Într-o dimineață devreme de primăvară, un drone zumzet a dat peste un mic oraș din Bahia, Brazilia. La trei sute de metri deasupra solului, un mic recipient a dat clic deschis, elungând conținutul său în gura mecanismului de eliberare de mai jos. Pentru o clipă, a fost tăcere. Apoi, un roiș de țânțari, proaspăt trezit dintr-un somn înghețat, și-a întins aripile și a luat zborul.
Fiecare exemplar era bărbat, singur și gata să se amestece - și dacă toate mergeau așa cum era planificat, hoarda zbuciumată a fecioarelor dornice s-ar infiltra constant în populația locală de țânțari, cuplându-se cu mii de doamne norocoase în zilele următoare.
Având în vedere că există aproximativ 100 de specii de țânțari care poartă agenți patogeni umani mortali - inclusiv paraziți care provoacă malarie, precum și virușii Zika, dengue și West Nile - acest lucru poate suna ca un început oribil de către un film de science-fiction apocaliptic la focar . Dar este chiar invers: țânțarii dezlănțuiți în acest experiment pot fi unele dintre cele mai bune arme împotriva răspândirii bolilor infecțioase.
În ultimii doi ani, o echipă de oameni de știință și ingineri de la WeRobotics și Agenția Internațională pentru Energie Atomică (IAEA) a testat noi modalități de a dispersa țânțarii masculi sterili în regiunile în care aceste boli mortale apar. Primul test de cercetare bazat pe drone, realizat în primăvara trecută în Brazilia, a dat rezultate promițătoare și deja se pregătesc pentru mai multe.
„Acesta este un pas cu adevărat interesant”, spune Kelsey Adams, un biolog de țânțari de la Școala Harvard de Sănătate Publică care nu este afiliat cu munca. „Cu tehnici inovatoare ca acestea, putem extinde zonele în care eliberam [țânțari modificați”.
Scopul final este simplu: mulțumiți bărbați fertili cu eunucuri și urmăriți numărul potențialelor țânțare purtătoare de boli. Această așa-numită tehnică de insecte sterile a dat deja succes la dăunătorii agricoli, cum ar fi muștele fructelor, precum și în alte bug-uri care transfera boala de la o persoană la alta, cum ar fi muștele tsetse. Utilizarea tehnologiei la țânțari este însă un fenomen ceva mai nou.
Când vine vorba de aceasta, tehnica insectelor sterile este un joc de numere. Populațiile sălbatice trebuie inundate cu duduri cultivate în laborator, uneori în raporturi în sus de 10 sau mai mulți bărbați sterili pentru fiecare local fertil. Și dumpingul unic nu va face acest lucru: o regiune trebuie să fie inundată din nou și din nou, până când populațiile de țânțari nativi sunt conduse la niveluri neglijabile (și chiar atunci, poate rămâne un exercițiu odios de întreținere). Mai mult, unele specii de țânțari, inclusiv țânțarii Aedes aegypti care transmit Zika, dengue și febră galbenă, sunt cartofi canapele clasice, care călătoresc adesea nu mai mult de câteva sute de metri în viață. Acest lucru crește în continuare dificultatea de a asigura o acoperire extinsă.
Țânțarii pot fi acum crescuți și sterilizați în masă într-o serie de medii de laborator - un zgomot rapid de radiații este suficient pentru a deteriora grav sperma de insecte. Cu toate acestea, procesul de ambalare, transport și livrare în siguranță a acestor soldați sterili pe site-urile unde își vor face munca murdară este un obstacol propriu. Majoritatea eforturilor de până acum au implicat degajări la sol de la vehicule, dar plimbările cu autocamioane accidentate pe drumurile neterminate își evadează în mod inevitabil mărfurile prețioase, iar multe regiuni pline de boli sunt inaccesibile cu mașina.
În schimb, cercetătorii privesc acum spre cer.
„Dronele sunt într-adevăr un schimbător de jocuri”, spune Jürg Germann, inginerul principal al WeRobotics.
Tehnologia este surprinzător de omniprezentă: pentru câteva mii de dolari, drone pot fi achiziționate și transformate în șoferi de țânțari. Comparativ cu mașinile greoaie, drone sunt de cel puțin cinci până la 10 ori mai eficiente la dispersarea țânțarilor, spune Germann. Mai mult, drone sunt aerodinamice, reutilizabile și complet neîncărcate de drumuri (sau lipsa acestora). Oriunde este cer, poate merge o dronă, cu țânțarii hibernanți în tracțiune.
Lucrările anterioare cu muște de fructe au folosit aeronave de mare altitudine. Dar spre deosebire de avioane, drone pot zbura jos la pământ, asigurând mai multă precizie și control - și reducând la minimum daunele bug-uri fragile ar putea suporta pe măsură ce sunt debarcate de pe ambarcațiune. Cel mai bine, drone nu au nevoie de piloți predispuși la erori: cercetătorii își pot seta cursul la baza de acasă și își pot lua rămas bun.
