On soe suve pärastlõuna Tansaania Lupiro külas ja Mikkel Brydegaard hiilib telliskivimajakeses, üritades katkist laserit parandada. Tema kõrval, kõrgel statiivil, osutavad kolm teleskoopi läbi akna kauguses oleva puu kohal. Sülearvuti toetub ülespööratud kasti, oodates signaali vastuvõtmist.
Seotud sisu
- Muusika või loomade väärkohtlemine? Kassiklaveri lühiajalugu
Töötava laseriga tuntakse seda süsteemi lidari moodi radarina, ütleb Brydegaard, kuid raadiolainete asemel kasutatakse laserit. Seadistus peaks koguma täpseid andmeid malaaria sääskede liikumise kohta. Kuid kui päike väljas loojuma hakkab, läheb Brydegaard närvi. Tema ja ta kolleegid on nädala Tansaanias veetnud ning nende seade pole andmete kogumist veel alustanud. Nad on peaaegu aegunud.
Homme kustutab Tansaania kohal päikesevarjutus päikese - see on sündmus, mis toimub siin vaid kord iga paarikümne aasta tagant ning et Brydegaard ja tema meeskond Rootsis Lundi ülikoolist on sõitnud tuhandeid miile vaatama. Nende otsene eesmärk on teada saada, kas eclipse mõjutab haigust kandvate putukate käitumist. Nende suurem ülesanne on aga näidata, et laserid võivad putukate uurimisel pöörde muuta.
Lidar hõlmab laserkiire tulistamist kahe punkti vahel - sel juhul onni ja puu vahel. Kui putukad lendavad läbi tala, hajuvad nad ja peegeldavad valgust tagasi teleskoopide külge, genereerides andmeid, millest teadlased loodavad erinevaid liike tuvastada. Ajal, mil kahjurid hävitavad piisavalt toitu, et terveid riike ülal pidada, ja kui putukate kaudu levivad haigused tapavad igal aastal sadu tuhandeid inimesi, võib selline talade ja läätsede paigutus miljonite elusid paremaks muuta.
Kuid ilma töötava laserita ei loeta Tansaania reisile midagi.
Juba on meeskond jõudnud loobumisele lähedale. Mõni päev tagasi nende kaks suure võimsusega laserit ei töötanud. “Minu esimene mõte oli, olgu, pakkige kõik kokku, suundume tagasi, ” räägib Brydegaard. “Tansaanias pole kusagilt leida varuosa.” Ta mõtles kibestunult nende kümnete tuhandete dollarite peale, mille nad olid kulutanud seadmetele ja reisidele. Siis kõndis ta aga oma kraadiõppuri Samuel Janssoni abil linna ja sirvisid pudelite õlle vahel läbi telefoni kontaktide. Võib-olla hakkasid nad mõtlema, kas reisi oli ikkagi võimalik päästa.
*
Laserid võivad olla tipptasemel tööriist putukate tuvastamisel, kuid lidarimeetodi keskmes on elegantne ja sajandeid vana entomoloogia põhimõte. Peaaegu kõigil lendavate putukate liikidel, alates koidest ja keskmiselt kuni sääskedeni, on ainulaadne tiibu sagedus. Näiteks naissoost Culexi stigmatosoomi sääsk võib oma tiibu lüüa sagedusega 350 hertsi, isane Culex tarsalis aga sagedusel 550 hertsi. Nende erinevuste tõttu on putuka tiivakell nagu sõrmejälg. Ja viimastel aastatel on tiibupeetuse uuringud taastunud, eriti inimeste tervise valdkonnas.
Ammu enne lasereid või arvuteid mõeldi wingbeat kuuldava - isegi muusikalise - mõttes. Tähelepanelik kuulaja oskas kärbseseisu klaveri klahvile sobitada. Loodusfilosoof Robert Hooke tegi seda 17. sajandil täpselt: „Ta oskab öelda, kui palju lööke kärbes tiibadega teeb (need kärbsed, kes lendavad), märkusega, millele see vastab musique'is nende lendamise ajal, ”kirjutas Briti riigiteenistuja ja Hooke’i sõber Samuel Pepys.
