De ce trebuie să începem să ascultăm insectele

Este o după-amiază caldă de vară în satul Lupiro din Tanzania, iar Mikkel Brydegaard se ghemuiește într-o colibă ​​de cărămidă, încercând să fixeze un laser spart. Lângă el, pe un trepied înalt, trei telescoape îndreaptă printr-o fereastră la un copac aflat în depărtare. Un laptop se sprijină pe o cutie răsturnată, așteptând să primească un semnal.

Continut Asemanator

• Muzica sau abuzul de animale? O scurtă istorie a pianului pisicii

Cu un laser funcțional, acest sistem este cunoscut sub numele de radar lidar, îmi spune Brydegaard, dar folosind un laser în loc de unde radio. Configurația trebuie să adune date precise despre mișcarea țânțarilor malarieni. Dar, pe măsură ce soarele începe să apară, Brydegaard devine nervos. El și colegii săi au petrecut o săptămână în Tanzania, iar dispozitivul lor încă nu a început să strângă date. Sunt aproape fără timp.

Mâine, o eclipsă solară va arunca soarele peste Tanzania - eveniment care se întâmplă o dată la câteva decenii aici și pe care Brydegaard și echipa sa de la Universitatea Lund din Suedia au parcurs mii de kilometri pentru a vedea. Scopul lor imediat este de a vedea dacă eclipsa afectează comportamentul insectelor purtătoare de boli. Misiunea lor mai mare este însă să demonstreze că laserele pot revoluționa modul în care sunt studiate insectele.

Lidar implică fotografierea unui fascicul laser între două puncte - în acest caz, între colibă ​​și copac. Când insectele zboară prin fascicul, acestea se vor împrăștia și vor reflecta lumina înapoi la telescoape, generând date din care oamenii de știință speră să identifice diferite specii. Într-un moment în care dăunătorii distrug suficientă hrană pentru a susține țări întregi - și când bolile transmise de insecte omoară sute de mii de oameni în fiecare an - acest aranjament de grinzi și lentile ar putea, poate, să îmbunătățească milioane de vieți.

Dar fără un laser funcțional, călătoria în Tanzania va conta pentru nimic.

Deja, echipa s-a apropiat să renunțe. În urmă cu câteva zile, cele două lasere de mare putere nu au funcționat. „Primul meu gând a fost, OK - împachetați totul, ne întoarcem”, îmi spune Brydegaard. „Nicăieri în Tanzania nu putem găsi o piesă de schimb.” S-a gândit amarnic la zeci de mii de dolari cheltuiți pentru echipamente și călătorii. Dar apoi a intrat în oraș cu Samuel Jansson, studentul său absolvent, iar peste sticlele de bere au defilat prin contactele de pe telefoanele lor. Poate, au început să se gândească, a fost posibil să salvăm călătoria până la urmă.

*

Laserele pot fi un instrument de ultimă generație pentru identificarea insectelor, dar în centrul metodei lidar se află un principiu elegant și vechi de secole de entomologie. Aproape fiecare specie de insectă zburătoare, de la molie până la mizer până la țânțar, are o frecvență unică de batere aripilor. Un țânțar de Culig stigmatosom, de exemplu, ar putea să-și bată aripile cu o frecvență de 350 hertzi, în timp ce un mascul Culex tarsalis ar putea fi la 550 de hertzi. Din cauza acestor diferențe, baterea aripilor unei insecte este ca o amprentă. Și în ultimii ani, studiul baterii aripilor a trecut printr-o renaștere, în special în domeniul sănătății umane.

Cu mult înainte de lasere sau computere, aripioarele aripilor erau gândite în termeni auditivi - chiar muzicali. Un ascultător atent ar putea asorta zumzetul unei muste la o cheie de la pian. Exact asta a făcut Robert Hooke, un filozof natural în secolul al XVII-lea: „El este capabil să spună câte lovituri o muscă face cu aripile ei (acele muște care zumzăie în zborul lor) prin nota la care răspunde în musique în timpul zborului lor ”, a scris Samuel Pepys, un funcționar public britanic și prieten al lui Hooke.