Dronul disponibil comercial poate fi cooptat în „limuzine de țânțari”, așa cum se referă cu drag la cofondatorul WeRobotics, Patrick Meier, transportând 50.000 de tantari simultan. (WeRobotics) După un an de prototipuri, WeRobotics și IAEA și-au depus eforturile în domeniu. Și-au stabilit mai întâi vederea în Brazilia, unde o epidemie Zika, răspândită de țânțarii Aedes aegypti, a dus la mii de defecte la naștere în 2015 și 2016.
Pe parcursul a trei studii, cercetătorii au dispersat un număr de 284.200 de țânțari Aedes aegypti masculi sterili în jurul comunității braziliene din Carnaíba do Sertão în luna martie a acestui an. În timp ce dronele zburau cu viteză maximă, cercetătorii au putut să acopere mii de metri pătrați în câteva minute - și peste 90 la sută dintre țânțarii aeronave păreau să lipească aterizarea.
Supraviețuirea căderii periculoase a fost doar începutul, dar Jérémy Bouyer, expertul în țânțari din AIEA, a fost încântat să vadă că acești tipi de la drone și-au ținut propriile omologi fertili, creând aproximativ un ou steril pentru fiecare ou viabil produs de un bărbat sălbatic. Bouyer este optimist că, odată cu mai multe înclinații, numerele vor continua să urce.
Într-un stadiu atât de timpuriu, este dificil să evaluăm impactul pe termen lung al acestor blitzuri de insecte infertile. Dar epidemiile au lovit atunci când te aștepți cel mai puțin - iar controlul insectelor se referă la boala înțepături în mugur. WeRobotics și AIEA planifică deja mai multe încercări în lunile și anii următori. Între timp, Germann și echipa sa lucrează la creșterea capacității fiecărui drone și la reducerea la minimum a mortalității de țânțar. În cele din urmă, cercetătorii speră să treacă o versiune mai bună a tehnologiei lor experților locali printr-un program intensiv de formare, creând un sistem de dispersie durabil și autosuficient. Până în 2020, WeRobotics intenționează să aibă aproximativ 30 de stații de dispecerat la nivel mondial.
„Nu suntem doar pentru a arunca tehnologia la problemă - asta nu are impact”, spune co-fondatorul WeRobotics, Patrick Meier. „Dronii ar trebui să fie eroii din această poveste. Nu organizațiile occidentale. ”
Pe măsură ce tehnologia continuă să progreseze, se pot deschide și mai multe uși. În lupta împotriva insectelor purtătoare de boli, drone nu sunt bune pentru a propaga doar pachete de dăunători. Aeronavele fără pilot au fost deja folosite pentru a cartografia locurile de reproducere a țânțarilor, care sunt greoaie pentru a detecta și urmări cu ochiul liber, permițând cercetătorilor să studieze mai ușor comportamentul și dispersia țânțarilor. În plus, din punctul lor de vedere ridicat, drone sunt un instrument excelent pentru pulverizarea insecticidelor.
Chiar și în sfera dronelor de țânțar, există loc suplimentar pentru creștere, spune Adams, care studiază comportamentul reproducător al țânțarilor Anopheles, care pot transporta paraziți care provoacă malarie , sub supravegherea cercetătorului bolii infecțioase Flaminia Catteruccia. Dronele nu sunt cu siguranță specifice speciei, iar Bouyer, Germann și Meier sunt optimiști că Anopheles și alți țânțari ar putea fi candidați viabili pentru diseminarea în viitor.
De fapt, când vine vorba de țânțarii Anopheles, spune Adams, drone ar putea fi chiar mai mult de o boonă. Anofele nu sunt bulgări letargice ca verii lor Aedes . Airdropping aceste mongers malarie ar putea fi mai puternic pentru buck, deoarece mai puțini țânțari pot acoperi o zonă geografică mai mare.
Mai mult, există dovezi că majoritatea femelelor Anopheles (și unele Aedes ) sunt în mare parte monogame; de fapt, pentru doamnele unor specii de Anopheles, alegerea mate este o decizie literală din viață. Și cercetările hormonale și comportamentale din grupul Catteruccia și alții au arătat că, chiar și într-un roi de țânțari împerecheți, o mână de vânători au succes disproporționat. Acest lucru înseamnă câteva lucruri: în primul rând, majoritatea țânțarilor bărbați vor muri, din păcate, virgine. În al doilea rând, și poate mai important, femelele sunt probabil să se târască în vreun indicator al machismului masculin, pe măsură ce își fac drum prin mulțime. Într-o zi, spune Adams, oamenii de știință ar putea să poată țânțari femele să prefere bărbații sterili decât cei fertili, având în vedere stimulentele potrivite.
