Malaaria vastu võitlemiseks on teadlased taaselustamas nii bioloogia kui ka muusikaga seotud uurimisvaldkonda. Me räägime tiibade klappide sagedusest. Milleni võib viia selline näiliselt kokkusobimatute distsipliinide kokkupõrge? Ja miks peaksid inimesed putukaid kuulama?
Lidari meetod
Selleks on kavas kasutada lidari meetodit. Selle olemus on luua laseri kiirgus kahe objekti vahel. Kui putukad lendavad läbi laserkiire, peegeldub nende valgus tagasi teleskoopidesse, luues andmeid, mida teadlased loodavad erinevaid liike tunnustada. Ajal, mil putukad hävitavad põllukultuure, mis võivad toita mitme riigi elanikke, ja teistel putukatel on haigusi, mis tapavad igal aastal sadu tuhandeid inimesi, võib see kiirte ja läätsede süsteem parandada miljonite elude kvaliteeti.
Sagedusfunktsioonid
Muidugi on laserid oluline tipptehnoloogia, mida kasutatakse lidari meetodil, kuid selle südameks on elegantne ja sajandeid vana entomoloogia põhimõte. Peaaegu igal lendavate putukate tüübil, alates koidest kuni sääskedeni, on oma ainulaadne klapisagedus. Ühe sääseliigi emane lehvitab tiibu 350 hertsiga, teise liigi emasel on aga tiivakõverdus 550 hertsit. Selle erinevuse tõttu on putuka tiiva klapp analoogne inimese sõrmejäljega. Ja viimastel aastatel läbib putukate tiivalöökide sageduse uurimise teadusvaldkond renessanssi, eriti inimeste tervise valdkonnas.
Reklaamvideo:
Konksu tehnika
Juba ammu enne laserite ja arvutite tulekut mõeldi tiibklappidele kuuldavas (või isegi muusikalises) mõttes. Tähelepanelik kuulaja võiks sobitada konkreetse putuka sumina klaveri noodiga. Just seda tegi loodusfilosoof Robert Hook 17. sajandil. Ta võis öelda, kui palju tiibu lööb konkreetne putukas, võrreldes tema heli konkreetse noodi heliga. Kuid see, et Hook tugines ainult oma kuulmisele, tekitas ületamatuid raskusi oma teadmiste edastamisel teistele inimestele. Teadmisi levitati tavaliselt teadusajalehtede, erinevate liikide esindajate kirjade ja joonistuste kaudu, mistõttu lootsid entomoloogid pigem oma nägemisele kui kuulmisele. Pikka aega oli see teadusvaldkond väga-väga kitsa fookusega.
Uuendatud huvi
Kuid 20. sajandil hakkasid teadlased selle ala vastu uut huvi tundma, kuna peamine viis tiibade sageduse määramiseks muutus visuaalseks. See oli kronograafiline meetod, tänu millele loodi kõrge kaadrisagedusega fotoseeria. Kuid sellel meetodil olid oma piirangud, nii et paljud teadlased uskusid, et Hooki meetod oli endiselt parim. Nende seas oli täiusliku kuulmisega andekas Soome entomoloog Olavi Sotavalta. Täiusliku kuulmisega heliloojana, kes suudab muusikapala kõrva järgi transkribeerida, suutis Sotavalta määrata sääse tiibade täpse tooni ilma klaverita.
Kaasaegne meetod
Nüüd saate tänu lidari meetodit kasutavatele kõrgtehnoloogiatele salvestada kuni neli tuhat kaadrit sekundis. Hiljem kasutavad teadlased spetsiaalset algoritmi, mis määrab nendel raamidel tiibade lehvitamise, arvutades nende sageduse ja määrates seeläbi putuka "sõrmejälje". Teisisõnu, selle meetodiga saavutatakse see, mida Sotavalta suutis saavutada oma täiusliku kuulmisega, kuid nüüd saab neid andmeid töödelda ja edastada teistele teadlastele.
