Vedci v rámci boja proti malárii revitalizujú oblasť výskumu, ktorá súvisí s biológiou aj hudbou. Hovoríme o frekvencii vztlakových klapiek. Čo mohlo viesť k takémuto stretu zdanlivo nezlučiteľných disciplín? A prečo by ľudia mali počúvať hmyz?
Lidarova metóda
Na tento účel sa plánuje použiť metóda lidar. Jeho podstatou je vytvárať laserové žiarenie medzi dvoma objektmi. Keď hmyz preletí laserovým lúčom, svetlo z neho sa odrazí späť do ďalekohľadov, čím sa vytvoria údaje, ktoré vedci dúfajú, že spoznajú od rôznych druhov. V čase, keď hmyz ničí plodiny, ktoré môžu uživiť populáciu niekoľkých krajín, a iný hmyz prenáša choroby, ktoré každoročne zabíjajú státisíce ľudí, má tento systém lúčov a šošoviek potenciál zlepšiť kvalitu miliónov životov.
Frekvenčné funkcie
Lasery sú samozrejme dôležitou najmodernejšou technológiou použitou pri metóde lidar, ale jej srdcom je elegantný a storočný princíp entomológie. Takmer každý typ lietajúceho hmyzu, od molí po komáre, má svoju vlastnú jedinečnú frekvenciu mlátenia krídel. Samica jedného druhu komárov máva krídlami na frekvencii 350 hertzov, zatiaľ čo samica iného druhu má rýchlosť krídla 550 hertzov. Kvôli tomuto rozdielu je chlopňa krídla hmyzu analogická s ľudským odtlačkom prsta. A v posledných rokoch prechádza vedecký odbor štúdia frekvencie úderov hmyzu renesanciou, najmä v oblasti zdravia ľudí.
Propagačné video:
Hákova technika
Už dávno pred príchodom laserov a počítačov sa o klapkách krídel uvažovalo v sluchovom (alebo dokonca hudobnom) zmysle. Pozorný poslucháč mohol priradiť bzučanie konkrétneho hmyzu k note na klavíri. Presne to urobil prírodný filozof Robert Hook v 17. storočí. Na základe porovnania jeho zvuku so zvukom konkrétnej noty mohol zistiť, koľko úderov krídel konkrétny hmyz vydá. Skutočnosť, že sa Hook spoliehal iba na svoj vlastný sluch, však spôsobila neprekonateľné ťažkosti s prenosom jeho vedomostí na iných ľudí. Vedomosti sa zvyčajne šírili prostredníctvom vedeckých novín, listov a kresieb predstaviteľov rôznych druhov, takže entomológovia sa spoliehali viac na ich zrak ako na sluch. Po dlhý čas sa tento vedný odbor zameriaval veľmi, veľmi úzko.
Obnovený záujem
Avšak v dvadsiatom storočí sa vedci začali o túto oblasť zaujímať nový záujem, pretože hlavný spôsob určovania frekvencie úderov krídel sa stal vizuálnym. Išlo o chronografickú metódu, vďaka ktorej vznikla séria fotografií s vysokou snímkovou frekvenciou. Táto metóda však mala svoje obmedzenia, takže veľa vedcov verilo, že Hookova metóda je stále najlepšia. Medzi nimi bol Olavi Sotavalta, fínsky entomológ, ktorý bol obdarený dokonalým sluchom. Ako skladateľ s dokonalým sluchom, schopný prepisovať hudbu podľa sluchu, dokázal Sotavalta určiť presný tón krídel komára bez potreby klavíra.
Moderná metóda
Teraz vďaka špičkovým technológiám používajúcim metódu lidar môžete zaznamenať až štyri tisíce snímok za sekundu. Vedci neskôr použijú špeciálny algoritmus, ktorý určuje mávanie krídlami na týchto rámoch, počíta ich frekvenciu a určuje tak „odtlačok prsta“hmyzu. Inými slovami, táto metóda dosahuje to, čo bol Sotavalta schopný dosiahnuť svojim dokonalým sluchom, ale teraz je možné tieto údaje spracovať a preniesť na ďalších vedcov.