Dar faptul că Hooke s-a bazat pe urechile sale trebuie să fi făcut dificile comunicările sale. În mod tradițional, cunoștințele au fost împărtășite prin lucrări științifice, scrisori și desene de exemplare, astfel încât entomologii au avut tendința să se bazeze pe vedere mai degrabă decât pe auz. „Domeniul a avut o atenție foarte, foarte restrânsă de multă vreme”, spune Laura Harrington, un entomolog și epidemiolog cu sediul la Cornell University, statul New York.

În secolul XX, însă, cercetătorii au început să spargă mucegaiul. Principala metodă de detectare a bătăilor de aripi a fost vizuală: metoda cronofotografică, care a implicat realizarea de fotografii în succesiune rapidă. Acest lucru a avut limitele sale, iar câțiva cercetători temeri au simțit că există un avantaj pentru abordarea auditivă a lui Robert Hooke - în special Olavi Sotavalta, un entomolog din Finlanda, care a avut darul rar al tonului absolut. La fel cum un compozitor cu tonalitate absolută ar putea transcrie un pasaj muzical după ureche, Sotavalta ar putea identifica tonul precis al aripilor unui țânțar fără ajutorul unui pian.

„Metoda acustică face posibilă observarea insectelor în zborul liber”, a scris Sotavalta într-o lucrare din 1952 în Nature . Cu alte cuvinte, pentru că avea un pitch absolut, Sotavalta a fost capabil să facă observații cu aripi nu numai cu aparatele foto din laborator, ci și în natură, cu urechile. Oamenii de știință sunt informați și constrânși de simțurile pe care aleg să le folosească.

Abordarea particulară a cercetării de la Sotavalta sugerează că anumite idei științifice apar atunci când disciplinele separate se ciocnesc: el și-a folosit urechea obositoare nu numai pentru a identifica speciile în timpul cercetărilor sale, ci și pentru muzică. „A avut o voce frumoasă de cânt”, spune Petter Portin, un profesor emerit de genetică care a fost cândva student la Sotavalta. Portin își amintește de el ca un bărbat înalt, zvelt, care purta mereu o haină albastră de laborator.

Lucrările de la Sotavalta din Biblioteca Națională a Finlandei sunt o combinație curioasă de scrisori, monografii despre comportamentul insectelor și stive de partituri. Unele dintre compozițiile sale poartă numele păsărilor și insectelor.

Una dintre cele mai ciudate dintre lucrările lui Sotavalta, publicată în Analele Societății Zoologice finlandeze, documentează în detaliu uluitor melodiile a două privighete de noapte. Sotavalta i-a auzit în timpul verii succesive, în timp ce stăteau la casa sa de vară din Lempäälä. Lucrarea în sine pare uscată, până când devine clar că încearcă să aplice teoria muzicii pe păsările de curte.

„Cântecul celor două Sprinker nightingales ( Luscinia luscinia L. ) apărute în doi ani succesivi a fost înregistrat acustic și prezentat cu notare convențională de tip stave”, a scris el.

În urma acestui lucru, sunt aproape 30 de pagini de note, grafice și analize ale ritmului și tonalității păsărilor. După ce a evidențiat asemănarea dintre cele două melodii, el declară: „Din cauza distanței scurte dintre locurile unde cântau, s-a ajuns la concluzia că probabil au fost tată și fiu.” Este ca și cum opera sa ar fi o căutare de un fel de tipar, o idee muzicală, împărtășită de membrii aceleiași specii.