În pregătirea încercărilor lor, oamenii de știință ai AIEA au crescut sute de mii de țânțari Aedes aegypti în laboratoare. (WeRobotics) Însă tehnica insectelor sterile este doar una dintre numeroasele strategii prin care să vizăm ciclul reproducător al acestor bug-uri însetate de sânge. Și deși a fost extrem de eficientă în multe contexte, această strategie nu este lipsită de dezavantaje.
„Una dintre cele mai mari probleme este că nu se auto-perpetuează”, explică Adams. „Deseori ai nevoie de mai mulți țânțari decât ai crede”.
În primul rând, înființarea acestor centre de reproducere și sterilizare de laborator în toată lumea ar fi un obiectiv formidabil. În timpul micului lor proces comunitar unic în Brazilia, WeRobotics și IAEA au crescut peste 700.000 de țânțari - un număr care ar trebui să fie extins imens pentru a satisface chiar și o parte din nevoile globale. În plus, izolarea unei populații doar pentru bărbați pentru sterilizare și eliberare nu este atât de ușoară pe cât pare, iar greșelile pot fi extrem de costisitoare. Femelele sunt lovitorii de sânge ai mănunchiului și, prin urmare, trimișii bolilor. Eliberarea accidentală a unei populații care este chiar de 1 la sută de femei ar putea agrava de fapt o epidemie, spune Adams.
Din fericire, există multe alternative. O opțiune implică fabricarea țânțarilor care pot transmite gene letale pe urmașii lor - o altă formă de control al nașterii truditoare. Această tehnologie poate fi deosebit de puternică atunci când este concepută alături de o „unitate de genă” - în esență, un element genetic care se îndreaptă în toate descendențele, indiferent de părintele care poartă trăsătura. Conducerea genelor se răspândește astfel prin populații într-un ritm accelerat, ceea ce le face mai eficiente decât strategiile precum tehnica insectelor sterile: Un număr mai mic de insecte poate domina o populație sălbatică, ușorând oarecum nevoia de producție în masă de țânțari.
Una dintre preocupările pe care unii oameni de știință le-au ridicat în ultimii ani este aceea că mai multe dintre aceste metode au drept scop ștergerea completă a anumitor specii de țânțari. Și legată de boală sau nu, o dispariție este o dispariție.
Dar, în jur de 3.500 de specii de țânțari cutreieră cerul, iar multe dintre ele au funcții ecologice suprapuse, spune Adams. „Eliminarea unei specii de țânțari nu va avea neapărat consecințe asupra mediului, având în vedere că există mii de ele, ” explică ea. „Dar, desigur, ar trebui să continuăm cu precauție.”
O alternativă la genocidul extern este introducerea imunității la paraziți sau viruși într-o populație de țânțari. Împreună cu unitățile genice, această tehnologie ar putea crea o linie durabilă de insecte care sunt libere de a-și supune sângele conținutul inimilor lor și fericit de boli.
Desigur, nici aceste metode nu sunt ignorate. La fel cum bacteriile, virușii și paraziții dezvoltă rezistență la medicamente, țânțarii își pot muta ieșirea din unitățile genice și din alte tipuri de manipulări ale ADN-ului. Chiar dacă se întâmplă cu rate mici, un individ și-ar putea propaga rapid sughițurile genetice către generațiile viitoare, anulând ani de efort.
Bouyer subliniază că greșelile cu mutații pot fi eludate bazându-se pe tehnica originală de insecte sterile bazată pe iradiere: nu este ușor să găsești o soluție genetică pentru infertilitatea partenerului sexual. În plus, în timp ce tehnicile de insecte sterile au fost folosite de zeci de ani, el adaugă, modificări genetice sofisticate și invazive ar putea întâmpina mai multe obstacole pe calea comercializării, având în vedere reglementările OMG stricte care există în multe țări.
Nici o strategie unică de combatere a țânțarilor nu este probabil să fie un panaceu de la sine. Cu toate acestea, Bouyer spune, în viitor, unele dintre aceste tehnici ar putea fi utilizate eficient în combinație. Așa cum este cazul medicamentelor și a altor medicamente, este mult mai dificil pentru o populație să dezvolte rezistență atunci când se luptă cu mai mulți adversari simultan.
În orice caz, Meier este entuziasmat de posibilitatea unor noi pasageri pentru Air Mosquito. „Suntem doar limuzina”, spune el râzând. „Orice țânțari intră în limuzină depinde de alți experți. La sfârșitul nostru, atâta timp cât există țânțari, picătura va funcționa - indiferent de modul în care au fost modificate. ”
