Norėdami kovoti su maliarija, mokslininkai atgaivina su biologija ir muzika susijusią tyrimų sritį. Mes kalbame apie sparnų atvartų dažnį. Ką gali sukelti toks, atrodytų, nesuderinamų disciplinų susidūrimas? Ir kodėl žmonės turėtų klausytis vabzdžių?
Lidaro metodas
Tam planuojama naudoti lidaro metodą. Jo esmė yra sukurti lazerio spinduliavimą tarp dviejų objektų. Kai vabzdžiai skris per lazerio spindulį, jų šviesa vėl atsispindės teleskopuose, sukurdama duomenis, kuriuos mokslininkai tikisi atpažinti iš skirtingų rūšių. Tuo metu, kai vabzdžiai sunaikina pasėlius, kurie gali pamaitinti kelių šalių gyventojus, o kiti vabzdžiai perneša ligas, kurios kasmet nužudo šimtus tūkstančių žmonių, ši spindulių ir lęšių sistema gali pagerinti milijonų gyvenimo kokybę.
Dažnio ypatybės
Žinoma, lazeriai yra svarbiausia pažangiausia technologija, naudojama lidaro metodu, tačiau jos širdis yra elegantiškas ir šimtmečius skaičiuojantis entomologijos principas. Beveik visi skraidančių vabzdžių tipai - nuo kandžių iki uodų - turi savo unikalų atvartų dažnį. Vienos uodo rūšies patelė sparnais atlenkia 350 hercų, o kitos rūšies patelė - 550 hercų sparnų atvartą. Dėl šio skirtumo vabzdžio sparno atvartas yra analogiškas žmogaus piršto antspaudui. Pastaraisiais metais mokslinė vabzdžių sparnų daužymo dažnio tyrimo sritis išgyvena Renesansą, ypač žmogaus sveikatos srityje.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kablio technika
Dar gerokai prieš atsirandant lazeriams ir kompiuteriams, apie sparnų atvartus buvo galvojama garsine (ar net muzikine) prasme. Dėmesingas klausytojas galėtų priderinti konkretaus vabzdžio ūžimą prie natos fortepijone. Gamtos filosofas Robertas Hukas būtent tai padarė XVII a. Jis galėtų pasakyti, kiek sparnų muša konkretus vabzdys, palygindamas jo garsą su tam tikros natos garsu. Tačiau tai, kad Hukas rėmėsi tik savo klausa, sukėlė neįveikiamų sunkumų perduodant savo žinias kitiems žmonėms. Paprastai žinios buvo skleidžiamos per mokslo laikraščius, įvairių rūšių atstovų laiškus ir piešinius, todėl entomologai labiau rėmėsi savo rega, o ne klausa. Ilgą laiką ši mokslo sritis buvo labai labai siaura.
Atnaujintas susidomėjimas
Tačiau XX amžiuje mokslininkai pradėjo iš naujo domėtis šia sritimi, nes pagrindinis sparnų daužymo dažnio nustatymo būdas tapo vizualus. Tai buvo chronografinis metodas, kurio dėka buvo sukurta nuotraukų serija su dideliu kadrų dažniu. Tačiau šis metodas turėjo savo apribojimų, todėl daugelis tyrinėtojų manė, kad Huko metodas vis tiek yra geriausias. Tarp jų buvo Olavi Sotavalta, suomių entomologas, kuris buvo apdovanotas puikia klausa. Kaip tobulos klausos kompozitorius, sugebėjęs perrašyti muzikos kūrinį iš ausies, „Sotavalta“sugebėjo nustatyti tikslų uodo sparnų toną, nereikalaujant fortepijono.
Šiuolaikinis metodas
Dėl aukštųjų technologijų, naudojančių „lidar“metodą, galite įrašyti iki keturių tūkstančių kadrų per sekundę. Vėliau mokslininkai naudoja specialų algoritmą, kuris nustato šių rėmelių sparnų plekšnojimą, apskaičiuodamas jų dažnį ir taip nustatydamas vabzdžio „piršto atspaudą“. Kitaip tariant, šiuo metodu pasiekiama tai, ką Sotavalta sugebėjo pasiekti puikiai girdėdamas, tačiau dabar šiuos duomenis galima apdoroti ir perduoti kitiems mokslininkams.