Cu toate acestea, documentul său din Nature a fost mai degrabă mai consecvent. Acolo, Sotavalta descrie utilizarea „metodei sale acustice” de identificare a insectelor folosind pasul său absolut și teoretizează despre subtilitățile bătăilor de aripi ale insectelor: câtă energie consumă și cum variază în funcție de presiunea aerului și dimensiunea corpului. Chiar și așa, doar câteva decenii mai târziu, oamenii de știință precum Brydegaard au reafirmat relevanța bătăilor de aripi în studiul insectelor - de exemplu, țânțarii purtători de malarie.

*

În Tanzania, Brydegaard, Jansson și inginerul Flemming Rasmussen nu au un teren absolut - și, chiar dacă ar face acest lucru, nu ar ajuta prea mult. Există milioane de insecte în sat și în jurul lor și au pornit într-o simfonie care nu se termină niciodată.

Ceea ce au acești oameni de știință, în locul unei urechi arzătoare, este un gadget de înaltă tehnologie și două lasere rupte. Și telefoanele lor.

Când laserele nu au reușit, au fost necesare câteva începuturi false pentru a găsi o soluție. Un cercetător din Coasta de Fildeș a avut un laser de lucru, dar a fost plecat în SUA. Brydegaard a avut în vedere trimiterea unui înlocuitor prin poștă, dar știa că - datorită serviciilor vamale și a drumului de la aeroport de la Dar es Salaam - probabil că nu va ajunge la timp pentru eclipsă.

În cele din urmă, au trimis un mesaj text lui Frederik Taarnhøj, CEO FaunaPhotonics, partenerul lor comercial, și au întrebat dacă ar avea în vedere trimiterea unui om de știință din Suedia cu niște lasere de rezervă. Taarnhøj a spus da.

Așa că trio-ul a făcut câteva apeluri frenetice și în cele din urmă a convins un alt student absolvent, Elin Malmqvist, să urce într-un avion chiar a doua zi. Când a făcut-o, căra în valiză trei cutii mici de metal.

Saga încă nu s-a terminat. Chiar și după cheltuielile uriașe ale zborului din ultima clipă, primul înlocuitor nu a reușit: Brydegaard, în grabă, a confundat anodul cu catodul, care a scurtcircuitat dioda laser. Al doilea laser a dat un fascicul, dar, în mod inexplicabil, a fost atât de slab încât să fie inutilizabil.

Este ultimul laser pe care Brydegaard îl desface acum, în speranța că cel puțin acesta va funcționa așa cum era de așteptat. Când îl înșurubă pe trepied, este aproape apusul soarelui, iar agitația lui este palpabilă. În oră, va fi prea întuneric pentru a calibra chiar și un laser funcțional. Totul merge pe acest echipament.

*

Laboratorul Laura Harrington de la Cornell arată cam ca o bucătărie de restaurant. Ceea ce seamănă cu ușa unui congelator walk-in duce de fapt la o cameră de incubație. Este umed și luminat de lumini fluorescente. Rafturile sunt acoperite în cutii etichetate cu atenție. Harrington îmi arată ouă de țânțar în tipurile de containere de unică folosință pe care le transportați supă. Deasupra recipientelor, pentru a preveni scăparea țânțarilor, îmi spune un fel de plasă - voal de mireasă, îmi spune ea. Metoda nu este destul de nepricepută. Câțiva țânțari au scăpat, iar ei zâmbesc în jurul urechilor și gleznelor în timp ce discutăm.

Când vorbim despre abordarea lui Sotavalta, Harrington spune că a fost „cu siguranță înaintea timpului său”. Chiar și în ultimii ani, cercetătorii care s-au gândit să asculte țânțarii nu și-au dat seama cât de multe insecte sunt capabile să asculte. „De mult timp, oamenii de știință au crezut că țânțarii de sex feminin erau surzi - că nu au acordat atenție sunetului deloc”, spune Harrington.

Dar în 2009, Harrington a pus această încercare de multă vreme. Într-un experiment neobișnuit și complicat, ea și colegii ei au atașat o țânțar Aedes aegypti de sex feminin pe un păr, au instalat un microfon în apropiere și au așezat amândoi în interiorul unui rezervor cu capul în sus. Apoi au eliberat țânțari masculi în interiorul rezervorului și au înregistrat rezultatele.

