarsi.

Albert, Daniel e Richard hanno vinto il terzo posto nella divisione robotica e macchine intelligenti e hanno condiviso un premio di 1.000 dollari. Hanno anche ricevuto una menzione d'onore dall'Associazione per il progresso dell'intelligenza artificiale. Questo premio garantisce l'iscrizione degli adolescenti alla società.