Toplo poletno popoldne je v tanzanijski vasici Lupiro in Mikkel Brydegaard se zaletava v opečno kočo in poskuša popraviti zlomljen laser. Zraven njega, na visokem stativa, trije teleskopi kažejo skozi okno na drevo v daljavi. Prenosni računalnik počiva na prevrnjeni škatli in čaka, da prejme signal.
Sorodne vsebine
- Zloraba glasbe ali živali? Kratka zgodovina mačjega klavirja
Z delujočim laserjem je ta sistem znan kot radar, podoben lidarju, mi pravi Brydegaard, toda namesto radijskih valov uporablja laser. Namestitev naj bi zbrala natančne podatke o gibanju malarijskih komarjev. Ko pa sonce začne zahajati zunaj, je Brydegaard živčen. S sodelavci je teden dni preživel v Tanzaniji, njihova naprava pa še vedno ni začela zbirati podatkov. Skoraj zmanjkuje časa.
Jutri bo sončno mrk zasenčil sonce nad Tanzanijo - dogodek, ki se tukaj zgodi le enkrat na nekaj desetletij in sta Brydegaard in njegova ekipa z univerze Lund na Švedskem prepotovali tisoč kilometrov, da bi si jih ogledali. Njihov neposredni cilj je ugotoviti, ali mrk vpliva na vedenje žuželk, ki prenašajo bolezen. Njihovo večje poslanstvo pa je pokazati, da laserji lahko spremenijo način proučevanja žuželk.
Lidar vključuje snemanje laserskega žarka med dvema točkama - v tem primeru med kočo in drevesom. Ko žuželke letijo skozi žarek, se bodo razkropile in odbijale svetlobo nazaj v teleskope, pri čemer bodo ustvarili podatke, iz katerih znanstveniki upajo, da bodo prepoznali različne vrste. V času, ko škodljivci uničijo dovolj hrane za vzdrževanje celotnih držav - in ko bolezni, ki jih prenašajo žuželke, ubijejo na stotine tisoč ljudi vsako leto - bi ta razporeditev žarkov in leč morda le izboljšala milijone življenj.
A brez delujočega laserja potovanje v Tanzanijo ne bo štelo za nič.
Ekipa se je že skoraj odpovedala. Pred nekaj dnevi njuna dva visokozmogljiva laserja nista delovala. "Moja prva misel je bila: OK - spakiraj vse, krenemo nazaj, " mi pove Brydegaard. "Nikjer v Tanzaniji ne najdemo rezervnega dela." Grenko je pomislil na desetine tisoč dolarjev, ki so jih porabili za opremo in potovanja. Toda nato je stopil v mesto s študentom Samuelom Janssonom in se po steklenicah piva pomikal po stikih na njihovih telefonih. Morda so začeli razmišljati, da bi potovanje sploh lahko rešili.
*
Laserji so morda vrhunsko orodje za prepoznavanje žuželk, vendar je v središču metode lidar eleganten in večstoletni princip entomologije. Skoraj vsaka vrsta letečih žuželk, od molja do moda do komarja, ima edinstveno frekvenco krila. Na primer, ženski komarček Culex stigmatosoma lahko premaga krila s frekvenco 350 hercev, medtem ko moški Culex tarsalis lahko znaša pri 550 hertz. Zaradi teh razlik je utrip kril žuželke kot prstni odtis. In v zadnjih letih je preučevanje krilnih napadov doživelo preporod, zlasti na področju zdravja ljudi.
Dolgo pred laserji ali računalniki je bilo krilo razmišljati v slušnih - tudi glasbenih - izrazih. Pozorni poslušalec bi se lahko z glasbo muhe ujemal s tipko na klavirju. Točno to je storil Robert Hooke, naravoslovni filozof, v 17. stoletju: "Zna povedati, koliko udarcev muha naredi s svojimi krili (tiste muhe, ki med letenjem švigajo), in sicer tako, da v glasbi odgovarja med njihovim letenjem, "je zapisal Samuel Pepys, britanski javni uslužbenec in Hookeov prijatelj.
