Malarian torjumiseksi tutkijat elvyttävät tutkimusalaa, joka liittyy sekä biologiaan että musiikkiin. Puhumme siipien läppien taajuudesta. Mihin tällainen näennäisesti yhteensopimattomien alojen yhteenotto voisi johtaa? Ja miksi ihmisten pitäisi kuunnella hyönteisiä?
Lidar-menetelmä
Tätä varten on tarkoitus käyttää lidar-menetelmää. Sen ydin on luoda lasersäteily kahden kohteen välille. Kun hyönteiset lentävät lasersäteen läpi, niiden valo heijastuu takaisin kaukoputkiin, mikä luo tietoa, jonka tutkijat toivovat tunnistavan eri lajit. Aikana, jolloin hyönteiset tuhoavat satoja, jotka voivat ruokkia useiden maiden populaatioita, ja muilla hyönteisillä on sairauksia, jotka tappavat satoja tuhansia ihmisiä vuosittain, tällä säteily- ja linssijärjestelmällä voidaan parantaa miljoonien ihmisten elämää.
Taajuusominaisuudet
Tietenkin laserit ovat tärkeä huipputeknologia, jota käytetään lidar-menetelmässä, mutta sen ytimessä on tyylikäs ja vuosisatoja vanha entomologian periaate. Lähes kaikilla lentävillä hyönteisillä koista hyttysiin on oma ainutlaatuinen läpän taajuus. Yhden hyttyslajin naaras räpyttää siipensä taajuudella 350 hertsiä, kun taas toisen lajin naaraspuolinen siipiläppä on 550 hertsiä. Tämän eron vuoksi hyönteisen siiven läppä on analoginen ihmisen sormenjäljen kanssa. Viime vuosina hyönteisten siipien lyöntitiheyden tutkimisen tieteellinen ala on meneillään renessanssin aikana, erityisesti ihmisten terveyden alalla.
Mainosvideo:
Koukun tekniikka
Kauan ennen lasereiden ja tietokoneiden tuloa siipien läpät ajateltiin kuulo- (tai jopa musiikillisessa) mielessä. Huomaavainen kuuntelija voisi sovittaa tietyn hyönteisen surinan pianon nuottiin. Luonnonfilosofi Robert Hook teki juuri tämän 1600-luvulla. Hän pystyi kertomaan, kuinka monta siipisykettä tietty hyönteinen tekee vertaamalla sen ääntä tietyn nuotin ääniin. Mutta se tosiasia, että Hook luotti yksinomaan omaan kuuloonsa, aiheutti ylitsepääsemättömiä vaikeuksia siirtää tietojaan muille ihmisille. Tietoa levitettiin yleensä tieteellisten sanomalehtien, eri lajien edustajien kirjeiden ja piirustusten kautta, joten entomologit luottivat enemmän näkemään kuin kuuloon. Pitkän ajan tällä tieteellisellä alalla oli hyvin, hyvin kapea keskittyminen.
Uusi kiinnostus
1900-luvulla tiedemiehet alkoivat kuitenkin kiinnostaa tätä aluetta uudestaan, koska pääsiipi siipien taajuuden määrittämiseksi tuli näkyväksi. Se oli kronografinen menetelmä, jonka ansiosta luotiin sarja valokuvia suurella kuvataajuudella. Tällä menetelmällä oli kuitenkin rajoituksia, joten monet tutkijat uskoivat, että Hookin menetelmä oli edelleen paras. Heidän joukossaan oli suomalainen entomologi Olavi Sotavalta, joka oli lahjakas täydelliselle kuulolle. Täydellisen kuulon omaavana säveltäjänä, joka pystyi transkriboimaan musiikkikappaleen korvalla, Sotavalta pystyi määrittämään hyttynen siipien tarkan sävyn ilman tarvetta pianolle.
Moderni menetelmä
Lidar-menetelmää käyttävien korkean tekniikoiden ansiosta voit tallentaa jopa neljä tuhatta kuvaa sekunnissa. Myöhemmin tutkijat käyttävät erityistä algoritmia, joka määrittää siipien räpyttämisen näissä kehyksissä, laskemalla niiden taajuuden ja siten määrittämällä hyönteisen "sormenjäljen". Toisin sanoen tällä menetelmällä saavutetaan se, mitä Sotavalta pystyi saavuttamaan täydellisellä kuulollaan, mutta nyt nämä tiedot voidaan käsitellä ja välittää muille tutkijoille.