Descoperirile echipei au uimit Harrington și au dus la o descoperire în studiul sunetului și entomologiei. Aedes aegypti a condus un fel de dans de împerechere în aer, care avea totul de-a face cu sunetul. Nu numai că țânțarii de sex feminin răspundeau la sunetele masculilor, ci păreau să comunice și cu sunete proprii. „Am descoperit că bărbații și femele se cântă reciproc”, spune Harrington. „Se armonizează chiar înainte de împerechere.”

Această „melodie de împerechere” nu este produsă de corzile vocale. Este produsă de aripile clapate. În timpul zborului normal, țânțarii masculi și femele au bătăi de aripi ușor diferite. Dar Harrington a descoperit că în timpul procesului de împerechere, bărbații și-au aliniat frecvența bătăilor de aripi cu cea a femelelor.

„Credem că femeia testează bărbatul”, explică Harrington. „Cât de repede poate converge armonic.” Dacă da, cântecele de țânțari pot funcționa ca trăsăturile de păun auditiv. Par să ajute femelele să identifice cele mai potrivite colegi.

Având în vedere aceste rezultate și cu o finanțare recentă din partea fundației Bill & Melinda Gates, laboratorul Harrington a început dezvoltarea unei noi capcane pentru țânțari pentru cercetarea în teren. Proiecte similare au fost întreprinse de echipe de la James Cook University din Australia și Universitatea Columbia din New York, printre altele.

Pentru un cercetător, există dezavantaje ale capcanelor de țânțari care există în prezent. Capcanele chimice trebuie reumplute, în timp ce capcanele electrice tind să omoare țânțarii; Harrington dorește ca noua sa capcană să valorifice puterea sunetului de a captura exemplare vii pentru monitorizare și studiu. Ar combina metodele consacrate pentru atragerea țânțarilor, precum substanțele chimice și sângele, cu sunete de țânțar înregistrate pentru a imita cântecul de împerechere. Este important să fie folosit pentru a capta țânțari de orice sex.

Istoric, oamenii de știință s-au concentrat pe capturarea țânțarilor de sex feminin, care de două ori în fiecare zi merg la vânătoare de mamifere pentru a mușca - și care pot transporta parazitul malariei (bărbații nu). Însă oamenii de știință au început recent să considere țânțarii de sex masculin o parte importantă și în controlul malariei. De exemplu, o propunere actuală de combatere a bolii implică eliberarea de bărbați modificați genetic care produc urmași infertili, pentru a reduce populația de țânțari purtători de boli într-o anumită zonă.

Speranța lui Harrington este că o capcană acustică - folosind cântecul de împerechere care atrage bărbații - ar ajuta la realizarea de noi strategii precum aceasta. „Ceea ce încercăm să facem este să gândim cu adevărat în afara cutiei și să identificăm modalități noi și inedite de a controla acești țânțari”, spune ea.

*

Cu ultimul laser în sfârșit în loc, Brydegaard aruncă un comutator. Deodată, pe ecranul laptopului de lângă trepied, apare un mic punct alb. Toată lumea respiră un suspin de ușurare: laserul funcționează.

Echipa - formată din Brydegaard, Jansson, Malmqvist și Rasmussen - petrece ultimele 15 minute de lumină de zi aducând fasciculul în centrul atenției. În afară de câțiva copii din localitate, care strigă „ mzungu ” - swahili pentru străinul cu piele ușoară - nimeni nu pare în mod special deranjat de europenii care tâmpenesc cu telescoape.