Toda dejstvo, da se je Hooke zanašal na ušesa, je moralo njegove ugotovitve težko sporočiti. Znanje so tradicionalno delili z znanstvenimi prispevki, črkami in vzorčnimi risbami, zato so se entomologi bolj zanašali na vid, ne pa na sluh. "Na področju je bilo dolgo časa zelo, zelo ozko žarišče, " pravi Laura Harrington, entomologinja in epidemiologinja s univerze Cornell v zvezni državi New York.
V 20. stoletju pa so raziskovalci začeli razbijati plesen. Glavna metoda zaznavanja utripa kril je bila vizualna: kronofotografska metoda, ki je vključevala hitro fotografiranje fotografij. To je imelo svoje omejitve in nekaj navdušenih raziskovalcev je menilo, da ima prednost slušni pristop Roberta Hookeja - zlasti Olavi Sotavalta, entomolog iz Finske, ki je imel redko darilo absolutnega tona. Tako kot bi lahko skladatelj z absolutno glasnostjo prepisal glasbeni odlomek po ušesu, je tudi Sotavalta lahko brez natančnosti pomagala prepoznati natančen ton komarjevih kril.
(© Matej Konj) "Akustična metoda omogoča opazovanje žuželk v prostem letu, " je Sotavalta zapisala leta 1952 v članku Nature . Z drugimi besedami, ker je imel absolutno tono, je Sotavalta z ušesi lahko opazoval krilni utrip ne samo s kamerami v laboratoriju, ampak tudi v naravi. Znanstvenike obveščajo in omejujejo čutila, ki jih izberejo.
Svojstveni pristop Sotavalte do raziskovanja kaže, da se nekateri znanstveni uvidi pojavijo, ko se ločijo ločene vede: njegovo kano uho je uporabil ne le za prepoznavanje vrst med svojim raziskovanjem, ampak tudi za glasbo. "Imel je čudovit pevski glas, " pravi Petter Portin, profesor genetike emeritus, ki je bil nekoč študent Sotavalte. Portin se ga spominja kot visokega vitkega moškega, ki je vedno nosil modri laboratorijski plašč.
Dokumenti Sotavalte v Finski knjižnici Finske so čudovita kombinacija črk, monografij o obnašanju žuželk in skladb notne glasbe. Nekatere njegove skladbe so poimenovane po pticah in žuželkah.
Eden najčudnejših dokumentov Sotavalte, objavljen v annalu Finskega zoološkega društva, dokumentira pesmi dveh posebnih snega. Sotavalta jih je slišal med zaporednimi poletji med bivanjem v njegovi poletni hiši v Lempäälä. Časopis sam izgleda suh, dokler ne postane jasno, da poskuša uporabiti glasbeno teorijo na pticah.
"Pesem dveh sprosserjevih nočnih snopov ( Luscinia luscinia L. ), ki sta se pojavili v dveh zaporednih letih, je bila posneta akustično in predstavljena s konvencionalnimi notarskimi notami, " je zapisal.
Sledi skoraj 30 strani zapiskov, grafov in analize ritma in tonalitete ptic. Potem ko je poudaril podobnost med obema pesmima, izjavlja: "Zaradi kratke razdalje med krajema, kjer sta peli, je bilo sklenjeno, da sta morda oče in sin." Kot da je njegovo delo iskanje neke vrste vzorca, nekaj glasbene ideje, ki jo delijo pripadniki iste vrste.
Vendar je bil njegov prispevek v Naravi precej bolj posledičen. Tam Sotavalta opisuje uporabo svoje "akustične metode" za prepoznavanje žuželk z uporabo njegove absolutne višine in teoretizira o subtilnosti utripa kril žuželk: koliko energije porabi in kako se spreminja glede na zračni tlak in velikost telesa. Kljub temu so šele desetletja pozneje znanstveniki, kot je Brydegaard, znova potrdili pomembnost kril v preučevanju žuželk - na primer komarjev, ki prenašajo malarijo.
