За борба с маларията учените съживяват област на изследвания, свързана както с биологията, така и с музиката. Говорим за честотата на крилата на крилата. До какво може да доведе такъв сблъсък на пръв поглед несъвместими дисциплини? И защо хората трябва да слушат насекоми?
Метод на Лидар
За това се планира да се използва методът lidar. Същността му е да създаде лазерно лъчение между два обекта. Когато насекомите летят през лазерен лъч, светлината от тях ще се отразява обратно в телескопи, създавайки данни, които учените се надяват да разпознаят различни видове. Във време, когато насекомите унищожават култури, които могат да изхранват популациите на няколко държави, а други насекоми носят болести, които убиват стотици хиляди хора всяка година, тази система от лъчи и лещи има потенциала да подобри качеството на милиони животи.
Честотни характеристики
Разбира се, лазерите са важна съвременна технология, използвана в метода lidar, но в основата му стои елегантният и вековен принцип на ентомологията. Почти всеки тип летящо насекомо, от молци до комари, има своя собствена уникална честота на клапи. Женската от един вид комари маха с крила с честота 350 херца, докато женската от друг вид има честота на биене на крилата от 550 херца. Поради тази разлика, капакът на крилото на насекомото е аналогичен на човешкия пръстов отпечатък. И през последните години научната област на изучаване на честотата на ударите на крилата на насекомите преминава през Ренесанса, особено в областта на човешкото здраве.
Промоционално видео:
Техника на куката
Много преди появата на лазери и компютри, крилата на крилата се смятаха в слухов (или дори музикален) смисъл. Внимателният слушател може да съпостави бръмченето на определено насекомо с нота на пианото. Точно това е направил натурфилософът Робърт Хук през 17 век. Той можеше да разбере колко удара на крилото прави определено насекомо, като сравнява звука му със звука на определена нота. Но фактът, че Хук разчиташе единствено на собствения си слух, създаваше непреодолими трудности при предаването на знанията си на други хора. Обикновено знанията се разпространяваха чрез научни вестници, писма и рисунки на представители на различни видове, така че ентомолозите разчитаха повече на зрението си, отколкото на слуха. За дълъг период от време тази научна област имаше много, много тесен фокус.
Подновен интерес
Въпреки това, през ХХ век учените започват да проявяват нов интерес към тази област, тъй като основният начин за определяне на честотата на ударите на крилата става визуален. Това беше хронографският метод, благодарение на който бяха създадени поредица от снимки с висока честота на кадрите. Този метод обаче имаше своите ограничения, така че много изследователи вярваха, че методът на Хук все още е най-добрият. Сред тях беше Олави Сотавалта, финландски ентомолог, който беше надарен с перфектен слух. Като композитор с перфектен слух, способен да транскрибира музикално произведение на слух, Сотавалта успя да определи точния тон на крилата на комара, без да е необходимо пиано.
Съвременен метод
Сега, благодарение на високите технологии, използващи метода lidar, можете да записвате до четири хиляди кадъра в секунда. По-късно учените използват специален алгоритъм, който определя пляскането на крилата върху тези рамки, като изчислява тяхната честота и по този начин определя „пръстовия отпечатък“на насекомото. С други думи, този метод постига това, което Сотавалта успя да постигне с перфектния си слух, но сега тези данни могат да бъдат обработени и предадени на други учени.
Експериментални проблеми
Естествено, има различни проблеми, свързани с този експеримент. Например, когато в района, където се провежда, хората започват да готвят храна, във въздуха има дим, което не позволява адекватна оценка на насекомите, а самите насекоми не се държат както обикновено. По един или друг начин обаче учените са получили доста ясни резултати. Но едно е да видиш полета на насекомо на графиката на апарата, а съвсем друго е да кажеш на компютъра „Моля, определи подходящата честота за мен“. За разлика от Сотавалта, който се занимавал с наблюдение на отделни единични насекоми, учените в този експеримент получавали данни за хиляди насекоми и в същото време се опитвали да анализират всички тези данни едновременно. Учените похарчиха около дванадесет хиляди долара за първия си експеримент по метода на лидар. Наистина ли си струва да похарчите такива суми пари? Не би ли било по-добре да ги използваме за други нужди? Както показват резултатите, експериментът не е безсмислен или безполезен, той се оказва повече от успешен, въпреки че все повече и повече трудности възникват пред учените отново и отново. Сега те могат например да разпознаят честотата на крилата на комарите, които носят ужасяващата и често фатална болест на маларията.
Защо е необходимо това?
Маларията е един от най-ярките примери за това как насекомите могат да застрашат човешкото здраве. Има обаче много повече начини насекомите да навредят на хората. Насекомите са носители на микробни заболявания. Те също имат много сериозно въздействие върху селското стопанство. Според Организацията за прехрана и земеделие на ООН насекомите убиват около една пета от реколтата на Земята. С други думи, ако фермерите имаха по-добри начини за борба с скакалци и различни бръмбари, те биха могли да нахранят стотици милиони повече. Пестицидите намаляват щетите, причинени от насекоми, но ако се използват безразборно, както често се прави, те също могат да навредят както на хората, така и на полезните насекоми. Например,Хората разчитат много на пчели, молци и пеперуди като опрашители, но проучване от 2016 г. установи, че около 40% от видовете безгръбначни опрашители са застрашени. Именно поради тази връзка с насекомите хората трябва да търсят по-добри начини за идентифициране на видовете. Просто казано, хората трябва да се научат да идентифицират кои бъгове им вредят и кои са полезни.
Какво следва?
Изследването на честотата на биене на крилата на насекомите се е променило драстично от времето на Олави Сотавалта, който използва перфектния си слух, за да идентифицира насекомите по звука, който издават. В много отношения обаче това съвременно проучване е подобно на това, което правеше финландският ентомолог. Подобно на Сотавалта, съвременните учени се опитват да комбинират няколко дисциплини наведнъж, в случая физика и биология, лидар и ентомология, за да се научат как да определят последователностите в природата. Предстои им обаче още много работа. В предстояща научна работа, която учените ще публикуват, те ще се опитат да свържат точките между светлината, лазера и насекомите. След това те ще се опитат да докажат, че изследването на крилата на насекомите може да помогне на хората да контролират маларията и други заболявания, както и да се борят с насекомите.които унищожават посевите. Това не е работа от няколко месеца. Това е проект, който може да отнеме няколко години. Целите обаче са повече от благородни и първите резултати вече са получени, така че учените знаят в коя посока да се движат, за да постигнат максимален ефект.
Марина Илюшенко
