Pentru a combate malaria, oamenii de știință revitalizează un domeniu de cercetare care este atât legat de biologie, cât și de muzică. Vorbim despre frecvența clapelor aripilor. La ce ar putea duce o astfel de ciocnire de discipline aparent incompatibile? Și de ce ar trebui oamenii să asculte insectele?
Metoda lidar
Pentru aceasta, este planificată utilizarea metodei lidar. Esența sa este de a crea radiații laser între două obiecte. Când insectele zboară printr-un fascicul laser, lumina din ele va fi reflectată înapoi în telescoape, creând date pe care oamenii de știință speră să le recunoască diferite specii. Într-un moment în care insectele distrug culturile care pot alimenta populațiile din mai multe țări, iar alte insecte poartă boli care ucid sute de mii de oameni în fiecare an, acest sistem de raze și lentile are potențialul de a îmbunătăți calitatea a milioane de vieți.
Caracteristici de frecvență
Desigur, laserele sunt o importantă tehnologie de ultimă generație utilizată în metoda lidar, dar la baza ei se află principiul entomologiei elegant și vechi de secole. Aproape fiecare tip de insectă zburătoare, de la molii la țânțari, are propria sa frecvență unică de aripi. Femela unei specii de țânțari bate din aripi la o frecvență de 350 hertz, în timp ce femela unei alte specii are o viteză de aripi de 550 hertz. Din cauza acestei diferențe, clapeta aripii unei insecte este similară cu o amprentă umană. Și în ultimii ani, domeniul științific al studierii frecvenței bătăilor aripilor insectelor trece prin Renaștere, în special în domeniul sănătății umane.
Video promotional:
Tehnica lui Hook
Cu mult înainte de apariția laserelor și computerelor, clapele de aripi erau gândite în sens auditiv (sau chiar muzical). Un ascultător atent ar putea potrivi zumzetul unei anumite insecte cu o notă de pe pian. Exact asta a făcut filosoful natural Robert Hook în secolul al XVII-lea. El ar putea spune câte aripi bate o anumită insectă comparând sunetul acesteia cu sunetul unei anumite note. Dar faptul că Hook s-a bazat exclusiv pe propria audiere a creat dificultăți insurmontabile în transferul cunoștințelor sale către alți oameni. Cunoașterea a fost diseminată de obicei prin ziare științifice, scrisori și desene ale reprezentanților diferitelor specii, astfel încât entomologii s-au bazat mai mult pe vedere decât pe auz. Pentru o perioadă lungă de timp, acest domeniu științific s-a concentrat foarte, foarte îngust.
Interes reînnoit
Cu toate acestea, în secolul al XX-lea, oamenii de știință au început să se intereseze din nou în acest domeniu, deoarece principala modalitate de determinare a frecvenței bătăilor aripilor a devenit vizuală. A fost metoda cronografică, datorită căreia au fost create o serie de fotografii cu o rată mare de cadre. Cu toate acestea, această metodă a avut limitările sale, așa că mulți cercetători credeau că metoda lui Hook era încă cea mai bună. Printre aceștia se număra Olavi Sotavalta, un entomolog finlandez înzestrat cu o auzire perfectă. În calitate de compozitor cu auz perfect, capabil să transcrie o piesă muzicală după ureche, Sotavalta a reușit să determine tonul exact al aripilor unui țânțar fără a fi nevoie de un pian.
Metoda modernă
Acum, datorită tehnologiilor înalte care utilizează metoda lidar, puteți înregistra până la patru mii de cadre pe secundă. Mai târziu, oamenii de știință folosesc un algoritm special care determină bătutul aripilor pe aceste cadre, calculând frecvența acestora și determinând astfel „amprenta” insectei. Cu alte cuvinte, această metodă realizează ceea ce Sotavalta a reușit să realizeze cu auzul său perfect, dar acum aceste date pot fi procesate și transmise altor oameni de știință.