Problémy s experimentmi
S týmto experimentom prirodzene súvisia rôzne problémy. Napríklad keď v oblasti, kde sa konala, ľudia začali variť jedlo, vo vzduchu bol dym, ktorý neumožňoval adekvátne hodnotenie hmyzu, a samotný hmyz sa nesprával ako obvykle. Vedci však tak či onak dosiahli celkom jasné výsledky. Jedna vec je však vidieť let hmyzu na grafe prístroja, a úplne iná je povedať počítaču „Prosím, určte mi vhodnú frekvenciu.“Na rozdiel od Sotavalty, ktorá pozorovala jednotlivý jednotlivý hmyz, dostali vedci v tomto experimente údaje o tisícoch hmyzu a súčasne sa pokúsili analyzovať všetky tieto údaje súčasne. Vedci minuli na prvý experiment s metódou lidar asi dvanásťtisíc dolárov. Naozaj sa oplatí minúť také množstvo peňazí? Nebolo by lepšie ich použiť na iné potreby? Ako ukazujú výsledky, experiment nebol nezmyselný ani zbytočný, ukázalo sa, že bol viac ako úspešný, aj keď pred vedcami stále viac a viac pribúdali ťažkosti. Teraz môžu napríklad rozpoznať frekvenciu krídel komárov, ktoré prenášajú hrozné a často smrteľné ochorenie na maláriu.
Prečo je to potrebné?
Malária je jedným z najjasnejších príkladov toho, ako môže hmyz ohroziť ľudské zdravie. Existuje však oveľa viac spôsobov, ako môže hmyz poškodiť človeka. Hmyz je nosičom mikrobiálnych chorôb. Majú tiež veľmi vážny dopad na poľnohospodárstvo. Podľa Organizácie OSN pre výživu a poľnohospodárstvo zabije hmyz asi pätinu úrody Zeme. Inými slovami, ak by mali poľnohospodári lepšie spôsoby, ako kontrolovať kobylky a rôzne chrobáky, mohli by nakŕmiť ďalšie stovky miliónov. Pesticídy znižujú množstvo škôd spôsobených hmyzom, ale ak sa použijú nevyberaným spôsobom, ako to býva často, môžu tiež poškodiť ľudí a užitočný hmyz. NapríkladĽudia sa ako opeľovače vo veľkej miere spoliehajú na včely, mory a motýle, ale štúdia z roku 2016 zistila, že je ohrozených okolo 40 percent druhov opeľovačov bezstavovcov. Je to kvôli tomuto vzťahu s hmyzom, že ľudia musia hľadať lepšie spôsoby identifikácie druhov. Jednoducho povedané, ľudia sa musia naučiť identifikovať, ktoré chyby im škodia a ktoré sú prospešné.
Čo bude ďalej?
Štúdium frekvencie úderov krídel hmyzu sa veľa zmenilo od čias Olaviho Sotavaltu, ktorý pomocou svojho dokonalého sluchu identifikoval hmyz podľa zvuku, ktorý vydávajú. V mnohom je však táto špičková štúdia podobná tomu, čo urobil fínsky entomológ. Rovnako ako Sotavalta, aj moderní vedci sa snažia spojiť niekoľko disciplín naraz, v tomto prípade fyziku a biológiu, lidar a entomológiu, aby sa naučili určovať sekvencie v prírode. Čaká ich však ešte veľa práce. V pripravovanej vedeckej práci, ktorú sa chystajú publikovať vedci, sa pokúsia spojiť body medzi svetlom, laserom a hmyzom. Potom sa pokúsia preukázať, že výskum krídelných chlopní hmyzu môže pomôcť ľuďom kontrolovať maláriu a iné choroby, ako aj bojovať proti hmyzu.ktoré ničia plodiny. Nie je to práca niekoľko mesiacov. Toto je projekt, ktorý môže trvať niekoľko rokov. Ciele sú však viac než ušľachtilé a prvé výsledky už boli dosiahnuté, takže vedci vedia, ktorým smerom sa majú uberať, aby dosiahli maximálny efekt.
Marina Iľjušenko