Kuid asjaolu, et Hooke tugines oma kõrvadele, pidi tema leidude edastamise raskeks tegema. Teadmisi jagati traditsiooniliselt teaduslike tööde, kirjade ja näidisjooniste kaudu ning seetõttu kippusid entomoloogid lootma nägemisele, mitte kuulmisele. "Valdkonna fookus on pikka aega olnud väga, väga kitsas, " ütleb entomoloog ja epidemioloog Laura Harrington, New Yorgi osariigi Cornelli ülikool.
20. sajandil hakkasid teadlased aga hallitust purustama. Peamine tiibu tuvastamise meetod oli visuaalne: kronofotograafiline meetod, mis hõlmas kiire järjestikuse fotode tegemist. Sellel oli oma piiranguid ja väheste silmaga teadlaste arvates oli Robert Hooke kuuldavale lähenemisele eelis - eriti Soome entomoloog Olavi Sotavalta, kellel oli haruldane kingitus absoluutse helitugevuse kohta. Nii nagu absoluutse kõlaga helilooja võiks muusikalise lõigu kõrva järgi transkribeerida, oskas Sotavalta ilma klaveri abita tuvastada sääse tiibade täpse tooni.
(© Matteus hobune) “Akustiline meetod võimaldab putukaid vabal ajal jälgida, ” kirjutas Sotavalta 1952. aasta ajakirjas Nature . Teisisõnu, kuna tal oli absoluutne helikõrgus, sai Sotavalta teha tiibuvaatlusi mitte ainult laboratooriumis asuvate kaamerate, vaid ka loodusega, oma kõrvadega. Teadlasi informeerivad ja piiravad aistingud, mida nad valivad kasutada.
Sotavalta omapärane lähenemisviis teadustööle viitab sellele, et teatud teadusharude kokkupõrkel ilmnevad teatud teaduslikke teadmisi: ta kasutas kannu kõrva mitte ainult uurimistööde ajal liikide tuvastamiseks, vaid ka muusika jaoks. "Tal oli ilus lauluhääl, " ütleb Petter Portin, kes oli geneetika emeriitprofessor, kes oli kunagi Sotavalta õpilane. Portin mäletab teda kui pikka saledat meest, kes kandis alati sinist laborikatet.
Sotavalta artiklid Soome Rahvusraamatukogus on uudishimulik kombinatsioon kirjadest, monograafiad putukakäitumisest ja noodid. Mõned tema kompositsioonid on nimetatud lindude ja putukate järgi.
Soome Zooloogia Seltsi Annalsis avaldatud Sotavalta üks veidramaid dokumente dokumenteerib hämmastavalt detailselt kahe konkreetse ööbiku laule. Sotavalta kuulis neid järjestikuste suvede ajal oma Lempäälä suvemajas viibides. Paber iseenesest tundub kuiv, kuni saab selgeks, et ta proovib rakendada linnuteel muusikateooriat.
“Kahel järjestikusel aastal esinenud kahe Sprosseri ööbiku ( Luscinia luscinia L. ) laul salvestati akustiliselt ja esitati tavapärase kõlapildiga, ” kirjutas ta.
Sellele järgneb ligi 30 lehekülge märkmeid, graafikuid ja lindude rütmi ja tonaalsuse analüüsi. Pärast kahe laulu sarnasuse esiletõstmist kuulutab ta: „Kuna laulmiskoha vahel oli väike vahemaa, jõuti järeldusele, et nad olid võib-olla isa ja poeg.” Tundub, nagu oleks tema teos otsimas mingit laadi. muster, mingi muusikaline idee, mida jagavad sama liigi liikmed.
Tema artikkel looduses oli aga pigem järeldus. Seal kirjeldab Sotavalta oma “akustilise meetodi” kasutamist putukate tuvastamiseks oma absoluutse helikõrguse abil ning teoreerib putukate tiiburütmi peensusi: kui palju energiat see kulutab ja kuidas see varieerub vastavalt õhurõhule ja keha suurusele. Isegi nii kinnitasid teadlased nagu Brydegaard alles aastakümneid tiivakeha olulisust putukate - näiteks malaariat kandvate sääskede - uurimisel.