*
V Tanzaniji Brydegaard, Jansson in inženir Flemming Rasmussen nimajo absolutne višine - in tudi če bi to storili, to ne bi kaj dosti pomagalo. V vasi in okoli nje je na milijone žuželk, ki tečejo v simfoniji, ki se nikoli ne konča.
Ti znanstveniki namesto gorečega ušesa imajo visokotehnološki pripomoček in dva pokvarjena laserja. In njihovi telefoni.
Ko laserji niso uspeli, je bilo potrebno nekaj lažnih začetkov, da bi našli rešitev. Raziskovalec na Slonokoščeni obali je imel delujoč laser, vendar je bil odsoten v ZDA. Brydegaard je razmišljal o zamenjavi po pošti, vendar je vedel, da - zahvaljujoč carini in celodnevni vožnji z letališča v Dar es Salaamu - najbrž ne bo prišel pravočasno za mrk.
Nazadnje so poslali besedilno sporočilo Frederiku Taarnhøju, izvršnemu direktorju FaunaPhotonics, njihovemu komercialnemu partnerju, in ga prosili, če bi razmislil, da bi znanstvenika iz Švedske poslal z nekaj rezervnimi laserji. Taarnhøj je rekel da.
Tako je trojka nekajkrat odkimala in na koncu prepričala še eno maturantko, Elin Malmqvist, da se naslednji dan vkrca na letalo. Ko je to storila, je v kovčku nosila tri majhne kovinske škatle.
Sage pa še ni bilo konec. Tudi po velikem strošku leta v zadnjem trenutku prva zamenjava ni uspela: Brydegaard je v svoji naglici zmedel anodo s katodo, ki je kratek stik z lasersko diodo. Drugi laser je oddajal žarek, vendar je bilo neizprosno tako slabo, da je bil neuporaben.
To je zadnji laser, ki ga zdaj razpakira Brydegaard in upa, da bo vsaj ta deloval, kot je bilo pričakovano. Ko ga privijte na stativ, je že skoraj sončen in vznemirjenost je občutljiva. Čez eno uro bo pretemno, da bi umerili celo delujoči laser. Vse se vozi na tem kosu opreme.
*
Laura Harrington laboratorij v Cornellu nekoliko spominja na kuhinjo v restavraciji. To, kar spominja na vrata zamrzovalnega zamrzovalnika, dejansko vodi v inkubacijsko sobo. Vlažna je in osvetljena s fluorescenčnimi lučmi. Police so pokrite v skrbno označenih škatlah. Harrington mi pokaže jajca komarjev v vrstah posod za enkratno uporabo, v katere boste nosili juho. Nad vrhom posod, da bi preprečili, da komarji uidejo, je nekakšna mreža - poročna tančica, mi pravi. Metoda ni povsem brezhibna. Nekaj komarjev nam je pobegnilo in med klepetanjem brenčijo po naših ušesih in gležnjih.
Ko govorimo o pristopu Sotavalte, Harrington pravi, da je bil "vsekakor pred svojim časom". Tudi v zadnjih letih raziskovalci, ki so mislili poslušati komarje, niso vedeli, koliko žuželk je sposobnih poslušati. "Znanstveniki so dolgo časa menili, da so samice komarji gluhi - da sploh niso pozorni na zvok, " pravi Harrington.
Toda Harrington je leta 2009 to dolgoletno domnevo preizkusil. V nenavadnem in zapletenem poskusu je s sodelavci privezala ženko komarja Aedes aegypti na lase, v bližini namestila mikrofon in oba postavila v glavo navzdol z rezervoarjem za ribe. Nato so v rezervoarju izpustili moške komarje in zabeležili rezultate.