Probleme experimentale
Bineînțeles, există diverse probleme asociate acestui experiment. De exemplu, când în zona în care s-a ținut, oamenii au început să gătească alimente, exista fum în aer, care nu permitea evaluarea adecvată a insectelor, iar insectele în sine nu se comportau ca de obicei. Cu toate acestea, într-un fel sau altul, oamenii de știință au primit rezultate destul de clare. Dar este un lucru să vezi zborul unei insecte pe graficul aparatului și este cu totul altceva să spui computerului „Te rog, determină frecvența potrivită pentru mine” Spre deosebire de Sotavalta, care observa insecte individuale individuale, oamenii de știință din acest experiment au primit date despre mii de insecte și, în același timp, au încercat să analizeze toate aceste date în același timp. Oamenii de știință au cheltuit aproximativ douăsprezece mii de dolari pentru primul lor experiment folosind metoda lidar. Chiar merită să cheltuiți astfel de sume de bani? Nu ar fi fost mai bine să le folosești pentru alte nevoi? După cum arată rezultatele, experimentul nu a fost lipsit de sens sau inutil, s-a dovedit a fi mai mult decât reușit, deși au apărut din ce în ce mai multe dificultăți în fața oamenilor de știință. Acum pot, de exemplu, să recunoască frecvența aripilor țânțarilor care poartă boala oribilă și adesea fatală a malariei.
De ce este nevoie de asta?
Malaria este unul dintre cele mai clare exemple ale modului în care insectele pot amenința sănătatea umană. Cu toate acestea, există mult mai multe moduri în care insectele pot dăuna oamenilor. Insectele sunt purtătoare de boli microbiene. De asemenea, au un impact foarte serios asupra agriculturii. Conform Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, insectele ucid aproximativ o cincime din recolta Pământului. Cu alte cuvinte, dacă fermierii ar avea modalități mai bune de a controla lăcustele și diferiții gândaci, ar putea hrăni alte sute de milioane. Pesticidele reduc daunele provocate de insecte, dar dacă sunt utilizate fără discriminare, așa cum se face adesea, pot dăuna atât oamenilor, cât și insectelor benefice. De exemplu,Oamenii se bazează foarte mult pe albine, molii și fluturi ca polenizatori, dar un studiu din 2016 a constatat că aproximativ 40% din speciile de polenizatori de nevertebrate sunt pe cale de dispariție. Din cauza acestei relații cu insectele, oamenii trebuie să caute modalități mai bune de identificare a speciilor. Pur și simplu, oamenii trebuie să învețe să identifice ce bug-uri îi dăunează și care sunt benefice.
Ce urmeaza?
Studiul frecvenței bătăilor aripilor insectelor s-a schimbat mult de pe vremea lui Olavi Sotavalta, care și-a folosit auzul perfect pentru a identifica insectele prin sunetul pe care îl fac. Cu toate acestea, în multe privințe, acest studiu de ultimă generație este similar cu ceea ce făcea entomologul finlandez. La fel ca Sotavalta, oamenii de știință moderni încearcă să combine mai multe discipline simultan, în acest caz fizică și biologie, lidar și entomologie, pentru a învăța cum să determine secvențele din natură. Cu toate acestea, mai au mult de lucru înainte. Într-o viitoare lucrare științifică, pe care oamenii de știință o vor publica, vor încerca să conecteze punctele dintre lumină, laser și insecte. Apoi vor încerca să demonstreze că cercetarea insectelor cu aripi poate ajuta oamenii să controleze malaria și alte boli, precum și să lupte împotriva insectelor.care distrug culturile. Acesta nu este un loc de muncă de câteva luni. Acesta este un proiect care poate dura câțiva ani. Cu toate acestea, obiectivele sunt mai mult decât nobile, iar primele rezultate au fost deja obținute, astfel încât oamenii de știință știu în ce direcție să se deplaseze pentru a obține un efect maxim.
Marina Ilyushenko