*
Tansaanias pole Brydegaardil, Janssonil ja inseneril Flemming Rasmussenil absoluutset helikõrgust - ja isegi kui nad seda teeksid, ei aitaks see palju. Külas ja selle ümbruses on miljoneid putukaid ja nad droonivad edasi sümfoonias, mis ei lõpe kunagi.
Neil teadlastel on innukalt kõrva asemel kõrgtehnoloogiline vidin ja kaks katkist laserit. Ja nende telefonid.
Kui laserid ebaõnnestusid, kulus lahenduse leidmiseks paar valet alustamist. Côte d'Ivoire'i teaduril oli töötav laser, kuid ta viibis USA-s. Brydegaard kaalus posti teel asendamise saatmist, kuid teadis, et tänu tollile ja ööpäevase autosõidu kaugusel Dar es Salaami lennujaamast ei jõua see tõenäoliselt varju õigeks ajaks.
Lõpuks saatsid nad tekstsõnumi oma kaubanduspartneri FaunaPhotonics tegevjuhile Frederik Taarnhøjile ja küsisid, kas ta kaalub Rootsist pärit teadlase saatmist koos mõnede tagavaralaseritega. Taarnhøj ütles jah.
Nii tegi kolmik paar meeletuid kõnesid ja veenis lõpuks teist kraadiõppurit Elin Malmqvisti järgmisel päeval lennukisse astuma. Kui ta seda tegi, kandis ta kohvris kolme väikest metallkasti.
Saaga polnud aga veel lõppenud. Isegi pärast viimaseminutilise lennu suuri kulutusi esimene asendamine ebaõnnestus: Brydegaard ajas kiirustades anoodi segamini katoodiga, mis lühistas laserdioodi. Teine laser andis kiire, kuid seletamatult oli see nii nõrk, et oli kasutamiskõlbmatu.
See on viimane laser, mille Brydegaard nüüd lahti võtab, lootes, et vähemalt see töötab ootuspäraselt. Selleks ajaks, kui ta selle statiivile kruvib, on see peaaegu loojang ja tema loksutamine on käegakatsutav. Tunni aja jooksul on isegi töötava laseriga kalibreerimiseks liiga pime. Sellel seadmel sõidab kõik.
*
Laura Harringtoni laboratoorium Cornelis näeb välja pisut nagu restoraniköök. Mis sarnaneb sügavkülmiku uksega, viib tegelikult inkubatsiooniruumi. See on niiske ja luminofoorlampidega valgustatud. Riiulid on kaetud hoolikalt märgistatud karpidega. Harrington näitab mulle sääsemunasid selliste ühekordselt kasutatavate konteinerite sees, kuhu supi vedada. Konteinerite ülaosas on sääskede põgenemise vältimiseks mingi võrk - pruudi loor, ütleb ta mulle. Meetod pole päris lollikindel. Mõned sääsed on pääsenud ja vestluse ajal sumisevad nad meie kõrvade ja pahkluude ümber.
Kui räägime Sotavalta lähenemisviisist, siis ütleb Harrington, et ta oli oma ajast kindlalt ees. Isegi viimastel aastatel ei mõistnud teadlased, kes arvasid sääski kuulata, ka seda, kui palju putukaid on võimelised kuulama. “Pikka aega arvasid teadlased, et naissoost sääsed olid kurdid - et nad ei pööranud helile üldse tähelepanu, ” räägib Harrington.
Kuid 2009. aastal pani Harrington selle kauaaegse oletuse proovile. Ebatavalises ja keerulises katses lõid ta ja ta kolleegid naissoost Aedes aegypti sääse juustele, paigaldasid mikrofoni lähedale ja asetasid mõlemad tagurpidi kalapaaki. Seejärel lasid nad paagi sees isased sääsed ja salvestasid tulemused.