Ugotovitve ekipe so presenetile Harrington in privedle do preboja v preučevanju zvoka in entomologije. Aedes aegypti je vodil nekakšen par parjenja na prostem, ki je imel vse v zvezi z zvokom. Ženske komarjev se niso odzvale samo na zvoke samcev, ampak tudi z zvoki. "Odkrili smo, da samci in samice dejansko pojejo drug drugemu, " pravi Harrington. "Ti se uskladijo tik pred parjenjem."
Te 'paritvene pesmi' ne proizvajajo glasilke. Proizvaja se z zakrilitimi krili. Med običajnim letom imajo moški in samice komarji nekoliko drugačne letve kril. Toda Harrington je ugotovil, da so samci med parjenjem pogostost kril prilagajali frekvenci samic.
"Menimo, da samica preizkuša samca, " pojasnjuje Harrington. "Kako hitro se lahko harmonično zbliža." Če je tako, lahko pesmi komarjev delujejo kot lastnosti slušnih pav. Zdi se, da samicam pomagajo določiti najprimernejše prijatelje.
(© Matej Konj) Upoštevajoč te rezultate in z nedavno donacijo Fundacije Bill & Melinda Gates je laboratorij Harrington začel razvijati novo past za komarje za terenske raziskave. Podobne projekte so med drugim lotili tudi ekipe na univerzi James Cook v Avstraliji in na univerzi Columbia v New Yorku.
Za raziskovalca obstajajo pomanjkljivosti pasti komarjev, ki trenutno obstajajo. Kemične pasti je treba napolniti, medtem ko električne pasti ubijajo komarje; Harrington želi, da njena nova past izkoristi moč zvoka za zajemanje živih osebkov za spremljanje in proučevanje. Združil bi ustaljene metode privabljanja komarjev, kot so kemikalije in kri, s posnetimi zvoki komarjev, ki posnemajo paritev pesmi. Pomembno je, da bi ga lahko uporabili za zajemanje komarjev obeh spolov.
Zgodovinsko so se znanstveniki osredotočili na lov samic komarjev, ki dvakrat na dan odidejo v lov za sesalci sesalcev - in ki lahko prenašajo parazite malarije (samci ne). Toda znanstveniki so pred kratkim začeli šteti tudi moške komarje za pomemben del nadzora malarije. Na primer, en trenutni predlog za preprečevanje bolezni vključuje sproščanje gensko spremenjenih samcev, ki rodijo neplodne potomce, da se zmanjša populacija komarjev, ki prenašajo bolezen, na določenem območju.
Harringtonovo upanje je, da bi akustična past - s pomočjo paritvene pesmi, ki privlači samce - pripomogla k uresničitvi novih strategij, kot je ta. "To, kar poskušamo narediti, je resnično razmišljati zunaj okvira in določiti nove in nove načine zatiranja teh komarjev, " pravi.
*
Ko je zadnji laser končno nameščen, Brydegaard preklopi stikalo. Naenkrat se na zaslonu prenosnika poleg stativa pojavi majhna bela pika. Vsi oddahnejo vzdih: laser deluje.
Skupina, sestavljena iz Brydegaarda, Janssona, Malmqvista in Rasmussena, porabi zadnjih 15 minut dnevne svetlobe, tako da se žarek usmeri v fokus. Razen nekaj lokalnih otrok, ki vzklikajo " mzungu " - svahili za lahkega tujca - Evropejcev nikogar ne moti, da bi se posebej motili Evropljani, ki bi se lagal s teleskopi.
Sončni zahod meče čudovito, mehko svetlobo po močvirni pokrajini okoli Lupira, hkrati pa pomeni začetek prenosa malarije. Ko začne temna padati na kočo, kjer je postavljen lidarski sistem, se vaščani sprehajajo s polj; stebri dima se dvigajo zaradi kurišča. Domačini se tukaj za preživetje opirajo na riž: jedilnico postrežejo z dvema obrokoma na dan, ob prašni glavni cesti pa se jesenski nakopiči nabirajo kot listi jeseni. Toda riževa polja zahtevajo stoječo vodo, stoječa voda pa spodbuja malarijske komarje. Insekti so se že začeli brenčati okoli naših nog.
