For at bekæmpe malaria genopliver forskere et forskningsområde, der er både biologisk og musikrelateret. Vi taler om hyppigheden af vingeklapperne. Hvad kunne sådan et sammenstød med tilsyneladende uforenelige discipliner føre til? Og hvorfor skulle folk lytte til insekter?
Lidar metode
Til dette er det planlagt at bruge lidar-metoden. Dens essens er at skabe laserstråling mellem to objekter. Når insekter flyver gennem en laserstråle, reflekteres lys fra dem tilbage i teleskoper, hvilket skaber data, som forskere håber at genkende fra forskellige arter. På et tidspunkt, hvor insekter ødelægger afgrøder, der kan fodre befolkningen i flere lande, og andre insekter bærer sygdomme, der dræber hundreder af tusinder af mennesker hvert år, har dette system af stråler og linser potentialet til at forbedre kvaliteten af millioner af liv.
Frekvensfunktioner
Selvfølgelig er lasere en vigtig avanceret teknologi, der anvendes i lidar-metoden, men dens hjerte er det elegante og århundredgamle entomologiprincip. Næsten alle typer flyvende insekter, fra møll til myg, har sin egen unikke flapfrekvens. Hunnen af en myggeart klapper sine vinger med en frekvens på 350 hertz, mens hunnen af en anden art har en vingeslagrate på 550 hertz. På grund af denne forskel er klappen på et insekts vinge analog med et menneskeligt fingeraftryk. Og i de senere år gennemgår det videnskabelige felt for at studere hyppigheden af vingeslag af insekter renæssancen, især inden for menneskers sundhed.
Salgsfremmende video:
Hooks teknik
Længe før fremkomsten af lasere og computere blev der tænkt på vingeklapper i hørbar (eller endda musikalsk) forstand. En opmærksom lytter kunne matche brummen af et bestemt insekt til en tone på klaveret. Dette er præcis, hvad den naturlige filosof Robert Hook gjorde i det 17. århundrede. Han kunne fortælle, hvor mange vingeslag et bestemt insekt gør ved at sammenligne lyden med lyden af en bestemt tone. Men det faktum, at Hook udelukkende stod på sin egen hørelse, skabte uoverstigelige vanskeligheder med at overføre hans viden til andre mennesker. Viden blev normalt formidlet gennem videnskabelige aviser, breve og tegninger af repræsentanter for forskellige arter, så entomologer stolede mere på deres syn end på at høre. I en lang periode havde dette videnskabelige felt et meget, meget snævert fokus.
Fornyet interesse
Men i det tyvende århundrede begyndte forskere at interessere sig for dette område igen, da den vigtigste måde at bestemme hyppigheden af vingeslag blev visuel på. Det var den kronografiske metode, takket være hvilken der blev oprettet en serie fotografier med en høj billedhastighed. Denne metode havde imidlertid sine begrænsninger, så mange forskere mente, at Hooks metode stadig var den bedste. Blandt dem var Olavi Sotavalta, en finsk entomolog, der var begavet med perfekt hørelse. Som en komponist med perfekt hørelse, der var i stand til at transskribe et stykke musik efter øret, var Sotavalta i stand til at bestemme den nøjagtige tone af en mygs vinger uden behov for et klaver.
Moderne metode
Takket være høje teknologier ved hjælp af lidar-metoden kan du nu optage op til fire tusind billeder i sekundet. Senere bruger forskere en speciel algoritme, der bestemmer, at vingerne klapper på disse rammer, beregner deres frekvens og derved bestemmer insektets "fingeraftryk". Med andre ord opnår denne metode, hvad Sotavalta var i stand til at opnå med sin perfekte hørelse, men nu kan disse data behandles og overføres til andre forskere.
Eksperiment problemer
Naturligvis er der forskellige problemer forbundet med dette eksperiment. For eksempel, når folk i det område, hvor det blev afholdt, begyndte at lave mad, var der røg i luften, som ikke tillod tilstrækkelig vurdering af insekter, og insekterne opførte sig ikke som normalt. Men på en eller anden måde har forskere modtaget ret klare resultater. Men det er en ting at se flyvningen af et insekt på apparatets graf, og det er en helt anden ting at fortælle computeren "Bestem den passende frekvens for mig." I modsætning til Sotavalta, der observerede individuelle enkeltinsekter, modtog forskere i dette eksperiment data om tusinder af insekter, og på samme tid forsøgte de at analysere alle disse data på samme tid. Forskere brugte omkring tolv tusind dollars på deres første eksperiment ved hjælp af lidar-metoden. Er det virkelig værd at bruge sådanne beløb? Ville det ikke have været bedre at bruge dem til andre behov? Som resultaterne viser, var eksperimentet ikke meningsløst eller ubrugeligt, det viste sig at være mere end vellykket, selvom flere og flere vanskeligheder opstod før forskere igen og igen. Nu kan de for eksempel genkende hyppigheden af mygens vinger, der bærer den forfærdelige og ofte dødelige sygdom i malaria.
Hvorfor er det nødvendigt?
Malaria er et af de klareste eksempler på, hvordan insekter kan true menneskers sundhed. Der er dog mange flere måder, hvorpå insekter kan skade mennesker. Insekter er bærere af mikrobielle sygdomme. De har også en meget alvorlig indvirkning på landbruget. Ifølge FNs fødevare- og landbrugsorganisation dræber insekter omkring en femtedel af jordens høst. Med andre ord, hvis landmænd havde bedre måder at kontrollere græshopper og forskellige biller på, kunne de fodre hundreder af millioner mere. Pesticider reducerer mængden af skader, der er forårsaget af insekter, men hvis de anvendes forskelligt, som det ofte gøres, kan de også skade både mennesker og gavnlige insekter. For eksempel,Mennesker stoler stærkt på bier, møll og sommerfugle som bestøvere, men en undersøgelse fra 2016 viste, at omkring 40 procent af hvirvelløse bestøvningsarter er truet. Det er på grund af dette forhold til insekter, at mennesker har brug for at lede efter bedre måder at identificere arter på. Enkelt sagt skal mennesker lære at identificere, hvilke bugs der skader dem, og hvilke der er gavnlige.
Hvad er det næste?
Undersøgelsen af insektvingeslagfrekvensen har ændret sig meget siden Olavi Sotavaltas tid, der brugte sin perfekte hørelse til at identificere insekter ved den lyd, de afgiver. På mange måder svarer denne banebrydende undersøgelse imidlertid til, hvad den finske entomolog gjorde. Ligesom Sotavalta forsøger moderne forskere at kombinere flere discipliner på én gang, i dette tilfælde fysik og biologi, lidar og entomologi for at lære at bestemme sekvenserne i naturen. De har dog stadig meget arbejde fremad. I et kommende videnskabeligt arbejde, som forskere vil offentliggøre, vil de forsøge at forbinde prikkerne mellem lys, laser og insekter. De vil derefter forsøge at demonstrere, at insektfløjforskning kan hjælpe mennesker med at kontrollere malaria og andre sygdomme samt bekæmpe insekter.der ødelægger afgrøder. Dette er ikke et job i flere måneder. Dette er et projekt, der kan tage flere år. Men målene er mere end ædle, og de første resultater er allerede opnået, så forskere ved, i hvilken retning de skal bevæge sig for at opnå maksimal effekt.
Marina Ilyushenko