Meeskonna leiud hämmastasid Harringtonit ja viisid läbimurdeni heli ja entomoloogia uurimisel. Aedes aegypti viis läbi omamoodi keset õhku paaritumistantsu, millel oli kõik pistmine heliga. Naissoost sääsed mitte ainult ei reageerinud meeste helidele, vaid näisid suhtlevat ka nende enda helidega. "Avastasime, et mehed ja naised laulavad tegelikult üksteist, " räägib Harrington. "Need harmoneeruvad vahetult enne paaritumist."
Seda "paarituslaulu" ei loo häälepaelad. Seda toodetakse tiibade lehvitades. Normaalse lennu ajal on isastel ja naissoost sääskedel pisut erinevad tsenderdused. Kuid Harrington leidis, et paaritumisprotsessi ajal joondasid isased tiibu löömise sageduse emasloomade omaga.
"Me arvame, et naine proovib isast, " selgitab Harrington. “Kui kiiresti suudab ta harmooniliselt ühtlustuda.” Kui jah, võivad sääselaulud toimida nagu kuulmispaabuliku tunnusjooned. Näib, et need aitavad naistel kõige tihedamaid semusid tuvastada.
(© Matteus hobune) Neid tulemusi silmas pidades ja Bill & Melinda Gates'i fondi hiljutise toetusega on Harringtoni labor alustanud uudse sääsepüünise väljaarendamist. Sarnaseid projekte on läbi viinud muu hulgas Austraalia James Cooki ülikooli ja New Yorgi Columbia ülikooli meeskonnad.
Teadlase jaoks on praegu eksisteerivatel sääsepüünistel puudusi. Keemilisi püüniseid tuleb uuesti täita, samal ajal kui elektrilised püünised tapavad sääski; Harrington soovib, et tema uus lõks kasutaks heli jõudu elusate isendite jälitamiseks ja uurimiseks. See kombineeriks väljakujunenud meetodeid sääskede, näiteks kemikaalide ja vere ligimeelitamiseks, koos salvestatud sääsehelidega, et jäljendada paarituslaulu. Oluline on see, et seda saaks kasutada mõlemast soost sääskede püüdmiseks.
Ajalooliselt on teadlased keskendunud emaste sääskede püüdmisele, kes kaks korda päevas käivad imetajaid hammustamas - ja mis võivad kanda malaaria parasiiti (isastel seda pole). Kuid teadlased on viimasel ajal hakanud pidama isaseid sääski ka malaaria tõrje oluliseks osaks. Näiteks hõlmab üks praegune ettepanek haiguse ohjeldamiseks geneetiliselt muundatud isaste vabastamist, kes toodavad viljatuid järglasi, et vähendada haigust kandvate sääskede populatsiooni antud piirkonnas.
Harrington loodab, et akustiline lõks - kasutades paarituslaulu, mis isaseid köidab - aitaks selliseid uusi strateegiaid teha võimalikuks. "See, mida me proovime teha, on tegelikult mõelda väljaspool kasti ja leida uusi ja uudseid viise nende sääskede tõrjeks, " ütleb ta.
*
Kui viimane laser lõpuks paigas on, libistab Brydegaard lüliti. Ühtäkki ilmub statiivi kõrvale sülearvuti ekraanile väike valge täpp. Kõik hingavad kergendatult: laser töötab.
Meeskond - kuhu kuuluvad Brydegaard, Jansson, Malmqvist ja Rasmussen - veedab viimased 15 minutit päevavalgust, suunates tala fookusesse. Muud kui mõned kohalikud lapsed, kes hüüavad “ mzungu ” - suahiili heledanahalise välismaalase pärast -, ei paista keegi eriti häirivat, kui eurooplased teleskoopidega tiksuvad .