Zdaj, ko se je večer naselil okoli nas, je sistem lidar končno začel beležiti hudourniške podatke. Ekipa sedi okoli koče v temi; bencinski generator se oglasi zunaj in napaja laser in računalnik. Na zaslonu prenosnika je nazobčana rdeča črta prikazana vrhova in doline. Vsak, mi pove Brydegaard, predstavlja odmev snopa. Okoli mraka lahko desetine ali sto žuželk vsako minuto prečka gredo. Opazujemo obdobje, ki ga entomologi imenujejo "ura hitenja" - val aktivnosti, ki se začne, ko v vas zaidejo komarji in začnejo iskati hrano.
Nicodemus Govella, medicinski entomolog na Tanzanijskem prestižnem zdravstvenem inštitutu Ifakara - lokalni partner FaunaPhotonics - je videl, kako se večerni komarji mudijo na stotine, celo tisočkrat. Ve, kako se počuti tresenje in bruhanje, ko zavlada parazit malarije; je simptome doživljal vedno znova. "V otroštvu ne morem prešteti, kolikokrat, " mi reče.
Če tanzanijski epidemiologi vodijo vojno proti malariji, Ifakarski zdravstveni inštitut deluje kot ministrstvo za obveščevalne dejavnosti - spremlja gostoto, razširjenost in čas ugrizov malarijskih komarjev. Govella pravi, da je bil "zlati standard" nadzora komarjev metoda, imenovana ulov človeka. To je nizkotehnološko, vendar zanesljivo: prostovoljcu se dajejo zdravila za preprečevanje prenosa malarije in nato sedi zunaj, bosih nog, pušča komarje in ugrizi.
Težava je v tem, da zaščita pred malarijo ni več dovolj. Preveč drugih bolezni, od dengue mrzlice do Žike, širijo tudi komarji. Kot rezultat, ulov, ki ga iztovarjajo ljudje, danes na splošno velja za neetičnega. "Daje vam informacije, vendar je zelo tvegano, " pravi Govella. "Druge države so to že prepovedale." Zdravstveni uradniki se odpovedo starim strategijam nadzora in nadzora malarije, delo na eksperimentalnih tehnikah pa dobi novo nujnost - tja bodo laserji prišli.
V nekaterih delih Tanzanije je deloma zaradi zahodnih mrež in pesticidov malarija "močno padla", mi pove Govella. Toda izkoreninjenje bolezni se je izkazalo. Nekateri komarji so razvili odpornost na pesticide. Prav tako so mrežaste mreže pomagale pod nadzorom nočnega prenosa - vendar so komarji prilagodili svoje vedenje in začeli ugrizniti ob mraku in zori, ko ljudje niso zaščiteni.
Leta 2008 je hči Govella zbolela za malarijo. Ko razmišljam nazaj, se način Govelle spreminja; njegov natančen medicinski jezik daje pot tihi strasti. "Sploh se nočem spominjati, " pravi. "Ko pridem do tega spomina, mi resnično prinese veliko bolečine."
V zgodnjih fazah lahko malarija izgleda kot navadni prehlad - zato je tako pomembno, da imajo znanstveniki orodja za sledenje širjenju zajedavcev in komarjev, ki ga prenašajo: da bi se izognili napačni diagnozi. V primeru njegove hčerke se je pomanjkanje informacij izkazalo za tragično. "Ker ga kmalu niso zaznali, je nadaljeval do ravni konvulzij, " pravi Govella. Njegova hči je na koncu umrla zaradi zapletov malarije. Od takrat skoraj vsak dan razmišlja o izkoreninjenju.
