Za boj proti malariji znanstveniki oživljajo področje raziskav, ki je povezano z biologijo in glasbo. Govorimo o frekvenci zakrilcev. Do česa bi lahko prišel tak spopad na videz nezdružljivih disciplin? In zakaj bi morali ljudje poslušati žuželke?
Lidarjeva metoda
Za to je predvidena uporaba lidarske metode. Njeno bistvo je ustvariti lasersko sevanje med dvema predmetoma. Ko žuželke letijo skozi laserski žarek, se njihova svetloba odbije nazaj v teleskope in ustvari podatke, za katere znanstveniki upajo, da bodo prepoznali različne vrste. V času, ko žuželke uničujejo pridelke, s katerimi lahko nahranijo prebivalstvo več držav, druge žuželke pa prenašajo bolezni, ki vsako leto ubijejo več sto tisoč ljudi, lahko ta sistem žarkov in leč izboljša kakovost milijonov življenj.
Frekvenčne značilnosti
Seveda so laserji pomembna najsodobnejša tehnologija, ki se uporablja pri lidarski metodi, vendar je v njenem središču eleganten in stoletja star princip entomologije. Skoraj vse vrste letečih žuželk, od moljev do komarjev, imajo svojo edinstveno frekvenco zavihkov. Samica ene vrste komarjev zamahne s krili s frekvenco 350 herc, medtem ko ima samica druge vrste hitrost utripov kril 550 herc. Zaradi te razlike je loputa žuželkinega krila analogna človeškemu prstnemu odtisu. In v zadnjih letih znanstveno področje preučevanja pogostosti udarcev kril žuželk poteka skozi renesanso, zlasti na področju zdravja ljudi.
Promocijski video:
Hook-ova tehnika
Že dolgo pred pojavom laserjev in računalnikov so krila krila razmišljali v slušnem (ali celo glasbenem) pomenu. Pozorni poslušalec bi lahko brenčanje določene žuželke primerjal z noto na klavirju. Prav to je storil naravni filozof Robert Hook v 17. stoletju. Lahko bi ugotovil, koliko utripov kril naredi določena žuželka, tako da bi primerjal njen zvok z zvokom določene note. Toda dejstvo, da se je Hook zanašal samo na svoj sluh, je povzročilo nepremagljive težave pri prenosu svojega znanja na druge ljudi. Znanje so običajno širili prek znanstvenih časopisov, pisem in risb predstavnikov različnih vrst, zato so se entomologi bolj zanašali na svoj vid kot na sluh. Dolgo časa je bilo to znanstveno področje zelo, zelo ozko usmerjeno.
Obnovljeno zanimanje
Vendar pa so se v dvajsetem stoletju znanstveniki začeli na novo zanimati za to področje, saj je glavni način določanja pogostosti udarcev kril postal vizualni. Bila je kronografska metoda, zahvaljujoč kateri je bila ustvarjena serija fotografij z visoko hitrostjo sličic. Vendar je imela ta metoda svoje omejitve, zato so mnogi raziskovalci verjeli, da je bila Hookova metoda še vedno najboljša. Med njimi je bil tudi Olavi Sotavalta, finski entomolog, ki je bil nadarjen z odličnim sluhom. Kot skladatelj z odličnim sluhom, ki je lahko glasbeno stvar prepisal na uho, je Sotavalta lahko natančno določil ton komarjevih kril, ne da bi mu bilo treba klavir.
Sodobna metoda
Zdaj lahko zahvaljujoč visokim tehnologijam z metodo lidar posnamete do štiri tisoč sličic na sekundo. Kasneje znanstveniki uporabljajo poseben algoritem, ki določa mahanje kril na teh okvirih, izračuna njihovo frekvenco in s tem določi "prstni odtis" žuželke. Z drugimi besedami, s to metodo dosežemo tisto, kar je lahko dosegel Sotavalta s svojim popolnim sluhom, zdaj pa je te podatke mogoče obdelati in posredovati drugim znanstvenikom.