Apusul de soare aruncă o lumină frumoasă și moale peste peisajul mlăștinos din jurul Lupiro, dar marchează și începutul transmiterii malariei. Pe măsură ce întunericul începe să cadă pe coliba unde este instalat sistemul lidar, sătenii intră din câmp; stâlpii de fum se ridică de la focurile de gătit. Localnicii de aici se bazează pe orez pentru traiul lor: capsa este servită cu două mese pe zi, iar pe drumul principal prăfuit, pleava de orez se adună ca frunzele toamna. Însă câmpurile de orez necesită apă stătătoare, iar apa în picioare încurajează țânțarii malarieni. Insectele au început deja să bâlbâie în jurul picioarelor noastre.

Acum că seara s-a așezat în jurul nostru, sistemul lidar a început în sfârșit să înregistreze un torent de date. Echipa stă în jurul colibei în întuneric; un generator de benzină zumează afară, alimentând laserul și computerul. Pe ecranul laptopului, o linie roșie zimțată arată vârfuri și văi. Fiecare, îmi spune Brydegaard, reprezintă un ecou din fascicul. În jurul amurgului, zeci sau sute de insecte pot traversa fasciculul în fiecare minut. Urmărim perioada la care se referă entomologii drept „oră de vârf” - valul de activitate care începe când țânțarii de sex feminin se plimbă în sat și încep să-și caute hrană.

Nicodemus Govella, un entomolog medical al prestigiosului Institut de Sănătate Ifakara din Tanzania - partener local al FaunaPhotonics - a văzut seara care se grăbește de sute, chiar de mii de ori. El știe cum se simte să tremure și să vomite pe măsură ce parazitul malariei stăpânește; el a experimentat simptomele din nou. „În copilărie, nu pot conta de câte ori”, îmi spune el.

Dacă epidemiologii din Tanzania duc un război împotriva malariei, Institutul de Sănătate Ifakara funcționează ca un minister al informațiilor - urmărește densitatea, distribuția și calendarul mușcăturilor de către țânțarii malarieni. În mod tradițional, spune Govella, „standardul de aur” al supravegherii țânțarilor era o metodă numită captura de aterizare umană. Este de înaltă tehnologie, dar de încredere: unui voluntar i se administrează medicamente pentru a preveni transmiterea malariei și apoi stă afară cu picioarele goale, lăsând țânțarii să aterizeze și să muște.

Problema este că protecția împotriva malariei nu mai este suficientă. Prea multe alte boli, de la febra dengue la Zika, sunt răspândite și de țânțari. Drept urmare, captura de debarcare umană este considerată acum pe scară largă etică. „Vă oferă informații, dar este foarte riscant”, spune Govella. „Alte țări au interzis-o deja.” Întrucât oficialii din domeniul sănătății se retrag din vechile strategii de supraveghere și control al malariei, lucrările privind tehnicile experimentale necesită o nouă urgență - locul în care vor intra laserii.

În unele părți din Tanzania, mulțumită în parte păturilor și pesticidelor, malaria a „scăzut extraordinar”, îmi spune Govella. Dar eradicarea bolii s-a dovedit evazivă. Unii țânțari au dezvoltat rezistență la pesticide. De asemenea, paturile au ajutat la controlul transmisiei nocturne sub control - însă țânțarii și-au adaptat comportamentul, începând să muște la amurg și în zori, când oamenii nu sunt protejați.

În 2008, fiica lui Govella a contractat malarie. Gândind înapoi, modul lui Govella se schimbă; limbajul său medical precis dă loc unei pasiuni liniștite. „Nici măcar nu vreau să-mi amintesc”, spune el. „Când ajung la acea memorie, îmi aduce foarte multă durere.”

În stadiile sale incipiente, malaria poate părea o răceală obișnuită - motiv pentru care este atât de important că oamenii de știință au instrumente pentru a urmări răspândirea parazitului și a țânțarilor care îl transportă: pentru a evita diagnosticarea greșită. În cazul fiicei sale, lipsa informațiilor s-a dovedit tragică. "Deoarece nu a fost detectat în curând, a mers până la nivelul convulsiilor", spune Govella. Fiica sa a murit în cele din urmă din cauza complicațiilor malariei. Aproape în fiecare zi de atunci, s-a gândit la eradicare.