Päikeseloojang viskab Lupiro ümbruse soisesse maastikku ilusa, pehme valguse, kuid see tähistab ka malaaria leviku algust. Kui pimedus hakkab langema onnile, kuhu on seatud lidarisüsteem, jalutavad külaelanikud põldudelt sisse; toiduvalmistamise lõkkest tõusevad suitsusambad. Siinsed kohalikud elanikud sõltuvad elatiseks riisist: klambrit pakutakse kaks söögikorda päevas ja tolmuse peatee ääres kuhjuvad riisitükid sügisel nagu lehed. Kuid riisipõllud vajavad seisvat vett ja seisev vesi soodustab malaaria sääski. Putukad on juba meie jalgade ümber sumisema hakanud.
Nüüd, kui õhtu on meie ümber asunud, on lidarisüsteem lõpuks hakanud salvestama andmeid. Meeskond istub pimedas onni ümber; bensiinigeneraator on väljaspool, toites laserit ja arvutit. Sülearvuti ekraanil sakiline punane joon näitab piike ja orusid. Brydegaard ütleb mulle, et igaüks neist kajastab kaja taladest. Umbes hämaruse ajal võivad iga minut tala ületada kümned või sajad putukad. Jälgime perioodi, mida entomoloogid nimetavad tipptunniks - tegevuse laine, mis algab siis, kui naissoost sääsed künnavad külla ja alustavad toidu otsimist.
Tansaania maineka Ifakara terviseinstituudi meditsiiniline entomoloog Nicodemus Govella - FaunaPhotonics'i kohalik partner - on näinud õhtust sääsetõmmet sadu, isegi tuhandeid kordi. Ta teab, mis tunne on väriseda ja oksendada, kui malaaria parasiit kinni võtab; ta on kogenud sümptomeid ikka ja jälle. "Lapsepõlves ei oska ma mitu korda loota, " räägib ta mulle.
Kui Tansaania epidemioloogid peavad sõda malaaria vastu, töötab Ifakara terviseinstituut nagu luureministeerium - see jälgib malaaria sääskede hammustuste tihedust, jaotust ja ajakava. Govella sõnul oli sääskede jälgimise „kuldstandard” meetod, mida nimetatakse inimeste lossimiseks. See on vähese tehnoloogiaga, kuid usaldusväärne: vabatahtlikule antakse malaaria leviku tõkestamiseks ravimeid ja ta istub siis väljas paljajalu jalgadega, lastes sääskedel maanduda ja hammustada.
Probleem on selles, et malaaria vastu kaitsmiseks enam ei piisa. Liiga palju muid haigusi, dengue palavikust Zikani, levitavad ka sääsed. Seetõttu peetakse inimeste lossimist nüüd laialdaselt ebaeetiliseks. "See annab teile teavet, kuid on väga riskantne, " ütleb Govella. “Teised riigid on selle juba keelanud.” Kuna tervishoiuametnikud loobuvad vanast malaaria jälgimise ja tõrje strateegiast, võtab eksperimentaaltehnikate väljatöötamine kiiresti kasutusele uue kiireloomulisuse - kuhu laserid sisse tulevad.
Tansaania osades on malaaria tänu osaliselt voodivõrkudele ja pestitsiididele “tohutult alla käinud”, räägib Govella. Kuid haiguse likvideerimine on osutunud raskesti saavutatavaks. Mõnel sääskel on välja arenenud vastupidavus pestitsiididele. Samamoodi aitasid voodipesu viia öise ülekande kontrolli alla - kuid sääsed on oma käitumist kohandanud, hakates hämaras ja koidikul hammustama, kui inimesed pole kaitstud.
2008. aastal nakatus Govella tütar malaariasse. Tagasi mõeldes muutub Govella viis; tema täpne meditsiinikeel annab võimaluse vaikseks kireks. "Ma ei taha isegi meenutada, " ütleb ta. "Kui selle mälu juurde jõuan, toob see mulle tõesti palju valu."
Varases staadiumis võib malaaria tunduda tavalise külmetuse põhjusena, mistõttu on teadlaste eksliku diagnoosi vältimiseks nii oluline, et teadlastel oleks vahendeid parasiidi ja seda kandvate sääskede leviku jälgimiseks. Tema tütre puhul osutus teabe puudus traagiliseks. "Kuna seda ei tuvastatud varsti, liikus see krampide tasemeni, " räägib Govella. Lõpuks suri tema tütar malaaria tüsistustesse. Pärast seda on ta peaaegu iga päev likvideerimisele mõelnud.
