仰望树梢并不能帮助你发现栖息其中的微小生物。然而，这些微小的生物在叶子和树枝上留下了DNA痕迹。研究人员现在宣布在收集这些遗传信息方面取得了突破：一架配备独特织物探头的无人机。该团队在热带雨林上空操控他们的无人机，并利用探头收集的DNA，能够识别栖息在上层树冠中的各种无脊椎动物。
“为了鼓励人们保护自然，我们必须准确说明我们正在保护的内容——通过我们的方法，我们旨在深入了解树冠的居住者，”该研究的主要作者斯特芬·基希戈尔（Steffen Kirchgeorg）解释道。
无人机可以进入人类难以或不安全到达的区域，例如偏远或受保护的环境。因此，研究人员越来越多地使用这些空中设备拍摄图像、设置传感器，并从森林树冠中收集样本。为了识别生活在树木中的物种，他们收集留在叶片和树枝上的遗传物质。这种环境DNA（eDNA）可以源于粘液、粪便和脱落的皮肤细胞。然而，如果一架装有棉签用于仔细收集eDNA的无人机与树碰撞，可能会对无人机和植物造成损害。因此，基希戈尔与斯特法诺·敏切夫（Stefano Mintchev）及其团队希望创建一种采样机制，防止无人机与植被相撞。
他们工程设计了一种无人机采样系统，采用专业织物探头，旨在与叶子和树枝轻触以收集eDNA。当遥控飞行员激活无人机下方的滑轮系统时，探头可以在树冠中上下移动。该设置利用一个圆形的毛毡，类似于咖啡过滤器，并附有玻璃纤维条以提供结构支持。此外，系统中还安装了一个传感器，以防止探头的系绳缠绕在树枝上。如果检测到碰撞，系统会被编程为自动调整位置，然后再完成探头的投放或回收。
在初步测试中，研究人员在东南亚的一片热带雨林中部署了无人机，进行十次飞行，超出视野范围收集树木的遗传样本。每次飞行返回后，团队会卸下织物并从探头提取eDNA，然后将样本运送到实验室进行分析和物种识别。在收集的十个样本中，大多数识别出的生物是蛛形纲动物和昆虫。显著的物种包括长尾猕猴（一种猴子）、几种蚂蚁和白蚁，以及一种被称为虫瘿飞的苍蝇。这项研究为调查难以接触的生态系统中的生物多样性引入了一种新方法，科学家们认为这对于保护和恢复工作至关重要。
作者感谢瑞士国家科学基金会通过Eccellenza拨款和桥梁发现拨款的支持，感谢欧洲研究委员会作为欧盟“地平线2020”研究和创新计划的一部分，同时也感谢Rütli-Stiftung、ETH基金会、XPRIZE基金会和阿拉娜基金会的资助。