Kokeile ongelmia
Luonnollisesti tähän kokeiluun liittyy useita ongelmia. Esimerkiksi kun alueella, jolla se pidettiin, ihmiset alkoivat valmistaa ruokaa, ilmassa oli savua, joka ei sallinut hyönteisten riittävää arviointia, eivätkä hyönteiset itse käyttäytyneet tavalliseen tapaan. Tutkijat ovat kuitenkin tavalla tai toisella saaneet melko selkeitä tuloksia. Mutta yksi asia on nähdä hyönteisen lento laitteen käyrästä, ja on aivan toinen kertoa tietokoneelle "Ole hyvä, määritä minulle sopiva taajuus". Toisin kuin Sotavalta, joka tarkkaili yksittäisiä yksittäisiä hyönteisiä, tämän kokeen tutkijat saivat tietoja tuhansista hyönteisistä, ja samalla he yrittivät analysoida kaikkia näitä tietoja samanaikaisesti. Tutkijat käyttivät noin kaksitoista tuhatta dollaria ensimmäiseen kokeeseensa lidar-menetelmällä. Onko todella syytä käyttää tällaisia rahamääriä? Eikö olisi ollut parempi käyttää niitä muihin tarpeisiin? Kuten tulokset osoittavat, kokeilu ei ollut merkityksetön tai hyödytön, se osoittautui enemmän kuin onnistuneeksi, vaikka yhä enemmän vaikeuksia ilmeni ennen tutkijoita uudestaan ja uudestaan. Nyt he voivat esimerkiksi tunnistaa hyttysten siipien taajuuden, joka kantaa malarian kauhistuttavaa ja usein kuolemaan johtavaa tautia.
Miksi sitä tarvitaan?
Malaria on yksi selkeimpiä esimerkkejä siitä, miten hyönteiset voivat uhata ihmisten terveyttä. Hyönteiset voivat kuitenkin vahingoittaa ihmisiä monin tavoin. Hyönteiset ovat mikrobisairauksien kantajia. Niillä on myös erittäin vakava vaikutus maatalouteen. Yhdistyneiden Kansakuntien elintarvike- ja maatalousjärjestön mukaan hyönteiset tappavat noin viidenneksen maan sadosta. Toisin sanoen, jos viljelijöillä olisi parempia tapoja hallita heinäsirkkoja ja erilaisia kovakuoriaisia, he voisivat ruokkia satoja miljoonia enemmän. Torjunta-aineet vähentävät hyönteisten aiheuttamia vahinkoja, mutta jos niitä käytetään valikoimattomasti, kuten usein tehdään, ne voivat myös vahingoittaa sekä ihmisiä että hyödyllisiä hyönteisiä. Esimerkiksi,Ihmiset luottavat voimakkaasti mehiläisiin, koit ja perhosiin pölyttäjinä, mutta vuonna 2016 tehdyssä tutkimuksessa todettiin, että noin 40 prosenttia selkärangattomista pölyttäjistä on uhanalaisia. Ihmisten on etsittävä parempia tapoja tunnistaa lajit tämän hyönteisten kanssa. Yksinkertaisesti sanottuna ihmisten on opittava tunnistamaan, mitkä viat vahingoittavat heitä ja mitkä ovat hyödyllisiä.
Mitä seuraavaksi?
Hyönteisten siipien lyöntitaajuuden tutkimus on muuttunut paljon Olavi Sotavaltan aikaan, joka käytti täydellistä kuuloaan tunnistamaan hyönteiset heidän tekemänsä äänen perusteella. Tämä huippututkimus on kuitenkin monin tavoin samanlainen kuin suomalainen entomologi. Kuten Sotavalta, nykytutkijat yrittävät yhdistää useita tieteenaloja kerralla, tässä tapauksessa fysiikkaa ja biologiaa, lidaria ja entomologiaa oppiakseen määrittämään sekvenssit luonnossa. Heillä on kuitenkin vielä paljon työtä edessä. Tulevassa tieteellisessä työssä, jonka tutkijat aikovat julkaista, he yrittävät yhdistää pisteet valon, laserin ja hyönteisten välillä. Sitten he yrittävät osoittaa, että hyönteisten siipien läppätutkimus voi auttaa ihmisiä hallitsemaan malariaa ja muita sairauksia sekä torjumaan hyönteisiä.jotka tuhoavat satoja. Tämä ei ole työ useita kuukausia. Tämä on projekti, joka voi kestää useita vuosia. Tavoitteet ovat kuitenkin enemmän kuin jaloja, ja ensimmäiset tulokset on jo saatu, joten tutkijat tietävät, mihin suuntaan edetä maksimaalisen vaikutuksen saavuttamiseksi.
Marina Ilyushenko