„Urăsc această boală”, spune Govella.

*

Persistența malariei a frustrat generațiile de oameni de știință. La mai bine de un secol de la descoperirea parazitului, acesta afectează încă sute de milioane de oameni în fiecare an, dintre care jumătate de milion mor. Harrington are propriile sale amintiri despre devastările provocate de boală: în 1998, a călătorit în Thailanda pentru o serie de experimente și a contractat singură malaria. „Am fost singurul străin de kilometri și kilometri în jur”, spune ea. Pe măsură ce a apărut febra, Harrington a început să înțeleagă povara reală a bolii pe care a studiat-o.

„Mi-aș putea imagina ca un sătean tailandez cu acele boli”, îmi spune ea. Era departe de cel mai apropiat spital și se simțea singură. „M-am simțit ca, dacă aș muri, poate că oamenii nu vor afla.” În cele din urmă, cineva a găsit-o și a pus-o în spatele unui camionet. Își amintește că s-a scufundat în delir, privindu-și un evantai care se învârtea la nesfârșit pe tavan. „Am văzut o asistentă cu o seringă plină de lichid violet”, își amintește ea. Aceasta i-a amintit când lucra, cu ani înainte, într-o clinică veterinară care folosea injecții purpurii pentru a eutanasia animalele bolnave. „Am crezut că acesta a fost sfârșitul.”

În cele din urmă, febra s-a rupt și Harrington a știut că va supraviețui. „M-am simțit incredibil de recunoscător pentru viața mea”, spune ea. Experiența a făcut-o și mai dedicată cercetărilor sale. "Am simțit că am capacitatea de a încerca și de a-mi dedica cariera ceva care ar putea ajuta în cele din urmă alte persoane."

Malaria oferă un exemplu viu despre modul în care insectele amenință sănătatea umană - dar există multe alte modalități prin care pot provoca daune. Insectele răspândesc și alte boli microbiene. Apoi, există efectul pe care îl au asupra agriculturii. Potrivit Organizației Națiunilor Unite pentru Alimentație și Agricultură, dăunătorii insectelor distrug o cincime din producțiile globale ale culturilor. Cu alte cuvinte, dacă fermierii lumii ar avea modalități mai bune de a controla speciile precum lăcustele și gândacii, ar putea hrăni alte milioane de oameni.

Pesticidele reduc pagubele pe care insectele le provoacă, dar atunci când sunt utilizate în mod nediscriminatoriu, ele pot dăuna oamenilor sau pot ucide insectele pe care ne bazăm. Rămânem profund dependenți de polenizatori precum albinele, molii și fluturii, dar un raport din 2016 a arătat că 40% din speciile de polenizatoare nevertebrate sunt în pericol de dispariție. Din cauza acestei relații dragoste - ură cu insectele, avem nevoie urgentă de căi mai bune de urmărire a diferitelor specii - modalități mai bune de a diferenția între erorile care ne ajută și cele care ne rănesc.

*

În ziua eclipsei, chiar înainte de prânz, în cerul albastru de deasupra lui Lupiro, discul negru al lunii trece în fața soarelui. Un grup de copii s-au adunat rotund; țin în mâini mici farfurii de sticlă de sudură pe care oamenii de știință scandinavi le-au adus cu ei. Privind prin geamul cu nuanțe verzi, copiii pot vedea semiluna îngustă a soarelui.

Satul din jurul nostru s-a întunecat; umbrele noastre au devenit mai puțin distincte. Judecând după lumină, se simte de parcă a apărut o furtună bruscă sau cineva a transformat un dimmer care a făcut ca soarele să leșine. Oamenii de știință din Suedia, împreună cu partenerii lor de la Institutul de Sănătate Ifakara și FaunaPhotonics, doresc să știe dacă în lumina slabă a unui eclipse insectele devin mai active, la fel ca și la amurg.