Katseprobleemid
Loomulikult on selle katsega seotud mitmesuguseid probleeme. Näiteks kui piirkonnas, kus seda korraldati, hakkasid inimesed toitu valmistama, oli õhus suitsu, mis ei võimaldanud putukaid piisavalt hinnata ja putukad ise ei käitunud tavapäraselt. Kuid ühel või teisel viisil on teadlased saanud üsna selgeid tulemusi. Kuid üks asi on näha aparaadi graafikul putuka lendu ja hoopis teine asi on öelda arvutile "Palun määrake minu jaoks sobiv sagedus". Erinevalt Sotavaltast, kes tegeles üksikute üksikute putukate vaatlemisega, said selle katse teadlased andmeid tuhandete putukate kohta ja samal ajal püüdsid nad kõiki neid andmeid samaaegselt analüüsida. Teadlased kulutasid oma esimesele lidari meetodil tehtud katsele umbes kaksteist tuhat dollarit. Kas tõesti tasub selliseid rahasummasid kulutada? Kas poleks olnud parem neid kasutada muudeks vajadusteks? Nagu näitavad tulemused, ei olnud katse mõttetu ega kasutu, see osutus enam kui edukaks, kuigi teadlaste ees tekkis üha uusi raskusi. Nüüd saavad nad näiteks ära tunda sääskede tiibade sagedust, mis kannavad malaaria kohutavat ja sageli surmaga lõppevat haigust.
Miks seda vaja on?
Malaaria on üks selgemaid näiteid selle kohta, kuidas putukad võivad inimeste tervist ohustada. Siiski on putukaid inimestele veel palju võimalusi. Putukad on mikroobide haiguste kandjad. Samuti on neil põllumajandusele väga tõsine mõju. ÜRO Toidu- ja Põllumajandusorganisatsiooni andmetel tapavad putukad umbes viiendiku Maa saagist. Teisisõnu, kui talunikel oleks paremad viisid jaaniusside ja erinevate mardikate tõrjeks, saaksid nad toita veel sadu miljoneid. Pestitsiidid vähendavad putukate tekitatavat kahju, kuid valimatult kasutatuna, nagu sageli tehakse, võivad need kahjustada nii inimesi kui ka kasulikke putukaid. Näiteks,Inimesed tuginevad tolmeldajatena suuresti mesilastele, ööliblikatele ja liblikatele, kuid 2016. aasta uuring näitas, et umbes 40 protsenti selgrootute tolmeldajate liikidest on ohustatud. Just selle suhte tõttu putukatega peavad inimesed otsima paremaid viise liikide tuvastamiseks. Lihtsamalt öeldes peavad inimesed õppima tuvastama, millised vead neid kahjustavad ja millised kasulikud.
Mis järgmiseks?
Putukate tiibade sageduse uurimine on Olavi Sotavalta ajast alates palju muutunud, kes kasutas oma täiuslikku kuulmist putukate tuvastamiseks nende tekitatud heli järgi. Kuid see tipptasemel uuring sarnaneb paljuski sellega, mida tegi Soome entomoloog. Nagu Sotavalta, üritavad tänapäeva teadlased ühendada mitu teadusharu korraga, antud juhul füüsikat ja bioloogiat, lidarit ja entomoloogiat, et õppida, kuidas looduses olevaid järjestusi määrata. Neil on aga veel palju tööd ees. Eelseisvas teadustöös, mille teadlased kavatsevad avaldada, püüavad nad ühendada punkte valguse, laseri ja putukate vahel. Seejärel püüavad nad näidata, et putukate tiibklappide uuringud võivad aidata inimestel malaariat ja muid haigusi kontrollida, samuti võidelda putukatega.mis hävitavad põllukultuure. See pole mitme kuu töö. See on projekt, mis võib kesta mitu aastat. Eesmärgid on aga enam kui üllad ja esimesed tulemused on juba saadud, nii et teadlased teavad, millises suunas maksimaalse efekti saavutamiseks liikuda.
Marina Iljušenko
