Hoekom moet ons leer om insekte te luister?

Om te veg teen malaria, verlig wetenskaplikes die navorsingsveld, wat verband hou met biologie en musiek. Dit gaan oor die frekwensie van vlerkvlap. Wat kan lei tot so 'n botsing van skynbaar onverenigbare dissiplines? En hoekom moet mense na insekte luister?

Lidar metode

Vir hierdie doel word beoog om die lidar-metode te gebruik. Die essensie daarvan is om laserstraling tussen twee voorwerpe te skep. Wanneer insekte deur 'n laserstraal vlieg, sal die lig van hulle terug in die teleskope weergegee word, sodat data geskep word deur watter wetenskaplikes verskillende spesies herken. In 'n tyd wanneer insekte vernietig gewasse wat die bevolkings van verskeie lande kan voed, en ander insekte dra siektes wat elke jaar honderde duisende mense doodmaak, kan hierdie stelsel van strale en lense die gehalte van miljoene lewens verbeter.

Frekwensie Funksies

Natuurlik is lasers 'n belangrike ultramoderne tegnologie wat in die lidar-metode gebruik word, maar sy hart is die elegante en eeue oue beginsel van entomologie. Byna elke soort vlieënde insekte, van motte tot muskiete, het sy eie unieke frekwensie van vlerke. Die wyfie van een muskietsoort flap sy vlerke met 'n frekwensie van 350 hertz, terwyl 'n vrou van 'n ander spesie 'n frekwensie van vlerkvlapse van 550 hertz het. As gevolg hiervan is die verskille in die vlerkslag van 'n ins soortgelyk aan 'n menslike vingerafdruk. En in die afgelope jare het die wetenskaplike vakgebied om die frekwensie van vlerke van insekvlerke te bestudeer, die Renaissance ervaar, veral op die gebied van menslike gesondheid.

Hook se metode

Lank voor die koms van lasers en rekenaars is die vlerke in die hoorbare (of selfs musikale) vliegtuig gedink. 'N Aandagtige luisteraar kan die buzz van 'n spesifieke insek met 'n noot op die pianoforte vergelyk. Dit is presies wat die natuurlike filosoof Robert Hook in die sewentiende eeu gedoen het. Hy kan vertel hoeveel vlerke van die vlerk dit of daardie insek maak, en vergelyk sy geluid met die geluid van 'n bepaalde noot. Maar die feit dat Hook net op sy eie gehoor staatgemaak het, het onoorkomelike probleme veroorsaak om sy kennis oor te dra aan ander mense. Kennis is gewoonlik versprei met behulp van wetenskaplike koerante, briewe en tekeninge van verteenwoordigers van verskillende soorte, so entomoloë het meer op hul sig toegeskryf as om te hoor. Vir 'n lang tydperk het hierdie wetenskaplike sfeer 'n baie, baie nou fokus gehad.

Herlewing van belangstelling

In die twintigste eeu het wetenskaplikes egter nuwe belangstelling in hierdie gebied begin toon, aangesien die vernaamste manier om die frekwensie van vleuelvlap te bepaal, visueel geword het. Hy het 'n chronografiese metode geword, waardeur 'n reeks foto's met 'n hoë raamkoers geskep is. Hierdie metode het egter sy beperkings gehad, so baie navorsers het geglo dat Hook se metode steeds die beste is. Onder hulle was Olavi Sotavalta, 'n Finse entomoloog, wat met 'n ideale verhoor begaaf was. As 'n komponis met perfekte gehoor kan 'n stukkie musiek per ore oorskryf, kan Sotavalta die presiese toon van die muskiet se vlerke bepaal sonder om 'n klavier te gebruik.

Die moderne metode

Nou danksy hoë tegnologie met behulp van lidar-metode, is dit moontlik om vier duisend rame per sekonde op te teken. Later gebruik wetenskaplikes 'n spesiale algoritme, wat op hierdie rame die vlerke van die vlerke bepaal, hul frekwensie bereken en sodoende die vingerafdruk van die insek bepaal. Met ander woorde, met hierdie metode kan dieselfde ding bereik word wat Sotavalta met behulp van sy ideale verhoor kan bereik, maar nou kan hierdie data verwerk en oorgedra word aan ander wetenskaplikes.

