Per combattere la malaria, gli scienziati stanno rivitalizzando un'area di ricerca che è sia biologia che musica. Stiamo parlando della frequenza dei flap alari. A cosa potrebbe portare un simile scontro di discipline apparentemente incompatibili? E perché le persone dovrebbero ascoltare gli insetti?
Metodo Lidar
Per questo, si prevede di utilizzare il metodo lidar. La sua essenza è creare radiazioni laser tra due oggetti. Quando gli insetti volano attraverso un raggio laser, la luce da essi verrà riflessa nei telescopi, creando dati che gli scienziati sperano di riconoscere specie diverse. In un momento in cui gli insetti distruggono i raccolti che possono nutrire le popolazioni di diversi paesi e altri insetti trasportano malattie che uccidono centinaia di migliaia di persone ogni anno, questo sistema di raggi e lenti ha il potenziale per migliorare la qualità di milioni di vite.
Caratteristiche di frequenza
Naturalmente, i laser sono un'importante tecnologia all'avanguardia utilizzata nel metodo lidar, ma al centro c'è l'elegante e secolare principio dell'entomologia. Quasi ogni tipo di insetto volante, dalle falene alle zanzare, ha la sua frequenza unica di lembo. La femmina di una specie di zanzara sbatte le ali a una frequenza di 350 hertz, mentre la femmina di un'altra specie ha una velocità di battito delle ali di 550 hertz. A causa di questa differenza, il lembo dell'ala di un insetto è analogo a un'impronta digitale umana. E negli ultimi anni, il campo scientifico dello studio della frequenza dei battiti d'ali degli insetti sta attraversando il Rinascimento, soprattutto nel campo della salute umana.
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Tecnica di Hook
Molto prima dell'avvento dei laser e dei computer, i lembi delle ali erano pensati in senso uditivo (o anche musicale). Un ascoltatore attento potrebbe abbinare il ronzio di un particolare insetto a una nota del pianoforte. Questo è esattamente ciò che fece il filosofo naturale Robert Hook nel XVII secolo. Poteva dire quanti battiti d'ala fa un particolare insetto confrontando il suo suono con il suono di una nota particolare. Ma il fatto che Hook si affidasse esclusivamente al proprio udito creò difficoltà insormontabili nel trasferire le sue conoscenze ad altre persone. La conoscenza era solitamente diffusa attraverso giornali scientifici, lettere e disegni di rappresentanti di varie specie, quindi gli entomologi si affidavano più alla vista che all'udito. Per un lungo periodo di tempo, questo campo scientifico ha avuto un focus molto, molto ristretto.
Interesse rinnovato
Tuttavia, nel ventesimo secolo, gli scienziati hanno iniziato a interessarsi nuovamente a quest'area, poiché il modo principale per determinare la frequenza dei battiti alari è diventato visivo. Era il metodo cronografico, grazie al quale venivano create una serie di fotografie con un frame rate elevato. Tuttavia, questo metodo aveva i suoi limiti, quindi molti ricercatori credevano che il metodo di Hook fosse ancora il migliore. Tra loro c'era Olavi Sotavalta, un entomologo finlandese dotato di un udito perfetto. Come compositore con un udito perfetto, in grado di trascrivere un brano musicale a orecchio, Sotavalta è stato in grado di determinare il tono esatto delle ali di una zanzara senza bisogno di un pianoforte.
Metodo moderno
Ora, grazie alle alte tecnologie che utilizzano il metodo lidar, puoi registrare fino a quattromila fotogrammi al secondo. Successivamente, gli scienziati utilizzano uno speciale algoritmo che determina il battito delle ali su questi fotogrammi, calcolando la loro frequenza e determinando così "l'impronta digitale" dell'insetto. In altre parole, questo metodo raggiunge ciò che Sotavalta è stato in grado di ottenere con il suo udito perfetto, ma ora questi dati possono essere elaborati e trasmessi ad altri scienziati.
