Varakevadisel hommikul hõljus Brasiilias Bahia alevikus üle kolisev droon. Kolmsada jalga maapinnast klõpsatas väike kanister, visates selle sisu allpool asuva vabastusmehhanismi suhu. Hetkeks valitses vaikus. Siis sirutas jäisest unest värskelt ärganud sääskede särk tiibu ja asus lendu.
Kõik isendid olid meessoost, üksikud ja valmis segama - ning kui kõik sujus plaanipäraselt, tungib innukate neitsite hunnik järjekindlalt kohalikku sääskede populatsiooni, ühendades seda järgmistel päevadel tuhandete õnnelike daamidega.
Arvestades, et seal on umbes 100 sääseliiki, mis kannavad surmavaid inimpatogeene - sealhulgas malaariat põhjustavaid parasiite, aga ka Zika, dengue ja Lääne-Niiluse viirusi -, võib see tunduda apokalüptilise ulmefilmi à la puhangu hirmutav algus. Kuid see on vastupidi: selles katses lahti lastud sääsed võivad olla ühed parimad relvad nakkushaiguse leviku vastu.
Viimase kahe aasta jooksul on WeRoboticsi ja Rahvusvahelise Aatomienergiaagentuuri (IAEA) teadlaste ja inseneride meeskond katsetanud uusi võimalusi steriilsete isaste sääskede hajutamiseks piirkondadesse, kus need surmavad haigused on märatsevad. Teadlaste esimene droonipõhine proovisõit, mis viidi läbi möödunud kevadel Brasiilias, andis lootustandvaid tulemusi ja nad on juba valmistumas rohkem.
"See on tõeliselt põnev samm edasi, " ütleb Harvardi rahvatervise kooli sääsebioloog Kelsey Adams, kes pole selle tööga seotud. "Selliste uuenduslike tehnikate abil saame laiendada piirkondi, kuhu me vabastame [muudetud sääsed]."
Lõpp-eesmärk on lihtne: tõrjuge eunuhhidega välja viljakad isased ja jälgige, kui palju potentsiaalselt haigust kandvaid sääski varitseb. See niinimetatud steriilne putukatehnika on juba andnud edu põllumajanduslikes kahjurites, näiteks puuviljakärbestes, ja teistes vigades, mis tekitavad haigusi inimestelt inimesele, näiteks tsetse kärbsed. Selle tehnoloogia kasutamine sääskede puhul on aga mõnevõrra uuem nähtus.
Kui asi puudutab seda, siis steriilne putukatehnika on numbrimäng. Looduslikud populatsioonid peavad olema ujutatud laboris kasvatatud punnidega, mõnikord vähemalt 10 steriilse isase suhtega fertiilses piirkonnas. Ja ühekordne kaadamine ei tee seda trikki: regioon tuleb ikka ja jälle üleujutada, kuni looduslike sääskede populatsioon on vähenenud tähtsusetuks (ja isegi siis võib see jääda hooldusharjumuseks). Veelgi enam, mõned sääseliigid, sealhulgas Zika, dengue ja kollapalavikku edastavad sääsed Aedes aegypti, on klassikalised diivanikartulid, mis rändavad elus sageli mitte rohkem kui paarsada jalga. See suurendab veelgi ulatusliku katvuse tagamise raskusi.
Sääski saab nüüd massiliselt aretada ja steriliseerida erinevates laborikeskkondades - putukate sperma kahjustamiseks on piisav kiire kiirguskiirus. Protsess nende steriilsete sõdurite ohutuks pakkimiseks, transportimiseks ja toimetamiseks kohtadesse, kus nad teevad oma räpast tööd, on siiski omaette takistus. Suurem osa senistest jõupingutustest on seotud sõidukitest inimeste poolt põhjustatud maapealsete keskkonda viimisega, kuid konarlikud veokid viimistlemata teedel sõidavad paratamatult nende väärtuslikku lasti ja paljud haigustega kaetud piirkonnad on autoga ligipääsmatud.
Selle asemel vaatavad teadlased nüüd taeva poole.
"Droonid on tõesti mängude vahetaja, " ütleb WeRoboticsi juhtivinsener Jürg Germann.
Tehnoloogia on üllatavalt üldlevinud: mõne tuhande dollari eest saab droone osta ja neid sääskedeks muuta. Võrreldes kohmakate autodega on droonid sääskede hajutamisel vähemalt viis kuni kümme korda tõhusamad, väidab Germann. Veelgi enam, droonid on aerodünaamilised, korduvkasutatavad ja täielikult teedeta (või nende puudumisel) koormatud. Ükskõik kuhu on taevas, võib minna droon, kus on talvitunud sääsed.
Varasemas töös puuviljakärbestega on kasutatud kõrgel kohal asuvaid lennukeid. Kuid erinevalt lennukitest võivad droonid lennata madalale maapinnale, tagades suurema täpsuse ja juhtimise ning minimeerides kahjustusi, mida habras vead võivad tekitada, kui nad on veesõiduki võlvilt eemal. Mis kõige parem, droonidel pole vaja eksimustesse sattunud piloote: teadlased saavad oma kursuse kodus baasi seada ja hüvasti jätta.
