A malária leküzdése érdekében a tudósok újjáélesztik a biológia és a zene területét egyaránt. A szárnycsapások gyakoriságáról beszélünk. Mihez vezethet a látszólag összeegyeztethetetlen tudományágak ilyen ütközése? És miért kellene az embereknek rovarokat hallgatniuk?
Lidar módszer
Ehhez a lidar módszer alkalmazását tervezik. Lényege, hogy két tárgy között lézersugárzást hozzon létre. Amikor a rovarok egy lézersugáron repülnek, a tőlük érkező fény visszaverődik a távcsövekbe, és olyan adatokat hoz létre, amelyek a tudósok reményei szerint felismerik a különböző fajokat. Abban az időben, amikor a rovarok elpusztítják a több ország lakosságát tápláló növényeket, és más rovarok olyan betegségeket hordoznak, amelyek évente több százezer embert ölnek meg, ez a sugár- és lencserendszer életmilliók minőségének javítását teheti lehetővé.
Frekvencia jellemzők
Természetesen a lézerek fontos csúcstechnológiát alkalmaznak a lidar módszerben, de a szíve az entomológia elegáns és évszázados elve. A repülő rovarok szinte minden típusának, a lepkéktől a szúnyogokig, megvan a maga egyedi szárnyverési gyakorisága. Az egyik szúnyogfajta nősténye szárnyát csapkodja 350 hertz sebességgel, míg egy másik faj nőstényének szárnycsapja 550 hertz. E különbség miatt a rovar szárnyának csapkodása analóg az emberi ujjlenyomattal. Az utóbbi években a rovarok szárnyverésének gyakoriságának tanulmányozása a tudományos reneszánszon megy keresztül, különösen az emberi egészség területén.
Promóciós videó:
Hook technikája
Már jóval a lézerek és a számítógépek megjelenése előtt a szárnycsappantásokat hallási (vagy akár zenei) értelemben gondolták. A figyelmes hallgató egy adott rovar zümmögését össze tudja hangolni a zongora hangjával. Robert Hook természetfilozófus pontosan ezt tette a 17. században. Meg tudta mondani, hogy egy adott rovar hány szárnyat ver, összehasonlítva annak hangját egy adott hang hangjával. De az a tény, hogy Hook kizárólag a saját hallására támaszkodott, leküzdhetetlen nehézségeket okozott tudásának más emberek felé történő átadásában. Az ismereteket általában tudományos újságok, különféle fajok képviselőinek levelei és rajzai útján terjesztették, ezért az entomológusok inkább a látásukra, mint a hallásukra támaszkodtak. Hosszú ideig ez a tudományos terület nagyon-nagyon szűk körű volt.
Megújult érdeklődés
A huszadik században azonban a tudósok új érdeklődést kezdtek mutatni ezen a területen, mivel a szárnyverések gyakoriságának meghatározásának fő módja láthatóvá vált. Ez volt a kronográfiai módszer, amelynek köszönhetően nagy képkockasebességű fotósorozat jött létre. Ennek a módszernek azonban megvoltak a korlátai, ezért sok kutató úgy vélte, hogy Hook módszere mégis a legjobb. Köztük volt Olavi Sotavalta, a finn entomológus, aki tökéletes hallással volt tehetséges. Tökéletes hallással rendelkező zeneszerzőként, aki képes egy zenemű fül általi átírására, Sotavalta zongora nélkül tudta meghatározni a szúnyog szárnyainak pontos hangszínét.
Modern módszer
A lidar módszert alkalmazó csúcstechnológiáknak köszönhetően másodpercenként akár négyezer képet is rögzíthet. Később a tudósok egy speciális algoritmust alkalmaznak, amely meghatározza ezeken a kereteken a szárnyak csapkodását, kiszámítja azok frekvenciáját és ezáltal meghatározza a rovar "ujjlenyomatát". Más szavakkal, ez a módszer eléri azt, amit Sotavalta tökéletes hallásával el tudott érni, de most ezeket az adatokat fel lehet dolgozni és továbbadni más tudósoknak.
