The Economist - USA (2022-06-11)

(Antfer) #1

80 Science & technology  The Economist June 11th 2022


Agriculturalentomology

Son, et lumière


I


nsectscausebillionsofdollarsofdam­
age  to  crops  every  year,  driving  farmers
to  apply  pesticides  on  an  industrial  scale,
at  huge  expense  and  often  with  unwel­
come  ecological  side­effects.  They  take
this  carpet­bombing  approach  because
they  lack  information  about  where  and
when  it  is  best  to  hit  pests,  and  nobody
wants  to  use  too  little  pesticide  and  thus
risk  losing  crops.  Technologists  at  Farm­
Sense, a firm in Riverside, California, hope
to change that. 
The  established  approach  to  detecting
insect pests, moths in particular, is to em­
ploy pheromone­baited sticky traps. Pher­
omones are chemicals which animals use
to communicate—and especially to attract
members of the opposite sex. An appropri­
ately  baited  sticky  trap  gives  a  fair  idea  of
the number and type of pests around, but
not  with  sufficient  detail  for  the  precise
application of pest control measures. Such
traps  have,  however,  changed  little  in  de­
cades,  except  that  some  now  come  with  a
digital camera which transmits a daily pic­
ture of the trapped insects. FarmSense’s re­
searchers reckon they can do better.
The  company’s  device,  FlightSensor,
has been in full­scale tests on farms since
2020  and  is  about  to  be  made  generally
available. It does not trap insects. Rather, it
scans them with a laser as they fly by. The
developers’  insight  was  that  the  shadows
of  passing  wings  produce  the  same  oscil­
lating signal as the sound of the wing beats
recorded  by  a  microphone.  This  approach
is  similar  to  bouncing  a  laser  beam  off  a
glass window to detect the vibrations of a
conversation  in  the  room  beyond,  a  tech­
nique employed in espionage for decades. 
FlightSensor’s technology builds on the
work of Eamonn Keogh, one of FarmSens­
e’s founders, who is also a professor at the
University  of  California’s  Riverside  cam­
pus.  Dr  Keogh  helped  pioneer  the  field  of
“computational  entomology”,  in  which
special algorithms receive data from scan­
ners  and  learn  to  determine  the  sex  and
species  of  passing  critters.  FarmSense
claims to have more digital data on insects
than the rest of the world combined. 
For  the  first  tranche  of  targets  the  re­
sults  are  impressive.  Navel  orangeworm
moths, in particular, are a common pest of
almond  and  pistachio  trees—both  impor­
tant  to  Californian  agriculture.  FlightSen­
sor can identify them accurately more than
99% of the time. And the algorithm is still

improving  its  capability,  and  adding  new
species as it gets more data. Sometimes it
can distinguish insects which, to a human
eye, look identical. 
FarmSense’s  optical  approach  works
better  than  microphones  for  recording
wing  beats  because  the  insects  under  in­
vestigation  are  quiet  and  the  sound  they
emit thus easily lost in background noise.
Bees and houseflies buzz about noisily. But
moths  and  the  trichogrammatid  wasps
that parasitise them (or, rather, their cater­
pillars),  and  are  therefore  of  almost  equal
interest  to  farmers,  are  all  but  inaudible.
They are easily detectable by laser, though.
And while sticky traps are at least an alter­
native for large moths, the FarmSense sen­
sor  picks  up  everything,  down  to  tricho­
grammatids a thousandth of the size of the
moths these wasps are interested in.
In  contrast  to  existing  traps,  which  re­
port only total numbers captured in a given
period, the new sensors record each insect
as it arrives, revealing diurnal and noctur­
nal patterns of activity. In one case, Farm­
Sense was able to show a farmer that navel
orangeworm moths appeared in her fields
only between three o’clock and five o’clock
in  the  morning.  So,  rather  than  spraying
disruptive  pheromones  throughout  the
hours of darkness, she is able to restrict the
puffing around of these chemicals to times
when moths are active, cutting the amount

of pheromone required by 80%. American
farmers spend hundreds of millions of dol­
lars  a  year  on  pest­reducing  pheromones,
so  reducing  their  use  in  this  way  should
bring useful savings. 
There  should  be  ecological  benefits  as
well. In particular, pesticides of all sorts of­
ten  have  side­effects  on  benign,  and  even
desirable  insects.  Using  a  more  targeted
approach  which  deployed  less  of  them
would reduce that problem. 
A further advantage of the new sensors
is  their  lack  of  need  for  maintenance.
Sticky  traps  eventually  stop  being  sticky,
because  of  a  build­up  of  either  dust  or  of
dead insects, so someone has to replace the
sticky  cards.  FlightSensors  will  function
for  months  at  a  time,  reducing  the  labour
and other associated costs. 
The  sensors  should  also  prove  useful
for  academic  entomologists.  Marta  Skow­
ron Volponi of the University of Gdansk, in
Poland, is employing them to look at bee­
mimicking  clearwing  moths.  They  may
help her discover how the insects manage
to  sound  like  bees  as  well  as  looking  like
them. Meanwhile, at the University of Cali­
fornia’s  campus  in  Davis,  Joanna  Chiu  is
using  them  to  study  the  daily  activity  of
Drosophila,  a  fruit  fly  that  is  one  of  the
workhorses  of  genetics.From  farm  to  lab,
then,  listening  toinsects  with  light  may
soon be all the rage.n

Technology used by spies is detecting
pesky moths

Afossilfeast
This is part of the oldest known mayfly swarm. It was collected, by a team led by
Zhang Qianqi of the Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, from a site near
Hezhou, in southern China, and is reported in the latest edition of Geology. Some 180m
years ago, during the early part of the Jurassic period, this site was a lake where may­
flies lived and swarmed to mate, as they do today, providing, as a side­effect, a feast
for local insectivores. These probably included small pterosaurs, but not birds, which
had not yet evolved. Insects rarely fossilise well in rock (though they do in amber), but
in this case exquisite anatomical details of the creatures are visible in the mudstone
that has solidified from the lake’s sediments.
Free download pdf