Müügilolevale droonile võib teha ka sääskede limusi, nagu WeRoboticsi kaasasutaja Patrick Meier neile hellitavalt viitab, kandes korraga 50 000 sääset. (WeRobotics) Pärast aastast prototüüpimist võtsid WeRobotics ja IAEA oma jõupingutused väljakule. Nad seadsid oma vaatamisväärsused esiteks Brasiiliale, kus Aedes aegypti sääskede levitatud Zika epideemia tõi 2015. ja 2016. aastal kaasa tuhandeid sünnidefekte.
Kolme uuringu käigus levitasid teadlased Brasiilia kogukonna Carnaíba do Sertão kogukonnas 284 200 steriilset isast Aedes aegypti sääske selle aasta märtsis. Kui droonid lendasid täiskiirusel, suutsid teadlased katta mõne minutiga tuhandeid ruutjalga - ja üle 90 protsendi õhku hüppanud sääskedest näis olevat maandumine kinni.
Kohutavast tilgast üle elamine oli alles algus - IAEA sääseeksperdil Jérémy Bouyeril oli aga hea meel näha, et need droonidest pärit kutid hoidsid oma viljakate kolleegide vastu omasid, isatades iga metsase isase toodetud elujõulise muna jaoks umbes ühe steriilse muna. Bouyer on optimistlik, et suurema finaali korral jätkub numbrite tõus.
Nii varajases staadiumis on keeruline hinnata nende viljatute putukate blittide pikaajalist mõju. Kuid epideemiad tabasid siis, kui neid kõige vähem oodata on - ja putukate tõrjeks on kõik haigused eos. WeRobotics ja IAEA kavandavad juba järgmiste kuude ja aastate jooksul uusi katseid. Vahepeal töötavad Germann ja tema meeskond iga drooni võimekuse suurendamise ja sääskesuremuse minimeerimise nimel. Lõpuks loodavad teadlased intensiivse koolitusprogrammi kaudu edastada oma tehnoloogia parema versiooni kohalikele ekspertidele, luues jätkusuutliku ja isemajandava levitamissüsteemi. Aastaks 2020 plaanib WeRobotics kogu maailmas umbes 30 droonide dispetšeejaama.
"Me ei tegele ainult tehnoloogiaga probleemi lahendamisega - see pole mõju, " ütleb WeRobotics kaasasutaja Patrick Meier. “Droonid peaksid olema selle loo kangelased. Mitte lääne organisatsioonid. ”
Kuna tehnoloogia areneb edasi, võib avaneda veelgi rohkem uksi. Haigusi kandvate putukate vastu võitlemisel ei ole droonid head kahjurite pakendite paljundamiseks. Mehitamata lennukeid on juba kasutatud sääskede paljunemispaikade kaardistamiseks - mida on tülikas palja silmaga märgata ja jälgida - see võimaldab teadlastel hõlpsamini uurida sääskede käitumist ja levimist. Lisaks on droonid oma ülbe vaatepunktist suurepärane vahend insektitsiidide pihustamiseks.
Isegi sääski levitavate droonide ulatuses on kasvuruumi veel, ütleb Adams, kes uurib nakkushaiguste uurija Flaminia Catteruccia juhendamisel Anopheles sääskede paljunemiskäitumist, mis võivad kanda malaariat põhjustavaid parasiite. Droonid ei ole kindlasti liigispetsiifilised ning Bouyer, Germann ja Meier on optimistlikud, et Anopheles ja muud sääsed võivad tulevikus olla levikukõlblikud kandidaadid.
Tegelikult, kui rääkida Anopheles'i sääskedest, võiks Adams öelda, et droonid võiksid olla veelgi õnnistuseks. Anopheles ei ole letargilised tükid nagu nende Aedese nõod. Nende malaariahaigete hüppamine võib teie paugu jaoks rohkem paugu teha, sest vähem geograafilisi piirkondi võib katta sääski.
Veelgi enam, on tõendeid selle kohta, et enamik anopheles (ja mõned Aedes ) naised on suures osas monogaamsed; tegelikult on mõne Anopheles'i liigi daamide jaoks tüürimehe valik sõnasõnaline kord elus tehtav otsus. Ja hormonaalsed ja käitumuslikud uuringud Catteruccia rühmas ja teistes on näidanud, et isegi paaritumiste sääskede korral on käputäis nälkjaid ebaproportsionaalselt edukad. See tähendab paari asja: esiteks sureb enamik meessoost sääski kahjuks neitsid. Teiseks ja mis veelgi tähtsam - naised tungivad rahvahulgast läbi tõenäoliselt isase machismo näitajaks. Adams väidab, et teadlased võivad õigete stiimulite korral naissoost sääski eelistada steriilsete isaste eelistamiseks viljakatele.
