この優しいドローンは揺れる木の枝からDNAを集めます

森林の生物多様性を理解することは、森林の保全や再生にとって不可欠です。動物が残した「外部DNA」を収集することは、実際にその動物を見つけたり、その場に居合わせたりすることなく、そこに生息する生物を知るための優れた方法です。そして、スイスの研究者たちが開発したこのドローンは、樹木の枝からのサンプル採取をより安全かつ容易にします。

外部DNAは、死んだ皮膚や羽毛、排泄物、体液など、様々な形で存在し、土壌、水中、あるいは岩や木の枝などの表面に存在します。基本的に、動物が生息するあらゆる場所に痕跡を残しており、私たちはそれを検出することができます。最近まで、この種のDNA増幅と分析は複雑すぎたり高価すぎたりしていましたが、それを行うためのツールははるかに安価で使いやすくなりました。

しかし、DNAの採取という問題は依然として残っています。生物学者は土壌や水のサンプルを採取したり、木の側面を削ったりすることはできますが、鳥類、小型哺乳類、昆虫が一生を過ごす高い枝には、特別な装備がなければ近づくことができません。林床に十分なグアノがないため、木登りチームを雇うために2万ドルの追加費用が必要だと、部署長に伝えてみてください。

ETHチューリッヒの冒険心あふれるロボット工学者たちは、地上から簡単に木の枝から外部DNAを採取できる巧妙な方法を考案しました。Science Robotics誌に掲載された論文では、ドローンを使った解決策が提案されています。高い枝まで飛行し、枝やロボット自身を傷つけることなくサンプルを採取できる空中ロボットです。

このドローンは、美しく細工された木製のフレームとプラスチック製のシールドを備え、下面には粘着テープか「湿らせた綿」の細片が取り付けられており、モダニズム建築の照明器具のような外観をしています。概ね好ましい位置に誘導された後、サンプル採取対象の枝の上空にホバリングし、枝の揺れや跳ね返りなどの動きをモニターしながら、接近を同期させます。接触すると、遊離したeDNA物質が細片に付着するのに十分な圧力をかけますが、枝を押しのけるほどではありません。つまり、ドローンは木に寄りかかるような状態です。

研究所周辺の樹木園（大学のすぐ近くの森林については、学部生の心理学について多くの知識があるのと同様に、私たちはよく知っています）でドローンを使った最初の調査を行い、チームは数十種の植物や動物（そして微生物）を特定することができました。雨が降る前の方が降った後よりも多くの生物を収集できたことは、この手法が最近の存在を捉えていることを示唆しており、これはプロジェクトのニーズによっては役立つ場合もあれば、制約となる場合もあります。

研究チームは今後もドローンの改良を続け、ドローンをもっと木々の奥や高いところに飛ばしたり、さまざまな状況で機能するように収集技術を調整したりする予定です。