"Ma vihkan seda haigust, " ütleb Govella.
*
Malaaria püsivus on teadlaste põlvkondi pettunud. Rohkem kui sajand pärast parasiidi avastamist põeb see igal aastal endiselt sadu miljoneid inimesi, kellest pool miljonit sureb. Harringtonil on oma mälestused haiguse põhjustatud laastavastusest: 1998. aastal reisis ta Tais katsete sarja ja nakatus ise malaariasse. "Olin miili ja miili ümber ainus välismaalane, " ütleb naine. Palaviku tekkides hakkas Harrington mõistma uuritud haiguse tegelikku koormust.
"Ma võiksin end kujutada Tai külaelanikuna, kellel on need haigused, " räägib ta mulle. Ta oli lähimast haiglast kaugel ja tundis end üksikuna. “Tundsin, et kui ma sureksin, siis ehk inimesed ei leiaks seda.” Lõpuks leidis keegi ta üles ja pani ta pikapiga tagant. Ta mäletab, kuidas uppus deliiriumisse, kui ta vaatas ventilaatorit, mis keerles lõputult laes. "Ma nägin õde, kellel oli süstal, mis oli täis lillat vedelikku, " meenutab naine. See tuletas talle meelde, kui ta töötas aastaid varem veterinaarkliinikus, kus kasutati haigete loomade eutanaasiaks lilla süste. "Ma arvasin, et see oli lõpp."
Lõpuks puhkes palavik ja Harrington teadis, et kavatseb ellu jääda. "Tundsin oma elu üle uskumatult tänu, " ütleb ta. Need kogemused panid teda oma uurimistööle veelgi pühenduma. "Tundsin, et mul on võimalus proovida pühendada oma karjäär millelegi, mis võib lõpuks teisi inimesi aidata."
Malaaria on ilmekas näide sellest, kuidas putukad ohustavad inimeste tervist, kuid on ka palju muid viise, kuidas need kahjustada võivad. Putukad levitavad ka teisi mikroobseid haigusi. Siis on nende mõju põllumajandusele. ÜRO Toidu- ja Põllumajandusorganisatsiooni andmetel hävitavad putukakahjurid viiendiku ülemaailmsest saagikusest. Teisisõnu, kui maailma põllumeestel oleks paremaid viise liikide, näiteks rohutirtsude ja mardikate tõrjeks, saaksid nad toita miljoneid inimesi rohkem.
Pestitsiidid vähendavad putukate tekitatavat kahju, kuid valimatult kasutamisel võivad need kahjustada ka inimesi või tappa putukad, kellele me usaldame. Oleme endiselt sügavalt sõltuvuses tolmeldajatest nagu mesilased, koid ja liblikad, kuid 2016. aasta raport näitas, et 40 protsenti selgrootute tolmeldajaliikidest on väljasuremisohus. Just selle armastuse-vihkamise tõttu putukatega vajame hädasti paremaid liike erinevate liikide jälgimiseks - paremaid viise, mis meid eristavaid vigu ja meile haiget tegevaid vigu eristaksid.
(© Matteus hobune) *
Varjutuse päeval, vahetult enne keskpäeva, kulgeb Lupiro kohal sinistes taevades päikese ees kuu must ketas. Rühm lapsi on kogunenud ringi; nad hoiavad käes väikesi keevitusklaasi plaate, mille Skandinaavia teadlased endaga kaasa tõid. Läbi rohelisest toonist klaasi vaadates näevad lapsed päikese kitsenevat poolkuu.
Küla meie ümber on hämaraks muutunud; meie varjud on muutunud vähem eristatavaks. Valguse järgi otsustades on tunne, nagu oleks kohale jõudnud äkiline torm või on keegi pööranud tuhmiks, mis on pannud päikese loojuma. Rootsi teadlased soovivad koos oma partneritega Ifakara Terviseinstituudis ja FaunaPhotonics teada saada, kas pimenemise hämaras muutuvad putukad aktiivsemaks, nagu ka videvikus.