Kísérleti problémák
Természetesen ehhez a kísérlethez különféle problémák kapcsolódnak. Például amikor a helyszínen az emberek elkezdtek ételt főzni, füst volt a levegőben, ami nem tette lehetővé a rovarok megfelelő értékelését, és maguk a rovarok sem viselkedtek a megszokott módon. A tudósok azonban így vagy úgy, meglehetősen egyértelmű eredményeket kaptak. De egy dolog egy rovar repülését látni a készülék grafikonján, és egészen más dolog azt mondani a számítógépnek, hogy "kérem, határozza meg nekem a megfelelő frekvenciát". Az egyes rovarokat megfigyelő Sotavaltával ellentétben ebben a kísérletben a tudósok rovarok ezreiről kaptak adatokat, és egyúttal megpróbálták elemezni ezeket az adatokat. A tudósok mintegy tizenkétezer dollárt költöttek első kísérletükre, a lidar módszer alkalmazásával. Tényleg érdemes ilyen összegeket költeni? Nem lett volna jobb más igényekre felhasználni őket? Amint az eredmények azt mutatják, a kísérlet nem volt értelmetlen vagy haszontalan, több mint sikeresnek bizonyult, bár egyre több nehézség merült fel a tudósok előtt újra és újra. Most például felismerhetik a szúnyogok szárnyainak gyakoriságát, amelyek a malária borzalmas és gyakran halálos betegségét hordozzák.
Miért van erre szükség?
A malária az egyik legtisztább példa arra, hogy a rovarok hogyan veszélyeztethetik az emberi egészséget. A rovarok azonban sokkal többféleképpen károsíthatják az embereket. A rovarok a mikrobiális betegségek hordozói. A mezőgazdaságra is nagyon komoly hatással vannak. Az ENSZ Élelmezési és Mezőgazdasági Szervezete szerint a rovarok megölik a Föld betakarításának körülbelül egyötödét. Más szavakkal, ha a gazdáknak jobb módszereik lennének a sáskák és a különféle bogarak elleni védekezésre, akkor több százmilliót tudnának táplálni. A peszticidek csökkentik a rovarok által okozott károk mértékét, de ha válogatás nélkül használják őket, amint ez gyakran megtörténik, károsíthatják az embereket és a hasznos rovarokat is. Például,Az emberek nagy mértékben támaszkodnak a méhekre, a lepkékre és a lepkékre, mint beporzók, de egy 2016-os tanulmány szerint a gerinctelen beporzó fajok mintegy 40 százaléka veszélyeztetett. A rovarokkal való kapcsolat miatt az embereknek jobb módszereket kell keresniük a fajok azonosítására. Egyszerűen fogalmazva: az embereknek meg kell tanulniuk azonosítani, hogy mely hibák okozzák őket, és melyek előnyösek.
Mi a következő lépés?
A rovarok szárnyverés frekvenciájának vizsgálata sokat változott Olavi Sotavalta ideje óta, aki tökéletes hallását használva azonosította a rovarokat az általuk kibocsátott hang alapján. Sok szempontból azonban ez az élvonalbeli tanulmány hasonló ahhoz, amit a finn entomológus végzett. A Sotavalta-hoz hasonlóan a modern tudósok is megpróbálnak egyszerre több tudományterületet, ebben az esetben a fizikát és a biológiát, a lidárt és az entomológiát egyesíteni, hogy megtanulják, hogyan lehet meghatározni a természetben lévő szekvenciákat. Azonban még sok munka vár rájuk. Egy közelgő tudományos munkában, amelyet a tudósok publikálni fognak, megpróbálják összekapcsolni a fény, a lézer és a rovarok közötti pontokat. Ezután megpróbálják bemutatni, hogy a rovarok szárnycsappantásának kutatásai segíthetik az embereket a malária és más betegségek leküzdésében, valamint a rovarok elleni küzdelemben.amelyek elpusztítják a növényeket. Ez nem több hónapon át tartó munka. Ez egy olyan projekt, amely több évig is eltarthat. A célok azonban nem csak nemesek, és az első eredményeket már elérték, így a tudósok tudják, melyik irányba kell haladniuk a maximális hatás elérése érdekében.
Marina Ilyushenko