"Sovražim to bolezen, " pravi Govella.
*
Vztrajanje malarije je razjezilo generacije znanstvenikov. Več kot stoletje po odkritju parazita še vedno vsako leto prizadene na stotine milijonov ljudi, od tega jih umre pol milijona. Harrington ima svoje spomine na pustovanje, ki ga je bolezen preživela: leta 1998 je na vrsto poskusov odpotovala na Tajsko in sama zbolela za malarijo. "Bil sem edini tujec na kilometre naokoli, " pravi. Ko je vročinski vročini prišlo, je Harrington začel razumeti resnično breme bolezni, ki jo je preučevala.
"Lahko bi se predstavljala kot tajski vaščan s temi boleznimi, " mi pove. Bila je daleč od najbližje bolnišnice in se počutila sama. "Počutila sem se, kot da bi umrla, morda ljudje ne bi izvedeli." Sčasoma jo je nekdo našel in jo spravil v zadnji del tovornjaka. Spominja se, da je potonila v delirij in strmela v ventilator, ki se je neskončno vrtel na stropu. "Videla sem medicinsko sestro z brizgo, polno škrlatne tekočine, " se spominja. Spominjalo jo je, ko je pred leti delala v veterinarski ambulanti, ki je uporabljala vijolične injekcije za evtanazijo bolnih živali. "Mislil sem, da je to konec."
Končno se je vročina razbila in Harrington je vedel, da bo preživela. "Počutila sem se izjemno hvaležno za svoje življenje, " pravi. Izkušnja se je pri njenem raziskovanju še bolj zavezala. "Čutil sem, da lahko poskusim svojo kariero posvetiti nečemu, kar bi lahko sčasoma pomagalo drugim."
Malarija je jasen primer, kako žuželke ogrožajo zdravje ljudi - vendar obstaja veliko drugih načinov, ki lahko povzročijo škodo. Insekti širijo tudi druge mikrobne bolezni. Potem je tu še učinek na kmetijstvo. Po podatkih Organizacije Združenih narodov za prehrano in kmetijstvo insekti škodljivci uničijo petino svetovnih pridelkov. Z drugimi besedami, če bi imeli svetovni kmetje boljše načine za nadzor vrst, kot so kobilice in hrošči, bi lahko nahranili milijone več ljudi.
Pesticidi zmanjšujejo škodo, ki jo žuželke povzročajo, vendar, kadar jih uporabljamo brez razlikovanja, lahko tudi škodijo ljudem ali ubijejo žuželke, na katere se zanašamo. Še vedno smo globoko odvisni od opraševalcev, kot so čebele, moli in metulji, vendar poročilo iz leta 2016 je pokazalo, da 40 odstotkov nevretenčarskih vrst opraševalcev ogroža izumrtje. Zaradi ljubezenskega sovražnega odnosa z žuželkami nujno potrebujemo boljše načine sledenja različnih vrst - boljše načine za razlikovanje med hrošči, ki nam pomagajo, in hrošči, ki nam škodujejo.
(© Matej Konj) *
Na dan mrka, malo pred poldnevom, na modrem nebu nad Lupirom pred soncem preide črni disk lune. Skupina otrok se je zbrala okrog; imajo v rokah majhne plošče varilnega stekla, ki so jih s seboj prinesli skandinavski znanstveniki. Otroci s pogledom skozi zeleno zatemnjeno steklo lahko vidijo sončni ozek polmesec.
Vas okoli nas je zamrla; naše sence so postale manj izrazite. Sodeč po luči je videti, kot da je zašla nenadna nevihta ali je nekdo zavil zatemnitev, zaradi katere je sonce zeblo. Znanstveniki iz Švedske, skupaj s partnerji iz zdravstvenega inštituta Ifakara in FaunaPhotonics, želijo vedeti, ali v mrkli luči mrka postanejo žuželke bolj aktivne, prav tako kot v mraku.
