Zgodaj spomladi zjutraj je nad majhnim mestecem v Bahiji v Braziliji lebdil humming drone. Tri sto metrov nad tlemi se je odprl majhen kanister, ki je vstavil svojo vsebino v usta spodaj. Za trenutek je vladala tišina. Nato je roj komarjev, sveže prebujen iz ledene dremeža, raztegnil krila in odletel.
Vsak primerek je bil moški, samski in pripravljen na druženje - in če bi šlo vse po načrtu, bi brenčala horda željnih devic nenehno vdirala v lokalno populacijo komarjev in se v prihodnjih dneh združila s tisoči srečnih dam.
Glede na to, da obstaja približno 100 vrst komarjev, ki prenašajo smrtno nevarne človeške patogene - vključno z zajedavci, ki povzročajo malarijo, pa tudi virusi Zika, denga in zahodni Nil - se to lahko sliši kot grozljiv začetek apokaliptičnega znanstvenofantastičnega filma à la Outbreak . Toda ravno obratno: komarji, ki so se sprostili v tem poskusu, so morda nekaj najboljšega orožja proti širjenju nalezljive bolezni.
Zadnji dve leti skupina znanstvenikov in inženirjev iz WeRobotics in Mednarodne agencije za atomsko energijo (IAEA) preizkuša nove načine za razprševanje sterilnih moških komarjev v regijah, kjer te smrtonosne bolezni širijo. Prvi poskusni potek na dronih, ki je bil izveden minulo pomlad v Braziliji, je prinesel obetavne rezultate in že pripravljajo za več.
"To je res razburljiv korak naprej, " pravi Kelsey Adams, biolog komarjev s Harvard School of Public Health, ki ni povezan z delom. "Z inovativnimi tehnikami, kot je ta, lahko razširimo področja, na katera izpustimo [spremenjene komarje]."
Končni cilj je preprost: izriniti rodovitne samce z evnuhi in opazovati, kako množijo potencialni komarji, ki prenašajo bolezen. Ta tako imenovana tehnika sterilnih žuželk je že prinesla uspeh pri kmetijskih škodljivcih, kot so sadne muhe, in pri drugih hroščih, ki prenašajo bolezen od osebe do osebe, kot so muhe tsetse. Uporaba tehnologije pri komarjih pa je nekoliko novejši pojav.
Ko se spusti do njega, je sterilna tehnika žuželk igra številk. Divje populacije morajo biti preplavljene z laboratorijsko gojenimi dudami, včasih v razmerjih do 10 ali več sterilnih samcev za vsakega rodovitnega lokalca. In enkratno odmetavanje ne bo storilo trika: regijo je treba vedno znova poplavljati, dokler se populacije domačih komarjev ne bodo znižale na zanemarljive ravni (in tudi takrat lahko pri vzdrževanju ostane nenavadno). Še več, nekatere vrste komarjev, vključno z komarji Aedes aegypti, ki prenašajo Žiko, dengo in rumeno mrzlico, so klasični kavč krompir, ki v življenju pogosto potujejo več kot nekaj sto metrov. To še poveča težave pri zagotavljanju široke pokritosti.
Komarje je mogoče zdaj množično gojiti in sterilizirati v različnih laboratorijskih okoljih - dovolj je hiter sevanje, da močno poškodujemo semenčice žuželk. Vendar pa je postopek varnega pakiranja, prevoza in dostave teh sterilnih vojakov na mesta, kjer bodo opravljali svoje umazano delo, lastna ovira. Večina dosedanjih prizadevanj je vključevala človeške izpuste tal z vozil - a poskočne vožnje s tovornjaki po nedokončanih cestah neizogibno motijo njihov dragoceni tovor, v mnogih regijah, ki jih preganja bolezen, pa so z avtomobili nedostopne.
Namesto tega zdaj raziskovalci gledajo v nebo.
"Droni so v resnici izmenjevalec iger, " pravi Jürg Germann, vodilni inženir WeRobotics.
Tehnologija je presenetljivo vseprisotna: za nekaj tisoč dolarjev je mogoče drone kupiti in spremeniti v šoferje komarjev. V primerjavi z okornimi avtomobili so droni vsaj pet do 10-krat bolj učinkoviti pri razganjanju komarjev, pravi Germann. Še več, droni so aerodinamični, jih je mogoče večkrat uporabiti in jih ceste popolnoma ne obremenjujejo (ali pa jih nimajo). Kamor koli je nebo, lahko gredo brezpilotni dron, ki prezimuje komarje.
V prejšnjem delu s sadnimi muhami so bila uporabljena višinska letala. Toda v nasprotju z letali lahko brezpilotni letali nizko padejo na tla, s čimer zagotavljajo več natančnosti in nadzora - in čim bolj zmanjšajo škodo krhkih hroščev, ki jih obdržijo s plovila. Najboljše od tega, da droni nimajo potrebe po pilotih, nagnjenih k napakam.