Problemi di esperimento
Naturalmente, ci sono vari problemi associati a questo esperimento. Ad esempio, quando nell'area in cui si è tenuto, le persone hanno iniziato a cucinare cibo, c'era fumo nell'aria, che non consentiva un'adeguata valutazione degli insetti, e gli insetti stessi non si comportavano come al solito. Tuttavia, in un modo o nell'altro, gli scienziati hanno ricevuto risultati abbastanza chiari. Ma una cosa è vedere il volo di un insetto sul grafico dell'apparato, ed è un'altra cosa dire al computer "Per favore, determina la frequenza appropriata per me". A differenza di Sotavalta, che osservava i singoli insetti singoli, gli scienziati in questo esperimento hanno ottenuto dati su migliaia di insetti e allo stesso tempo hanno cercato di analizzare tutti questi dati contemporaneamente. Gli scienziati hanno speso circa dodicimila dollari per il loro primo esperimento utilizzando il metodo lidar. Vale davvero la pena spendere tali somme di denaro? Non sarebbe stato meglio utilizzarli per altre esigenze? Come mostrano i risultati, l'esperimento non è stato privo di significato o inutile, si è rivelato più che riuscito, sebbene sempre più difficoltà siano sorte prima che gli scienziati più e più volte. Adesso possono, ad esempio, riconoscere la frequenza delle ali delle zanzare portatrici dell'orrenda e spesso fatale malattia della malaria.
Perché è necessario?
La malaria è uno degli esempi più chiari di come gli insetti possano minacciare la salute umana. Tuttavia, ci sono molti altri modi in cui gli insetti possono danneggiare gli esseri umani. Gli insetti sono portatori di malattie microbiche. Hanno anche un impatto molto grave sull'agricoltura. Secondo l'Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura delle Nazioni Unite, gli insetti uccidono circa un quinto del raccolto della Terra. In altre parole, se gli agricoltori avessero modi migliori per controllare locuste e vari coleotteri, potrebbero sfamare centinaia di milioni in più. I pesticidi riducono i danni causati dagli insetti, ma se usati indiscriminatamente, come spesso si fa, possono danneggiare sia l'uomo che gli insetti benefici. Per esempio,Gli esseri umani fanno molto affidamento su api, falene e farfalle come impollinatori, ma uno studio del 2016 ha rilevato che circa il 40% delle specie di impollinatori invertebrati è in pericolo. È a causa di questa relazione con gli insetti che le persone devono cercare modi migliori per identificare le specie. In poche parole, gli esseri umani devono imparare a identificare quali insetti li stanno danneggiando e quali sono utili.
Qual è il prossimo?
Lo studio della frequenza del battito alare degli insetti è cambiato molto dai tempi di Olavi Sotavalta, che usava il suo udito perfetto per identificare gli insetti dal suono che emettono. Per molti versi, tuttavia, questo studio all'avanguardia è simile a ciò che ha fatto l'entomologo finlandese. Come Sotavalta, gli scienziati moderni stanno cercando di combinare più discipline contemporaneamente, in questo caso fisica e biologia, lidar ed entomologia, per imparare a determinare le sequenze in natura. Tuttavia, hanno ancora molto lavoro da fare. In un prossimo lavoro scientifico, che gli scienziati pubblicheranno, cercheranno di collegare i punti tra luce, laser e insetti. Proveranno quindi a dimostrare che la ricerca sui lembi delle ali degli insetti può aiutare gli esseri umani a controllare la malaria e altre malattie, nonché a combattere gli insetti.che distruggono i raccolti. Questo non è un lavoro da diversi mesi. Questo è un progetto che può richiedere diversi anni. Tuttavia, gli obiettivi sono più che nobili ei primi risultati sono già stati ottenuti, quindi gli scienziati sanno in quale direzione muoversi per ottenere il massimo effetto.
Marina Ilyushenko