Ekraanil jälgime punaseid tippe, mis on taas kiirenenud - mitte nii palju, kui nägime päikeseloojangul ja päikesetõusul, vaid rohkem kui tavaliselt. Sellel andmetel on oluline põhjus: kui sääsed on varjutuse ajal aktiivsemad, soovitab see, et nad kasutaksid kiiga valgust, teades, millal igal hommikul ja õhtul tõusevad tõusva ja loojuva päikese hämarusest.
Kui andmeid koguneb, räägivad teadlased minust läbi selle, mida me vaatame. Lidar töötati algselt välja palju suuremahuliste nähtuste, nagu näiteks atmosfääri keemia muutuste, uurimiseks. Seda süsteemi on lihtsustatud miinimumini.
Kõigil kolmel statiivi teleskoobil on eraldi funktsioon. Esimene suunab väljuva laseriga umbes poole kilomeetri kaugusel asuva puu juurde. Puutüve külge naelutatud on must tahvel, kus tala lõpeb. (Laseri tee puhastamiseks pidi doktorant Jansson lõikama tee läbi alusharja machete abil.)
Kui putukad lendavad läbi laserkiire, põrkavad peegeldused seadme peksmise tiibade tagant tagasi ja nad korjatakse teise teleskoobi abil. Kolmas teleskoop võimaldab meeskonnal süsteemi sihtida ja kalibreerida; kogu aparaat on ühendatud sülearvutiga, mis andmeid koondab. Ekraanil tantsivad punased tipud tähistavad laserkiirega ületavaid putukaid.
Peegelduste salvestamiseks, mida Brydegaard nimetab “atmosfääri kajaks”, teeb lidarisüsteem 4000 pilti sekundis. Hiljem kasutab meeskond algoritmi, et kammida läbilõikeid tiibasageduse sageduse kohta - iga liigi sõrmejälg.
Teisisõnu saavutab see seade optika abil selle, mida Olavi Sotavalta oma kõrvadega saavutas ja mida Harrington on mikrofoni abil saavutanud.
Kuid lidari andmetes on mõned üksikasjad, mida inimese kõrv ei suutnud kunagi märgata. Näiteks kaasnevad putuka tiibade löögisagedusega kõrgema asetusega harmooniad. (Harmoonikud pakuvad viiuli kõlale rikkust; nad vastutavad summutatud kitarrikeele tekitatud resonantsi eest.) Lidarsüsteem suudab lüüa harmoonilisi sagedusi, mis on inimese kõrva jaoks liiga kõrged. Lisaks on laserkiired polariseeritud ja kui need erinevad pinnad peegeldavad, muutub nende polarisatsioon. Muutuste suurus võib Brydegaardile ja tema kolleegidele öelda, kas putuka tiib on läikiv või matt, mis on kasulik ka erinevate liikide eristamisel.
Kuna päikese tume ketas hakkab taas heledama, kopeerivad teadlased pilte ja proovivad ilma suurema eduta selgitada, kuidas laserid kohalikele lastele mõjuvad. Nüüd, kui andmed voolavad, on lidarisüsteemi ülesseadmisega kaasnenud pinged lihtsalt ära sulanud.
Lõpuks näib olevat selge, et eksperimendi kõrge hinnasilt pole asjatu. Meeskond kulutas lidarisüsteemile umbes 12 000 dollarit, välja arvatud võrdselt kopsakad transpordi- ja tööjõukulud. "See kõlab Aafrika külas seistes palju, " tunnistab Brydegaard. Teisest küljest võivad atmosfääri uurimiseks kasutatavad vanemad lidarivormid maksta sadu tuhandeid dollareid. Vahepeal arvutataks malaaria koorem miljarditesse dollaritesse - kui seda üldse saaks arvutada.
Paari tunni jooksul põleb taas eredalt päikese ümmargune ring. Paar tundi pärast seda on see hakanud sättima.
