V boji proti malárii vědci revitalizují oblast výzkumu, která souvisí jak s biologií, tak s hudbou. Mluvíme o frekvenci vztlakových klapek. K čemu by takový střet zdánlivě neslučitelných disciplín mohl vést? A proč by lidé měli poslouchat hmyz?
Lidarova metoda
Za tímto účelem se plánuje použití metody lidar. Jeho podstatou je vytvářet laserové záření mezi dvěma objekty. Když hmyz proletí laserovým paprskem, světlo z něj se odráží zpět do dalekohledů a vytvoří data, která vědci doufají, že rozpoznají různé druhy. V době, kdy hmyz ničí plodiny, které mohou krmit populaci několika zemí, a jiný hmyz přenáší nemoci, které každoročně zabíjejí stovky tisíc lidí, má tento systém paprsků a čoček potenciál zlepšit kvalitu milionů životů.
Frekvenční funkce
Lasery jsou samozřejmě důležitou nejmodernější technologií používanou v lidarově metodě, ale jejím srdcem je elegantní a staletý princip entomologie. Téměř každý typ létajícího hmyzu, od můr po komáry, má svou vlastní jedinečnou frekvenci klapek. Samice jednoho druhu komárů klapá křídly na 350 hertzů, zatímco samice jiného druhu má křídlovou klapku 550 hertzů. Kvůli tomuto rozdílu je klapka křídla hmyzu analogická s lidským otiskem prstu. A v posledních letech prochází vědecká oblast studia frekvence úderů hmyzu renesancí, zejména v oblasti lidského zdraví.
Propagační video:
Hookova technika
Dlouho před příchodem laserů a počítačů byly křídlové klapky myšlenky ve sluchovém (nebo dokonce hudebním) smyslu. Pozorný posluchač mohl sladit bzučení konkrétního hmyzu s notou na klavíru. Přesně to udělal přírodní filozof Robert Hook v 17. století. Porovnáním jeho zvuku se zvukem konkrétní noty zjistil, kolik úderů křídla konkrétní hmyz dělá. Skutečnost, že se Hook spoléhal pouze na svůj vlastní sluch, však způsobila nepřekonatelné potíže při přenosu jeho znalostí ostatním lidem. Znalosti byly obvykle šířeny prostřednictvím vědeckých novin, dopisů a kreseb zástupců různých druhů, takže entomologové spoléhali spíše na svůj zrak než na sluch. Po dlouhou dobu byl tento vědecký obor velmi, velmi úzce zaměřen.
Obnovený zájem
Ve dvacátém století se však vědci začali o tuto oblast zajímat znovu, protože hlavní způsob, jak určit frekvenci úderů křídel, se stal vizuálním. Jednalo se o chronografickou metodu, díky které byla vytvořena řada fotografií s vysokou snímkovou frekvencí. Tato metoda však měla svá omezení, takže mnoho vědců věřilo, že Hookova metoda je stále nejlepší. Mezi nimi byl Olavi Sotavalta, finský entomolog, který byl nadaný dokonalým sluchem. Jako skladatel s dokonalým sluchem, schopný přepsat hudbu podle sluchu, byl Sotavalta schopen určit přesný tón křídel komára bez potřeby klavíru.
Moderní metoda
Nyní díky vysokým technologiím používajícím metodu lidar můžete zaznamenat až čtyři tisíce snímků za sekundu. Vědci později používají speciální algoritmus, který určuje mávání křídly na těchto rámech, výpočet jejich frekvence a tím určení „otisku prstu“hmyzu. Jinými slovy, tato metoda dosahuje toho, čeho byl Sotavalta schopen dosáhnout svým dokonalým sluchem, ale nyní mohou být tato data zpracována a předána dalším vědcům.
Problémy s experimenty
Přirozeně s tímto experimentem souvisejí různé problémy. Například když v oblasti, kde se konala, lidé začali vařit jídlo, byl ve vzduchu kouř, který neumožňoval adekvátní hodnocení hmyzu, a samotný hmyz se nechoval obvyklým způsobem. Vědci však tak či onak dosáhli celkem jasných výsledků. Jedna věc je ale vidět let hmyzu na grafu přístroje a další věc je říci počítači „Prosím, určete mi vhodnou frekvenci.“Na rozdíl od Sotavalty, která pozorovala jednotlivé jednotlivé hmyzy, vědci v tomto experimentu obdrželi údaje o tisících hmyzu a současně se pokusili analyzovat všechna tato data najednou. Vědci utratili asi dvanáct tisíc dolarů za svůj první experiment pomocí metody lidar. Opravdu stojí za to utratit takové množství peněz? Nebylo by lepší použít je pro jiné potřeby? Jak ukazují výsledky, experiment nebyl zbytečný ani zbytečný, ukázalo se, že je více než úspěšný, i když před vědci stále více a více vyvstávaly potíže. Nyní například mohou rozpoznat frekvenci křídel komárů, kteří nesou hrozné a často smrtelné onemocnění malárie.
Proč je to potřeba?
Malárie je jedním z nejjasnějších příkladů toho, jak může hmyz ohrozit lidské zdraví. Existuje však mnohem více způsobů, jak může hmyz lidem ublížit. Hmyz je nositelem mikrobiálních chorob. Mají také velmi vážný dopad na zemědělství. Podle Organizace pro výživu a zemědělství OSN zabíjí hmyz asi pětinu sklizně Země. Jinými slovy, pokud by farmáři měli lepší způsoby, jak ovládat kobylky a různé brouky, mohli by nakrmit stovky milionů dalších. Pesticidy snižují škody způsobené hmyzem, ale pokud se používají bez rozdílu, jak se často děje, mohou také poškodit lidi i užitečný hmyz. Například,Lidé se jako opylovači velmi spoléhají na včely, můry a motýly, ale studie z roku 2016 zjistila, že je ohroženo asi 40 procent druhů opylovačů bezobratlých. Je to kvůli tomuto vztahu s hmyzem, že lidé musí hledat lepší způsoby identifikace druhů. Jednoduše řečeno, lidé se musí naučit identifikovat, které chyby jim škodí a které jsou prospěšné.
Co bude dál?
Studium frekvence křídel hmyzu se od doby Olaviho Sotavalty, který pomocí svého dokonalého sluchu identifikoval hmyz podle zvuku, který vydává, hodně změnilo. V mnoha ohledech je však tato špičková studie podobná té, kterou provedl finský entomolog. Stejně jako Sotavalta se moderní vědci pokoušejí kombinovat několik oborů najednou, v tomto případě fyziku a biologii, lidar a entomologii, aby se naučili určovat sekvence v přírodě. Čeká je však ještě hodně práce. V nadcházející vědecké práci, kterou budou vědci publikovat, se pokusí spojit tečky mezi světlem, laserem a hmyzem. Poté se pokusí prokázat, že výzkum křídlových chlopní hmyzu může pomoci lidem kontrolovat malárii a další nemoci a bojovat proti hmyzu.které ničí plodiny. Toto není práce na několik měsíců. Jedná se o projekt, který může trvat několik let. Cíle jsou však více než ušlechtilé a první výsledky již byly získány, takže vědci vědí, kterým směrem se mají pohybovat, aby dosáhli maximálního účinku.
Marina Iljušenko