For å bekjempe malaria, vitaliserer forskere et forskningsområde som er både biologisk og musikkrelatert. Vi snakker om hyppigheten av vingeklaffene. Hva kan et slikt sammenstøt med tilsynelatende inkompatible disipliner føre til? Og hvorfor skulle folk lytte til insekter?
Lidar-metoden
For dette er det planlagt å bruke lidarmetoden. Essensen er å skape laserstråling mellom to objekter. Når insekter flyr gjennom en laserstråle, vil lys fra dem reflekteres tilbake i teleskoper, og skaper data som forskere håper å gjenkjenne forskjellige arter. I en tid da insekter ødelegger avlinger som kan mate befolkningen i flere land, og andre insekter bærer sykdommer som dreper hundretusenvis av mennesker hvert år, har dette systemet med stråler og linser potensial til å forbedre kvaliteten på millioner av liv.
Frekvensfunksjoner
Selvfølgelig er lasere en viktig moderne teknologi som brukes i lidarmetoden, men i sitt hjerte er det elegante og hundre år gamle prinsippet for entomologi. Nesten alle typer flygende insekter, fra møll til mygg, har sin egen unike vingeslagfrekvens. Hunnen av en myggart klaffer vingene på 350 hertz, mens hunnen av en annen art har en vingeklaff på 550 hertz. På grunn av denne forskjellen er klaffen til et insektfløy analog med et menneskelig fingeravtrykk. Og de siste årene har det vitenskapelige feltet å studere hyppigheten av vingeslag av insekter gått gjennom renessansen, spesielt innen menneskers helse.
Kampanjevideo:
Hooks teknikk
Lenge før fremkomsten av lasere og datamaskiner ble det tenkt på vingeklaffer i hørbar (eller til og med musikalsk) forstand. En oppmerksom lytter kunne matche summingen av et bestemt insekt med en tone på pianoet. Dette er akkurat hva naturfilosofen Robert Hook gjorde på 1600-tallet. Han kunne fortelle hvor mange vingeslag et bestemt insekt gjør ved å sammenligne lyden med lyden av en bestemt tone. Men det at Hook bare stolte på sin egen hørsel skapte uoverstigelige vanskeligheter med å overføre kunnskapen til andre mennesker. Kunnskap ble vanligvis spredt gjennom vitenskapelige aviser, brev og tegninger av representanter for forskjellige arter, så entomologer stolte mer på synet enn på å høre. I en lang periode hadde dette vitenskapelige feltet et veldig, veldig smalt fokus.
Fornyet interesse
I det tjuende århundre begynte forskerne imidlertid å interessere seg for dette området, siden den viktigste måten å bestemme hyppigheten av vingeslag ble visuell på. Det var den kronografiske metoden, takket være at det ble opprettet en serie bilder med høy bildefrekvens. Imidlertid hadde denne metoden sine begrensninger, så mange forskere mente at Hooks metode fremdeles var den beste. Blant dem var Olavi Sotavalta, en finsk entomolog som var begavet med perfekt hørsel. Som en komponist med perfekt hørsel, som var i stand til å transkribere et musikkstykke etter øret, var Sotavalta i stand til å bestemme den eksakte tonen til en myggs vinger uten behov for et piano.
Moderne metode
Nå, takket være høy teknologi som bruker lidarmetoden, kan du ta opp til fire tusen bilder per sekund. Senere bruker forskere en spesiell algoritme som bestemmer klaffen av vingene på disse rammene, beregner deres frekvens og derved bestemmer insektets "fingeravtrykk". Med andre ord oppnår denne metoden det Sotavalta klarte å oppnå med sin perfekte hørsel, men nå kan disse dataene behandles og overføres til andre forskere.
Eksperimentproblemer
Naturligvis er det forskjellige problemer knyttet til dette eksperimentet. For eksempel, når folk i området der det ble holdt, begynte å lage mat, det var røyk i luften, som ikke tillot tilstrekkelig vurdering av insekter, og insektene oppførte seg ikke som vanlig. Men på en eller annen måte har forskere fått ganske klare resultater. Men det er en ting å se et insekts fly på grafen til apparatet, og det er en helt annen å si til datamaskinen "Vær så snill, bestem riktig frekvens for meg." I motsetning til Sotavalta, som var opptatt av å observere individuelle enkeltinsekter, mottok forskere i dette eksperimentet data om tusenvis av insekter, og samtidig prøvde de å analysere alle disse dataene samtidig. Forskere brukte omtrent tolv tusen dollar på sitt første eksperiment ved hjelp av lidarmetoden. Er det virkelig verdt å bruke slike mengder penger? Hadde det ikke vært bedre å bruke dem til andre behov? Som resultatene viser, var ikke eksperimentet meningsløst eller ubrukelig, det viste seg å være mer enn vellykket, selv om det oppsto flere og flere vanskeligheter før forskere om og om igjen. Nå kan de for eksempel gjenkjenne hyppigheten av vingene til mygg som bærer den forferdelige og ofte dødelige sykdommen malaria.
Hvorfor er dette nødvendig?
Malaria er et av de klareste eksemplene på hvordan insekter kan true menneskers helse. Imidlertid er det mange flere måter insekter kan skade mennesker. Insekter er bærere av mikrobielle sykdommer. De har også en veldig alvorlig innvirkning på landbruket. I følge FNs mat- og jordbruksorganisasjon dreper insekter omtrent en femtedel av jordens høst. Med andre ord, hvis bønder hadde bedre måter å kontrollere gresshopper og forskjellige biller på, kunne de mate hundrevis av millioner mer. Bekjempelsesmidler reduserer skadene som blir gjort av insekter, men hvis de brukes uforskammet, som ofte gjøres, kan de også skade både mennesker og gunstige insekter. For eksempel,Mennesker stoler sterkt på bier, møll og sommerfugler som pollinatorer, men en studie fra 2016 fant at om lag 40 prosent av arter av hvirvelløse pollinatorer er truet. Det er på grunn av dette forholdet til insekter at mennesker trenger å lete etter bedre måter å identifisere arter på. Enkelt sagt, mennesker trenger å lære å identifisere hvilke insekter som skader dem og hvilke som er fordelaktige.
Hva blir det neste?
Studien av insektsvingefrekvens har endret seg dramatisk siden Olavi Sotavaltas tid, som brukte sin perfekte hørsel til å identifisere insekter etter lyden de lager. På mange måter er imidlertid denne banebrytende studien lik den finske entomologen gjorde. I likhet med Sotavalta prøver moderne forskere å kombinere flere disipliner samtidig, i dette tilfellet fysikk og biologi, lidar og entomologi, for å lære å bestemme sekvensene i naturen. Imidlertid har de fortsatt mye arbeid fremover. I et kommende vitenskapelig arbeid, som forskere skal publisere, vil de prøve å koble prikkene mellom lys, laser og insekter. De vil deretter prøve å demonstrere at insektfløyforskning kan hjelpe mennesker med å kontrollere malaria og andre sykdommer, samt bekjempe insekter.som ødelegger avlingene. Dette er ikke en jobb på flere måneder. Dette er et prosjekt som kan ta flere år. Imidlertid er målene mer enn edle, og de første resultatene er allerede oppnådd, så forskere vet i hvilken retning de skal bevege seg for å oppnå maksimal effekt.
Marina Ilyushenko