Trgovsko dostopne drone je mogoče vključiti v "komarje limuzine", kot jih prijazno imenuje soustanovitelj WeRobotics Patrick Meier, ki naenkrat prevaža 50.000 komarjev. (WeRobotics) Po letu izdelave prototipov sta WeRobotics in IAEA svoje napore vzela na teren. Najprej so si ogledali Brazilijo, kjer je epidemija Zika, ki jo širijo komarji Aedes aegypti, v letih 2015 in 2016 povzročila na tisoče napak.
V treh preskušanjih so marca letos razkropili 284.200 sterilnih moških komarjev Aedes aegypti okoli brazilske skupnosti Carnaíba do Sertão. Z brezpilotnimi letali, ki letijo s polno hitrostjo, so raziskovalci lahko v nekaj minutah zakrili več tisoč kvadratnih metrov - in več kot 90 odstotkov komarjev, ki jih je obležal, se je zdelo, da pristanek pristanejo.
Preživeti grozljivi padec je bil šele začetek - toda strokovnjak za komarje IAEA Jérémy Bouyer je bil zadovoljen, ko je videl, da se ti droni, ki izvirajo iz dronov, držijo proti svojim rodovitnim kolegicam, pri čemer je očetoval približno eno sterilno jajce na vsako sposobno jajce, ki ga proizvede divji moški. Bouyer je optimističen, da se bodo z več finala številke še naprej dvigovale.
V tako zgodnji fazi je težko oceniti dolgoročni vpliv teh neplodnih žuželk. Toda epidemije so prizadete, ko jih najmanj pričakujete - in nadzor nad žuželkami je namenjen odstranjevanju bolezni v popku. WeRobotics in IAEA že načrtujeta več poskusov v prihodnjih mesecih in letih. Medtem Germann in njegova ekipa delajo na povečanju zmogljivosti vsakega drona in zmanjšanju umrljivosti komarjev. Sčasoma raziskovalci upajo, da bodo z intenzivnim programom usposabljanja posredovali boljšo različico svoje tehnologije lokalnim strokovnjakom in tako ustvarili trajnostni in samozadostni sistem razpršitve. Do leta 2020 namerava WeRobotics po vsem svetu imeti približno 30 postaj za odstranjevanje dronov.
"Nismo samo namenjeni tehnologiji, da bi se soočili s težavo - to ni vpliv, " pravi soustanovitelj WeRobotics Patrick Meier. "Droni bi morali biti junaki v tej zgodbi. Ne zahodne organizacije. "
Ker tehnologija še naprej napreduje, se lahko odpre še več vrat. V boju proti žuželkam, ki prenašajo bolezni, droni niso dobri za samo razmnoževanje paketov škodljivcev. Brezpilotna letala so že bila uporabljena za kartiranje mest za razmnoževanje komarjev, ki jih je težko in s prostim očesom opazovati in spremljati, kar omogoča raziskovalcem, da lažje preučijo vedenje in širjenje komarjev. Poleg tega so droni z nadmorske višine izvrstno orodje za brizganje insekticidov.
Tudi v obsegu dronov proti komarjem, ki se borijo proti komarjem, je še več prostora za rast, pravi Adams, ki preučuje reproduktivno vedenje komarjev Anopheles, ki lahko prenašajo parazite, ki povzročajo malarijo , pod nadzorom raziskovalca nalezljivih bolezni Flaminia Catteruccia. Droni zagotovo niso specifični za vrste, Bouyer, Germann in Meier pa so optimistični, da bi bili Anopheles in drugi komarji lahko sposobni kandidati za širjenje v prihodnosti.
V resnici, ko gre za komarje Anopheles, pravi Adams, bi bili droni lahko še bolj blagodejni. Anofele niso letargične kepice kot njihovi bratranci Aedes . Zalet teh malarijev bi lahko bolj škrt za vaš dolar, ker manj komarjev lahko pokrije večje geografsko območje.
Še več, obstajajo dokazi, da je večina samic Anopheles (in nekaterih Aedes ) večinoma monogamna; Pravzaprav je za dame nekaterih vrst Anopheles izbira med dobesednimi odločitvami enkrat v življenju. Tudi hormonske in vedenjske raziskave v skupini Catteruccia in drugih so pokazale, da je tudi v roju parjenja komarjev peščica lovk nesorazmerno uspešna. To pomeni nekaj stvari: Prvič, večina moških komarjev bo na žalost umrla device. Drugič in morda še pomembneje, da se samice verjetno vtikajo v nek kazalnik moškega mačizma, ko se prebijajo skozi množico. Nekega dne, pravi Adams, bodo morda znanstveniki spodbudili samice komarjev, da bi raje sterilne moške pred plodnimi, če bi jih dobili prave spodbude.