Probleme met eksperiment

Natuurlik is daar ook verskeie probleme met hierdie eksperiment. Byvoorbeeld, toe mense begin om kos te berei in die omgewing waar dit gehou is, was rook in die lug, wat nie voldoende insekbeoordeling moontlik gemaak het nie en insekte het hulself baie anders as gewoonlik gedra. Op die een of ander manier het wetenskaplikes redelik duidelike resultate behaal. Maar een ding is om die vlug van 'n insek op die kaart van die toestel te sien, en nog 'n ander om vir die rekenaar te sê: "Bepaal asseblief die toepaslike frekwensie". In teenstelling met Sotavalta, wat in die waarneming van individuele geïsoleerde insekte betrokke was, het wetenskaplikes binne die raamwerk van hierdie eksperiment data op duisende insekte verkry, en hulle het al hierdie data gelyktydig ontleed. Tydens hul eerste eksperiment met behulp van die lidar-metode het wetenskaplikes omtrent twaalfduisend dollar spandeer. Is dit regtig die moeite werd om sulke bedrae te spandeer? Was dit nie beter om dit vir ander behoeftes te gebruik nie? Soos die uitslae wys, was die eksperiment nie betekenisloos of nutteloos nie. Dit was meer as suksesvol, hoewel die wetenskaplikes keer op keer nuwe en nuwe probleme gekonfronteer het. Nou kan hulle byvoorbeeld die frekwensie van die vlerke van muskiete herken, wat 'n verskriklike en dikwels noodlottige siekte - malaria dra.

Hoekom is dit nodig?

Malaria is een van die helderste voorbeelde van hoe insekte die mens se gesondheid kan bedreig. Daar is egter baie meer maniere waarop insekte 'n persoon kan benadeel. Insekte is die wandelaars van mikrobiese siektes. Hulle het ook 'n baie ernstige impak op landbouproduksie. Volgens die Voedsel- en Landbou-organisasie van die Verenigde Nasies vernietig insekte ongeveer een vyfde van die hele Aarde se Aarde. Met ander woorde, as boere beter maniere gehad het om sprinkane en verskillende kewers te hanteer, kon hulle honderde miljoene mense meer voed. Plaagdoders verminder die hoeveelheid skade wat deur insekte veroorsaak word, maar as dit onoordeelkundig gebruik word, kan dit ook dikwels mense en nuttige insekte benadeel. Byvoorbeeld, mense maak baie staat op bye, motte en skoenlappers as bestuiwers, maar 'n studie in 2016 het getoon dat ongeveer 40 persent van ongewervelde bestuiwerspesies in gevaar is om uit te sterf. Dit is as gevolg van hierdie verhouding met insekte dat mense moet soek na maniere om spesies te identifiseer. Eenvoudig gestel, mense moet leer om te bepaal watter kewers hulle benadeel en wat goed vir hulle is.

Wat volgende?

Die studie van die vlerke van die vleuel van insekte het baie verander sedert die dae van Olavi Sotavalta, wat sy ideale gerug gebruik het om die insekte te bepaal deur die geluid wat hulle uitstoot. In baie opsigte is hierdie ultra-moderne navorsing egter soortgelyk aan wat die Finse entomoloog gedoen het. Soos Sotawalta probeer moderne wetenskaplikes verskeie dissiplines te kombineer, in hierdie geval fisika en biologie, lidar en entomologie, om te leer hoe om rye in die natuur te bepaal. Hulle het egter nog baie werk voor hulle. In die toekoms sal wetenskaplike werk, wat wetenskaplikes gaan publiseer, probeer om die punte tussen lig, laser en insekte te verbind. Dan sal hulle probeer om te bewys dat navorsing oor die frekwensie van vlerke van 'n insekvleuel mense kan help om malaria en ander siektes te beheer, en ook insekte wat gewasse vernietig, te beveg. Dit is nie die werk van 'n paar maande nie. Dit is 'n projek wat vir 'n paar jaar kan sleep. Die doelwitte is egter meer as edel, en die eerste resultate is reeds behaal, sodat wetenskaplikes weet in watter rigting om te beweeg om maksimum effek te bereik.