Pe ecran, urmărim vârfurile roșii, care s-au ridicat din nou - nu atât de multe cum am văzut la apus și la răsărit, dar mai mult decât de obicei. Există un motiv simplu pentru care aceste date contează: dacă țânțarii sunt mai activi în timpul unei eclipse, asta sugerează că folosesc lumina ca un indiciu, știind când să plutească în fiecare dimineață și în fiecare dimineață, prin întunecarea soarelui răsărit și apus.

Pe măsură ce datele se scurg, oamenii de știință mă vorbesc prin ceea ce privim. Lidar a fost inițial dezvoltat pentru a studia fenomene mult mai mari, cum ar fi modificările chimiei atmosferice. Acest sistem a fost simplificat la minimum.

Fiecare dintre cele trei telescoape de pe trepied are o funcție separată. Primul direcționează laserul de ieșire la un copac aflat la aproximativ jumătate de kilometru distanță. Cuplată în trunchiul copacului este o placă neagră, unde se încheie grinda. (Pentru a șterge o cale pentru laser, Jansson, doctorand, a trebuit să taie o cale prin subpământul cu o machetă.)

Atunci când insectele zboară prin fasciculul laser, reflexele sărind înapoi la dispozitiv din aripile lor de bătaie și sunt preluate de al doilea telescop. Al treilea telescop permite echipei să țintească și să calibreze sistemul; întregul aparat este conectat la un computer laptop care agregă datele. Vârfurile roșii care dansează pe ecran reprezintă insecte care traversează fasciculul laser.

Pentru a înregistra reflecțiile, pe care Brydegaard le numește „ecoul atmosferic”, sistemul lidar captează 4.000 de instantanee pe secundă. Ulterior, echipa va folosi un algoritm pentru a pieptăna instantaneele pentru frecvența bătăilor de aripi - amprenta fiecărei specii.

Acest dispozitiv, cu alte cuvinte, realizează cu optică ceea ce Olavi Sotavalta a obținut cu urechile și ceea ce Harrington a obținut cu ajutorul unui microfon.

Dar există câteva detalii în datele lidar pe care urechea umană nu le-ar putea discerne niciodată. De exemplu, frecvența bătăilor de aripi a unei insecte este însoțită de armonice cu ochi mai mari. (Armonicele sunt ceea ce conferă bogăție sunetului unei vioară; ei sunt responsabili pentru inelul rezonant produs de o coardă de chitară dezactivată.) Sistemul lidar poate capta frecvențe armonice prea mari pentru urechea umană. În plus, fasciculele laser sunt polarizate, iar atunci când reflectă diferite suprafețe, polarizarea lor se schimbă. Cantitatea de schimbare îi poate spune lui Brydegaard și colegilor săi dacă aripa unei insecte este lucioasă sau mată, ceea ce este util și atunci când încearcă să distingi diferite specii.

Pe măsură ce discul întunecat al soarelui începe să lumineze din nou, oamenii de știință scot imagini și încearcă, fără prea mult succes, să explice modul în care funcționează laserul copiilor locali. Acum că datele curg, tensiunea care a însoțit configurarea sistemului lidar s-a topit pur și simplu.

În sfârșit pare clar că prețul ridicat al experimentului nu va fi în zadar. Echipa a cheltuit aproximativ 12.000 de dolari pentru sistemul lidar, fără a include costurile la fel de grele pentru transport și forță de muncă. „Asta sună foarte mult, stând într-un sat african”, recunoaște Brydegaard. Pe de altă parte, formele mai vechi de lidar, folosite pentru a studia atmosfera, pot costa sute de mii de dolari. Sarcina malariei, între timp, ar fi calculată în miliarde de dolari - dacă ar putea fi calculată deloc.

În câteva ore, cercul rotund al soarelui arde din nou puternic. După câteva ore, a început să se stabilească.