Katseteks valmistudes kasvatasid IAEA teadlased laborites sadu tuhandeid Aedes aegypti sääski. (WeRobotics) Kuid steriilne putukatehnika on vaid üks paljudest strateegiatest, mille kaudu suunata nende verejanuliste putukate paljunemistsükkel. Ja kuigi see on olnud paljudes kontekstides väga tõhus, pole sellel strateegial siiski oma puudusi.
"Üks suurimaid probleeme on see, et see ei ole iseenda põlistamine, " selgitab Adams. "Vaja läheb sageli rohkem sääski kui arvata võiks."
Esiteks oleks selle laboratooriumi aretus- ja steriliseerimiskeskuste rajamine kogu maailmas tohutu feat. Brasiilias peetud väikese kogukonnaga kohtuprotsessi käigus kasvatasid WeRobotics ja IAEA üle 700 000 sääse - arvukust, mida tuleks isegi murdosa globaalse vajaduse rahuldamiseks tohutult suurendada. Ainult meessoost elanikkonna isoleerimine steriliseerimiseks ja vabastamiseks pole nii lihtne, kui tundub, ja vead võivad olla äärmiselt kulukad. Naised on hunniku vereimejad - ja seega ka haiguste saatjad. Isegi 1-protsendilise naissoost elanikkonna juhuslik vabastamine võib epideemiat tegelikult süvendada, ütles Adams.
Õnneks on palju alternatiive. Üks võimalus hõlmab sääskede tootmist, mis võivad edastada surmavaid geene nende järglastele - see on ka alatu rasestumisvastase vormi vorm. See tehnoloogia võib olla eriti võimas, kui see on konstrueeritud kõrvuti „geenipüüdlusega” - st geneetiline element, mis suunab teed kõigile järglastele, hoolimata sellest, milline vanem seda tunnust kannab. Geenivaratused levivad seega populatsioonide kaudu kiirendatud kiirusega, muutes need efektiivsemaks kui strateegiad nagu steriilne putukatehnika: Looduslikku populatsiooni võib domineerida väiksem arv putukaid, leevendades mõnevõrra vajadust sääskede massilise tootmise järele.
Üks mure, mille mõned teadlased on viimastel aastatel tõstatanud, on see, et mitmete nende meetodite eesmärk on teatud sääseliikide täielik pühkimine. Ja haigusega seotud või mitte, väljasuremine on väljasuremine.
Kuid umbes 3500 sääseliiki rändab taevas - ja paljudel neist on ökoloogilised funktsioonid kattuvad, ütles Adams. "Ühe sääseliigi elimineerimine ei pruugi tingimata põhjustada tohutuid keskkonnamõjusid, kui arvestada, et neid on tuhandeid, " selgitab ta. "Kuid muidugi peaksime siiski tegutsema ettevaatlikult."
Üks väljaulatuva genotsiidi alternatiiv on parasiitide või viiruste immuunsuse tutvustamine sääsepopulatsioonis. Koos geenipõhimõtetega võib see tehnoloogia potentsiaalselt luua püsiva liini putukaid, kellel on südamesisalduse järgi vaba verd ja mis on õnnis ka haigustevabad.
Muidugi pole need meetodid ka lollikindlad. Nii nagu bakterid, viirused ja parasiidid arendavad ravimite suhtes resistentsust, võivad sääsed ka oma väljapääsu muuta geenivahetusest ja muud tüüpi DNA-manipulatsioonidest. Isegi kui see juhtub madala kiirusega, võib üks inimene oma geneetilisi luksusi tulevastele põlvedele kiiresti levitada, kaotades aastaid vaeva.
Bouyer juhib tähelepanu sellele, et mutatsioonidega seotud tõrgetest saab mööda minna, tuginedes originaalsele kiirituspõhisele steriilsele putukatehnikale: seksuaalpartneri viljatuse geneetilise lahenduse leidmine pole lihtne. Ehkki steriilseid putukatehnikaid on kasutatud aastakümneid, lisab ta, et keerukatel ja invasiivsetel geneetilistel modifikatsioonidel võib turuletuleku teel olla rohkem takistusi, arvestades paljudes riikides kehtivaid rangeid GMO-määrusi.
Ükski sääskede tõrje strateegia ei ole tõenäoliselt üksi imerohi. Bouyeri sõnul võiks tulevikus siiski mõnda neist tehnikatest tõhusalt koos kasutada. Nagu ravimite ja muude ravimite puhul, on ka mitme vastasega korraga võitlemisel elanikkonnal palju raskem resistentsust arendada.
Igal juhul on Meier vaimustuses Air Mosquito uute reisijate võimalusest. "Me oleme lihtsalt limusiin, " ütleb ta naerdes. “Ükskõik, kuidas sääsed limusiini lähevad, on teiste ekspertide otsustada. Meie otsas, kuni seal on sääski, töötab [tilk] - sõltumata sellest, kuidas neid on muudetud. ”