V pripravi na svoja preskušanja so znanstveniki IAEA v laboratorijih vzredili več sto tisoč komarjev Aedes aegypti . (WeRobotics) Toda sterilna tehnika žuželk je le ena od mnogih strategij, s pomočjo katerih lahko ciljno usmerimo reproduktivni cikel teh krvoločnih hroščev. In čeprav je bila v mnogih okoliščinah zelo učinkovita, tudi ta strategija nima svojih pomanjkljivosti.
"Eden največjih težav je, da ne traja samostojno, " pojasnjuje Adams. "Pogosto na koncu potrebujete več komarjev, kot bi si mislili."
Kot prvo bi bila ustanovitev tega laboratorijskega centra za vzrejo in sterilizacijo po vsem svetu izjemen podvig. Med svojim majhnim preskušanjem z eno skupnostjo v Braziliji sta WeRobotics in IAEA vzrejala več kot 700.000 komarjev - število, ki bi ga bilo treba močno zmanjšati, da bi zadostili celo delčku svetovne potrebe. Poleg tega izoliranje samo moške populacije za sterilizacijo in sproščanje ni tako enostavno, kot se sliši, napake pa so lahko zelo drage. Samice so krvoloki šopka - in s tem tudi odposlanci bolezni. Naključno izpustitev populacije, ki je celo en odstotek žensk, bi dejansko lahko poslabšala epidemijo, pravi Adams.
Na srečo obstaja veliko alternativ. Ena od možnosti vključuje izdelavo komarjev, ki lahko prenašajo smrtonosne gene na svoje potomce - druga oblika zaničnega nadzora rojstev. Ta tehnologija je lahko še posebej močna, če je zasnovana skupaj z "genskim nagonom" - v bistvu genetskim elementom, ki krepi svojo pot do vseh potomcev, ne glede na to, kateri od staršev ima lastnost. Tako se genske porive s populacijo širijo s hitrostjo, zaradi česar so učinkovitejše od strategij, kot je tehnika sterilne žuželke: Manjše število žuželk lahko prevladuje nad divjo populacijo, kar nekoliko omili potrebo po množični proizvodnji komarjev.
Zaskrbljenost, ki so jo nekateri znanstveniki izpostavili v zadnjih letih, je, da so nekatere od teh metod v celoti odstranile nekatere vrste komarjev. In bolezen povezana ali ne, izumrtje je izumrtje.
Toda okoli 3.500 vrst komarjev se vije po nebu - in mnoge od njih imajo prekrivajoče se ekološke funkcije, pravi Adams. "Odprava ene vrste komarjev ne bo nujno imela ogromnih okoljskih posledic, če jih imamo na tisoče, " pojasnjuje. "Seveda pa moramo vseeno nadaljevati previdno."
Ena od alternativnih možnosti za genocid pred in zunaj države je uvedba imunosti za parazite ali viruse v populacijo komarjev. Skupaj z genskimi nagoni lahko ta tehnologija ustvari trajno linijo žuželk, ki se lahko napolnijo s krvjo po vsebini svojih src - in blaženo brez bolezni.
Seveda tudi te metode niso brezhibne. Tako kot bakterije, virusi in paraziti razvijejo odpornost proti drogam, lahko tudi komarji mutirajo svojo pot iz genskega nagona in drugih vrst manipulacij z DNK. Tudi če se to zgodi z nizkimi stopnjami, bi lahko en posameznik svoje genetske kolcanje hitro razširil na prihodnje generacije in tako razveljavil leta truda.
Bouyer poudarja, da se lahko napake z mutacijami zaobidejo, če se zanesejo na prvotno tehniko sterilnih žuželk, ki temelji na obsevanju: Ni mogoče najti genetskega rešitve za neplodnost spolnega partnerja. Poleg tega, čeprav se sterilne tehnike žuželk uporabljajo že desetletja, dodaja, da bi lahko prefinjene in invazivne genske spremembe na poti do komercializacije naletele na več ovir na poti do strogih predpisov o GSO, ki obstajajo v mnogih državah.
Nobena strategija za boj proti komarjem verjetno ne bo sama po sebi. Vendar Bouyer pravi, da bi v prihodnosti nekatere od teh tehnik lahko učinkovito uporabljali v kombinaciji. Tako kot pri zdravilih in drugih drogah je prebivalstvu veliko težje razviti odpor, ko se spopada z več nasprotniki naenkrat.
Vsekakor je Meier navdušen nad možnostjo novih potnikov za Air Mosquito. "Smo samo limuzina, " pravi v smehu. "Karkoli komarjev zaide v limuzino, je odvisno od drugih strokovnjakov. Na našem koncu, dokler obstajajo komarji, bo [kapljica] delovala - ne glede na to, kako so bili spremenjeni. "