Lupiro ümbruse soistest põldudest lennavate sääskede tõrjumiseks rakendame uuesti veepritsi. Siis kõnnime linna õhtusöögiks, mis nagu tavaliselt sisaldab ka riisi.
*
Kolm kuud pärast katset helistasin FaunaPhotonicsile, et teada saada, kuidas nende analüüs edeneb. Pärast nii paljude laserite ebaõnnestumist tahtsin teada, kas lõplik oli andnud neile vajalikud tulemused.
Andmed olid räpane, öeldi. "Umbes toiduvalmistamise ajal on õhus palju suitsu ja tolmu, " ütles meeskond tagasi toodud andmete analüüsi eest vastutav insener Jord Prangsma. Ta lisas, et näib, et andmed näitavad selgelt eristatavaid tiibu. Kuid üks asi on neid lööke graafikul märgata. "Teisele arvutile öelda:" Palun leia mulle õige sagedus "on teine asi, " ütles ta. Erinevalt Sotavallast, kes oli uurinud üksikisikuid, oli Tansaania meeskond kogunud andmeid paljude tuhandete putukate kohta. Nad üritasid kõiki neid tiibu korraga analüüsida.
Kuid takistused ei olnud ületamatud. "Suuremat aktiivsust näeme keskpäeva paiku, " ütles Samuel Jansson, rääkides varjutuse andmetest. See viitab sellele, et sääsed kasutasid tõepoolest kiigana valgust, et tipptunnil toitu otsida. Prangsma lisas, et tema väljatöötatud algoritm on hakanud olulisi andmeid eraldama. "Teaduslikust seisukohast on see väga rikas andmekogum, " ütles ta.
Järgnevate kuude jooksul jätkas FaunaPhotonics edasiminekut. "Vaatamata esialgsetele laserprobleemidele, " kirjutas Brydegaard hiljutises meilis, "süsteemid toimisid kõiki meie ootusi rahuldades."
Iga päev, mil süsteem töötas, olid tema sõnul salvestanud uskumatud 100 000 putukavaatlust. „On märke, et putukate liike võib eristada mitut liiki ja soolist klassi, “ jätkas Brydegaard.
Koos oma Lundi ülikooli kolleegidega avaldab Brydegaard tulemused; FaunaPhotonics kui tema äripartner pakub oma lidarseadet koos analüütiliste teadmistega ettevõtetele ja teadusorganisatsioonidele, kes soovivad jälgida putukaid valdkonnas. "Kui meil on klient, kes on huvitatud teatud liikidest, siis kohandame algoritmi liikide sihtimiseks natuke, " selgitas Prangsma. “Iga andmestik on ainulaadne ja sellega tuleb tegeleda omal moel.” Hiljuti alustas FaunaPhotonics kolmeaastast koostööd Bayeriga, et jätkata oma tehnoloogia arendamist.
Tiibupete uurimine on jõudnud uskumatult kaugele, kuna Olavi Sotavalta kasutas putukate tuvastamiseks absoluutset pigi - ja siiski erineb Skandinaavia teadlaste töö mõnes mõttes väga vähe Soome entomoloogi töödest. Nii nagu Sotavalta, viivad nad looduses mustrite paljastamiseks kokku erinevad teadusharud - antud juhul füüsika ja bioloogia, lidari ja entomoloogia. Kuid neil on veel palju tööd teha. FaunaPhotonics ja tema partnerid alustavad peatselt ilmuvas paberlehes punktide ühendamist valguse, laserite ja sääskede vahel. Siis proovivad nad näidata, et tiibu sageduse uurimine võib aidata inimestel tõrjuda muid haigusi peale malaaria ja putukaid, mis hävitavad põllukultuure.
"See on teekond, mis ei ole paar kuud, " ütles insener Rasmussen. "See on teekond, mis kestab aastaid edasi."
Selle artikli avaldas esmakordselt Wellcome on Mosaic ja see avaldatakse siin Creative Commonsi litsentsi all.