Na zaslonu opazujemo rdeče vrhove, ki so se spet pobrali - ne toliko, kot smo jih videli ob sončnem zahodu in sončnem vzhodu, ampak bolj kot običajno. Obstajajo preprosti razlogi za to, da so ti podatki pomembni: če so komarji med mrkom bolj aktivni, to kaže na to, da uporabljajo svetlobo kot iztočnico, saj vedo, kdaj vsako jutro in zvečer zakuriti zaradi zatemnitve vzhajajočega in zahajajočega sonca.
Ko se podatki širijo, me znanstveniki spregovorijo v tem, kar gledamo. Lidar je bil prvotno razvit za proučevanje veliko večjih pojavov, kot so spremembe v atmosferski kemiji. Ta sistem je bil poenostavljen na minimalno raven.
Vsak od treh teleskopov na stativu ima ločeno funkcijo. Prvi usmeri odhajajoči laser na drevo približno pol kilometra stran. Pribit na deblo drevesa je črna deska, kjer se žarek konča. (Za lasersko čiščenje poti je moral dr. Jansson, doktorski študent z mačeto prerezati pot skozi podlago.)
Ko žuželke letijo skozi laserski žarek, odsevi odbijajo napravo s svojih udarnih kril in jih pobere drugi teleskop. Tretji teleskop ekipi omogoča usmerjanje in umerjanje sistema; celotna naprava je povezana z prenosnim računalnikom, ki zbira podatke. Rdeči vrhovi, ki plešejo po zaslonu, predstavljajo žuželke, ki prečkajo laserski žarek.
Za snemanje odsevov, ki jih Brydegaard imenuje "atmosferski odmev", sistem lidar posname 4.000 posnetkov na sekundo. Kasneje bo ekipa uporabila algoritem za česanje posnetkov za pogostost utripa kril - prstni odtis vsake vrste.
Ta naprava, z drugimi besedami, z optiko dosega tisto, kar je Olavi Sotavalta dosegel z ušesi in tisto, kar je s pomočjo mikrofona dosegel Harrington.
Toda v lidarskih podatkih je nekaj podrobnosti, ki jih človeško uho nikoli ne bi moglo razbrati. Na primer, pogostost utripa kril žuželke spremljajo višje harmonike. (Harmonike je tisto, kar daje zvoku violine; odgovorni so za resonančni zvonec, ki ga ustvari utišana kitarska struna.) Lidar sistem lahko zajame harmonične frekvence, ki so previsoke, da jih človeško uho sliši. Poleg tega so laserski žarki polarizirani in ko se odbijajo od različnih površin, se njihova polarizacija spremeni. Količina spremembe lahko pove Brydegaardu in njegovim sodelavcem, ali je krilo žuželke sijajno ali mat, kar je koristno tudi pri poskusu razlikovanja različnih vrst.
Ko se temni sončni disk spet začne svetiti, znanstveniki posnamejo slike in poskušajo brez večjega uspeha razložiti, kako laserji delujejo lokalnim otrokom. Zdaj, ko podatki tečejo, se je napetost, ki je spremljala vzpostavitev sistema lidar, preprosto razšla.
Končno se zdi jasno, da visoka cena preizkusa ne bo zaman. Skupina je za sistem lidar porabila približno 12.000 dolarjev, ne da bi prišteli enako zajetne stroške prevoza in delovne sile. "To se sliši veliko, ko stojiš v afriški vasi, " priznava Brydegaard. Po drugi strani pa starejše oblike lidarja, ki se uporabljajo za preučevanje atmosfere, lahko stanejo več sto tisoč dolarjev. Breme malarije bi se medtem izračunalo v milijardnih dolarjih - če bi to sploh lahko izračunali.
V nekaj urah spet močno sveti svetel okrogel krog sonca. Nekaj ur po tem se je začelo nastavljati.