Eksperimento problemos
Natūralu, kad su šiuo eksperimentu yra įvairių problemų. Pavyzdžiui, kai toje vietoje, kur jis vyko, žmonės pradėjo gaminti maistą, ore tvyrojo dūmai, kurie neleido tinkamai įvertinti vabzdžių, o patys vabzdžiai elgėsi ne taip, kaip įprasta. Tačiau vienaip ar kitaip mokslininkai sulaukė gana aiškių rezultatų. Bet vienas dalykas yra matyti vabzdžio skrydį aparato grafike, o visai kas kita - pasakyti kompiuteriui: „Prašau, nustatykite man tinkamą dažnį“. Skirtingai nuo Sotavaltos, stebėjusios pavienius pavienius vabzdžius, šio eksperimento mokslininkai gavo duomenis apie tūkstančius vabzdžių ir tuo pačiu metu bandė analizuoti visus šiuos duomenis vienu metu. Mokslininkai išleido apie dvylika tūkstančių dolerių savo pirmajam eksperimentui naudojant lidaro metodą. Ar tikrai verta išleisti tokias pinigų sumas? Ar nebūtų buvę geriau juos naudoti kitiems poreikiams? Kaip rodo rezultatai, eksperimentas nebuvo beprasmis ar nenaudingas, jis pasirodė esąs daugiau nei sėkmingas, nors mokslininkams vėl ir vėl kilo vis daugiau sunkumų. Dabar jie gali, pavyzdžiui, atpažinti uodų sparnų, kurie neša siaubingą ir dažnai mirtiną maliarijos ligą, dažnį.
Kodėl to reikia?
Maliarija yra vienas aiškiausių pavyzdžių, kaip vabzdžiai gali kelti grėsmę žmonių sveikatai. Tačiau yra daug daugiau būdų, kaip vabzdžiai gali pakenkti žmonėms. Vabzdžiai yra mikrobinių ligų nešiotojai. Jie taip pat turi labai rimtą poveikį žemės ūkiui. Jungtinių Tautų maisto ir žemės ūkio organizacijos duomenimis, vabzdžiai nužudo maždaug penktadalį Žemės derliaus. Kitaip tariant, jei ūkininkai turėtų geresnių būdų kovoti su skėriais ir įvairiais vabalais, jie galėtų išmaitinti dar šimtus milijonų. Pesticidai sumažina vabzdžių daromos žalos dydį, tačiau, jei jie naudojami neatskiriamai, kaip dažnai daroma, jie taip pat gali pakenkti žmonėms ir naudingiems vabzdžiams. Pavyzdžiui,Žmonės labai priklauso nuo bičių, kandžių ir drugelių kaip apdulkintojų, tačiau 2016 m. Tyrimas parodė, kad maždaug 40 procentų bestuburių apdulkintojų rūšių yra pavojuje. Dėl šio santykio su vabzdžiais žmonėms reikia ieškoti geresnių būdų, kaip identifikuoti rūšis. Paprasčiau tariant, žmonės turi išmokti nustatyti, kurios klaidos jiems kenkia, o kurios yra naudingos.
Kas toliau?
Vabzdžių sparnų plakimo dažnio tyrimas labai pasikeitė nuo Olavi Sotavaltos laikų, kuris naudodamas savo tobulą klausą nustatė vabzdžius pagal jų skleidžiamą garsą. Tačiau daugeliu atžvilgių šis pažangiausias tyrimas yra panašus į tai, ką padarė suomių entomologas. Kaip ir „Sotavalta“, šiuolaikiniai mokslininkai bando sujungti kelias disciplinas vienu metu, šiuo atveju - fiziką ir biologiją, lidarą ir entomologiją, kad išmoktų nustatyti gamtos sekas. Tačiau jų laukia dar daug darbo. Būsimame moksliniame darbe, kurį mokslininkai ketina paskelbti, jie bandys sujungti taškus tarp šviesos, lazerio ir vabzdžių. Tada jie bandys parodyti, kad vabzdžių sparnų atvartų tyrimai gali padėti žmonėms kontroliuoti maliariją ir kitas ligas, taip pat kovoti su vabzdžiais.kurie naikina pasėlius. Tai nėra darbas kelis mėnesius. Tai projektas, kuris gali trukti keletą metų. Tačiau tikslai yra daugiau nei kilnūs, o pirmieji rezultatai jau gauti, todėl mokslininkai žino, kuria kryptimi judėti, kad būtų pasiektas maksimalus efektas.
Marina Iljušenko