Reaplicăm spray-ul pentru erori pentru a îndepărta țânțarii care, din nou, vor veni zburând din câmpurile mlăștinoase din jurul Lupiro. Apoi mergem în oraș pentru cină, care, ca de obicei, include orez.

*

La trei luni după experiment, am sunat la FaunaPhotonics pentru a afla cum progresează analiza lor. După ce atâtea lasere au eșuat, am vrut să știu dacă finalul le-a dat rezultatele de care aveau nevoie.

Datele au fost dezordonate, au spus ei. „În jurul orei de gătit, există mult fum și praf în aer”, a spus Jord Prangsma, un inginer responsabil cu analiza datelor pe care echipa le-a adus înapoi. El a adăugat că datele par să arate ritmuri de aripi distincte. Dar este un lucru să localizați acele bătăi pe un grafic. "Pentru a spune unui computer, 'Vă rog să-mi găsiți frecvența corectă', este un alt lucru", a spus el. Spre deosebire de Sotavalta, care a studiat indivizi, echipa din Tanzania a strâns date din multe mii de insecte. Încercau să analizeze toate acele bătăi de aripi deodată.

Dar obstacolele nu erau insurmontabile. „Vedem o activitate mai mare aproape în jurul prânzului”, a spus Samuel Jansson, vorbind despre datele din eclipsă. Acest lucru sugerează că țânțarii foloseau, într-adevăr, lumina ca un indiciu pentru a începe să caute hrană în timpul orei. Prangsma a adăugat că un algoritm pe care l-a dezvoltat el a început să separe datele cruciale. „Din punct de vedere științific, acesta este un set de date foarte bogat”, a spus el.

De-a lungul lunilor care au urmat, FaunaPhotonics a continuat să progreseze. „În ciuda problemelor cu laser inițial”, a scris Brydegaard într-un e-mail recent, „sistemele au fost satisfăcute de toate așteptările noastre.”

În fiecare zi în care sistemul era în funcțiune, a spus el, au înregistrat o uimitoare observație de 100.000 de insecte. „Indicațiile sunt că putem discrimina mai multe specii și clase de insecte de gen”, a continuat Brydegaard.

Alături de colegii săi de la Universitatea Lund, Brydegaard va publica rezultatele; FaunaPhotonics, în calitate de partener comercial, își va oferi dispozitivul lor lidar, împreună cu expertiza lor analitică, companiilor și organizațiilor de cercetare care doresc să urmărească insectele din domeniu. „Dacă avem un client care este interesat de o anumită specie, atunci vom adapta un pic algoritmul pentru a viza această specie”, a explicat Prangsma. „Fiecare set de date este unic și trebuie abordat în felul său.” Recent, FaunaPhotonics a început o colaborare de trei ani cu Bayer pentru a continua dezvoltarea tehnologiei sale.

Studiul bătăilor de aripi a parcurs un drum incredibil de lung, de când Olavi Sotavalta și-a folosit pasul absolut pentru a identifica insectele - și totuși, în unele privințe, munca oamenilor de știință scandinavă diferă foarte puțin de cea a entomologului finlandez. La fel ca Sotavalta, ele aduc discipline separate - în acest caz fizică și biologie, lidar și entomologie - pentru a descoperi tipare în natură. Dar mai au mult de lucru. FaunaPhotonics și partenerii săi vor începe, într-o lucrare viitoare, încercând să conecteze punctele între lumină, lasere și țânțari. Apoi vor încerca să demonstreze că studiul frecvenței bătăilor de aripi ar putea ajuta oamenii să controleze bolile, altele decât malaria, precum și insectele care distrug culturile.

„Este o călătorie care nu durează câteva luni”, a spus Rasmussen, inginerul. „Aceasta este o călătorie care va merge cu ani înainte.”

Acest articol a fost publicat pentru prima dată de Wellcome pe Mosaic și este republicat aici sub licență Creative Commons.