Znova nanesemo razpršilec hroščev, da preprečimo komarje, ki bodo spet prileteli z močvirnih polj okoli Lupira. Potem se sprehodimo v mesto na večerjo, ki kot običajno vključuje riž.
*
Tri mesece po poskusu sem poklical FaunaPhotonics, da bi izvedel, kako napreduje njihova analiza. Potem ko je toliko laserjev spodletelo, sem želel vedeti, ali jim je končni dal rezultate, ki jih potrebujejo.
Podatki so bili zmedeni, pravijo. "V času kuhanja je v zraku veliko dima in prahu, " je dejal Jord Prangsma, inženir, odgovoren za analizo podatkov, ki jih je ekipa prinesla nazaj. Dodal je še, da se zdi, da podatki kažejo izrazite udarce kril. Toda ena stvar je opaziti te utripe na grafu. "Povedati računalniku:" Prosim, poiščite mi pravilno frekvenco, "je druga stvar, " je dejal. Za razliko od Sotavalte, ki je preučevala posameznike, je ekipa v Tanzaniji zbrala podatke o več tisoč žuželkah. Poskušali so analizirati vsa ta pretepajoča krila naenkrat.
Toda ovire niso bile nepremostljive. "Večjo aktivnost opazimo okoli poldneva, " je dejal Samuel Jansson, ko je govoril o podatkih iz mrka. To kaže na to, da so komarji resnično uporabljali svetlobo kot iztočnico, da so začeli iskati hrano med urino. Prangsma je dodal, da je algoritem, ki ga je razvil, začel ločevati ključne podatke. "Z znanstvenega vidika je to zelo bogat nabor podatkov, " je dejal.
V naslednjih mesecih je FaunaPhotonics še naprej napredoval. "Kljub začetnim težavam z laserjem, " je Brydegaard zapisal v nedavnem sporočilu, "so sistemi delovali tako, da izpolnjujejo vsa naša pričakovanja."
Vsak dan, ko je sistem deloval, so po njegovih besedah zabeležili osupljivih 100.000 opazovanj žuželk. "Nakazuje, da lahko razlikujemo več vrst in spolov vrst žuželk, " je nadaljeval Brydegaard.
Brydegaard bo skupaj s kolegi z univerze Lund objavil rezultate; FaunaPhotonics bo kot njegov komercialni partner ponudil svojo lidar napravo, skupaj z analitičnim strokovnim znanjem, podjetjem in raziskovalnim organizacijam, ki želijo izslediti žuželke na tem področju. "Če imamo stranko, ki jo zanima določena vrsta, bomo algoritem nekoliko prilagodili usmerjanju vrst, " je pojasnil Prangsma. "Vsak nabor podatkov je edinstven in ga je treba obravnavati na svoj način." Pred kratkim je FaunaPhotonics začel triletno sodelovanje z Bayerjem, da bi še naprej razvijal svojo tehnologijo.
Študija kril je bila izjemno dolga, saj je Olavi Sotavalta uporabil svojo absolutno točko za prepoznavanje žuželk - in kljub temu se delo skandinavskih znanstvenikov zelo malo razlikuje od finskega entomologa. Tako kot Sotavalta združujejo ločene vede - v tem primeru fiziko in biologijo, lidar in entomologijo -, da odkrijejo vzorce v naravi. Imajo pa še veliko dela. FaunaPhotonics in njeni partnerji bodo v prihodnjem prispevku začeli s poskusom povezave pik med svetlobo, laserji in komarji. Nato bodo poskušali dokazati, da bi lahko s pomočjo preučevanja frekvence kril človeku pomagali nadzorovati bolezni, ki niso malarija, in žuželke, ki uničujejo pridelke.
"To je potovanje, ki ni nekaj mesecev, " je dejal inženir Rasmussen. "To je pot, ki bo šla leta naprej."
Ta članek je prvi objavil Wellcome v Mozaiku in je tukaj ponovno objavljen pod licenco Creative Commons.