Težave z eksperimenti
Seveda so s tem poskusom povezane različne težave. Na primer, ko so na območju, kjer so ga držali, ljudje začeli kuhati hrano, je bil v zraku dim, kar ni omogočalo ustrezne ocene žuželk, same žuželke pa se niso vedele kot običajno. Vendar so znanstveniki tako ali drugače prejeli dokaj jasne rezultate. Eno pa je, da na grafu aparata vidite let žuželke, povsem drugo pa je, če računalniku rečete: "Prosim, določite primerno frekvenco zame." Za razliko od Sotavalte, ki je opazoval posamezne posamezne žuželke, so znanstveniki v tem poskusu prejemali podatke o tisočih žuželkah, hkrati pa so poskušali vse te podatke hkrati analizirati. Znanstveniki so za svoj prvi poskus z lidarsko metodo zapravili približno dvanajst tisoč dolarjev. Se res splača porabiti takšne količine denarja? Ali jih ne bi bilo bolje uporabiti za druge potrebe? Kot kažejo rezultati, poskus ni bil nesmiseln ali neuporaben, vendar se je izkazal kot več kot uspešen, čeprav so se pred znanstveniki vedno znova pojavljale vedno več težav. Zdaj lahko na primer prepoznajo pogostost kril komarjev, ki prenašajo grozljivo in pogosto usodno bolezen malarije.
Zakaj je to potrebno?
Malarija je eden najjasnejših primerov, kako lahko žuželke ogrožajo zdravje ljudi. Obstaja pa veliko več načinov, kako lahko žuželke škodujejo človeku. Žuželke so prenašalci mikrobnih bolezni. Zelo resno vplivajo tudi na kmetijstvo. Po podatkih Organizacije Združenih narodov za prehrano in kmetijstvo žuželke ubijejo približno petino letine Zemlje. Z drugimi besedami, če bi kmetje imeli boljše načine za zatiranje kobilic in različnih hroščev, bi lahko nahranili na stotine milijonov več. Pesticidi zmanjšujejo škodo, ki jo naredijo žuželke, če pa jih uporabljamo neselektivno, kot to pogosto počnemo, lahko škodujejo tudi ljudem in koristnim žuželkam. Na primer,Ljudje se kot opraševalci močno zanašamo na čebele, molje in metulje, toda študija iz leta 2016 je pokazala, da je ogroženih približno 40 odstotkov vrst nevretenčarjev. Zaradi tega odnosa z žuželkami morajo ljudje iskati boljše načine za prepoznavanje vrst. Preprosto povedano, ljudje se moramo naučiti prepoznati, katere hrošče jim škodujejo in katere so koristne.
Kaj je naslednje?
Študija pogostosti udarcev kril žuželk se je zelo spremenila od časa Olavija Sotavalte, ki je s svojim popolnim sluhom prepoznaval žuželke po zvoku, ki ga oddajajo. V mnogih pogledih pa je ta vrhunska študija podobna tisti, ki jo je počel finski entomolog. Tako kot Sotavalta tudi sodobni znanstveniki poskušajo združiti več disciplin hkrati, v tem primeru fiziko in biologijo, lidar in entomologijo, da bi se naučili določiti zaporedja v naravi. Vendar jih čaka še veliko dela. V prihajajočem znanstvenem delu, ki ga bodo znanstveniki objavili, bodo poskušali povezati pike med svetlobo, laserjem in žuželkami. Nato bodo poskušali dokazati, da lahko raziskave krilnih zavihkov žuželk pomagajo ljudem obvladovati malarijo in druge bolezni ter se boriti proti žuželkam.ki uničujejo pridelke. To ni služba več mesecev. To je projekt, ki lahko traja več let. Vendar so cilji več kot plemeniti in prvi rezultati so že doseženi, zato znanstveniki vedo, v katero smer naj se premaknejo, da dosežejo največji učinek.
Marina Iljušenko