מדוע עלינו להתחיל להקשיב לחרקים

זה אחר צהריים קיץ חם בכפר טנזני, לופירו, ומיקל בריידגארד שוכב בצריף לבנים ומנסה לתקן לייזר שבור. לצדו, על חצובה גבוהה, מצביעים שלושה טלסקופים דרך חלון לעץ שנמצא מרחוק. מחשב נייד מונח על קופסה הפוכה ומחכה לקבל אות.

תוכן קשור

מוזיקה או התעללות בבעלי חיים? היסטוריה קצרה של פסנתר החתול

עם לייזר עובד מערכת זו מכונה מכ"ם לידאר, אומר לי ברידג'ר, אך באמצעות לייזר במקום גלי רדיו. ההתקנה אמורה לאסוף נתונים מדויקים על תנועת יתושים מלריה. אבל כשהשמש מתחילה לשקוע בחוץ, בריידג'אר מתחיל להיות עצבני. הוא ועמיתיו בילו שבוע בטנזניה והמכשיר שלהם עדיין לא החל לאסוף נתונים. הם כמעט מחוץ לזמן.

מחר ליקוי חמה יסלק את השמש מעל טנזניה - אירוע שמתרחש רק אחת לכמה עשורים כאן, ושברידגארד וצוותו מאוניברסיטת לונד בשבדיה נסעו אלפי מיילים לראות. מטרתם המיידית היא לבדוק אם ליקוי החמה משפיע על התנהגותם של חרקים נושאי מחלות. עם זאת, המשימה הגדולה יותר שלהם היא להפגין כי לייזרים יכולים לחולל מהפכה כיצד נחקרים חרקים.

לידר כרוך בירי קרן לייזר בין שתי נקודות - במקרה זה, בין הצריף לעץ. כאשר חרקים עפים דרך הקורה, הם יתפזרו ויחזירו אור לטלסקופים ויצרו נתונים מהם המדענים מקווים לזהות מינים שונים. בתקופה בה מזיקים הורסים מספיק מזון בכדי לקיים מדינות שלמות - וכאשר מחלות הנגרמות על ידי חרקים הורגים מאות אלפי אנשים מדי שנה - סידור קורות עדשות זה יכול, אולי, רק לשפר מיליוני חיים.

אך ללא לייזר עובד, הנסיעה לטנזניה לא תחשב לחינם.

הקבוצה כבר התקרבה לוותר. לפני מספר ימים שני הלייזרים שלהם בעלי המנוע הגבוה לא הצליחו לעבוד. "המחשבה הראשונה שלי הייתה, אוקיי - תארזי את הכל, אנו פונים לאחור", אומר לי ברידג'ר. "אין בשום מקום בטנזניה שאנחנו יכולים למצוא חלק חילוף." הוא חשב במרירות על עשרות אלפי הדולרים שהוציאו על ציוד ונסיעות. אבל אז הוא נכנס לעיר עם סמואל ג'נסון, סטודנט לתואר שני, ועל בקבוקי בירה הם גללו דרך אנשי הקשר בטלפונים שלהם. אולי, הם התחילו לחשוב, אפשר היה להציל את הטיול אחרי הכל.

לייזרים עשויים להיות כלי חדשני לזיהוי חרקים, אך לבה של שיטת לידר הוא עיקרון אלגנטי בן מאות שנים של אנטומולוגיה. כמעט לכל מין של חרק מעופף, מעש לבריד ועד יתוש, יש תדירות פעימות כנף ייחודית. יתוש נקובית סטיגמטוזומה של Culex, למשל, עשוי להכות את כנפיו בתדירות של 350 הרץ, ואילו זכר Culex Tarsalis עשוי להיות 550 הרץ. בגלל ההבדלים הללו, פעימת הכנף של חרק היא כמו טביעת אצבע. ובשנים האחרונות מחקר פעימות הכנפיים עבר רנסנס, במיוחד בתחום בריאות האדם.

הרבה לפני לייזרים או מחשבים, מחשבה על פעימות הכנף במונחים שמיעתיים - אפילו מוסיקליים. מאזין זהיר יכול להתאים את הבאז של זבוב למפתח בפסנתר. זה בדיוק מה שעשה רוברט הוק, פילוסוף טבעי, במאה ה -17: "הוא מסוגל לספר כמה מכות זבוב עושה בכנפיה (הזבובים שמזממים בתעופה) לפי התו שהוא עונה לו במוזיקה במהלך טיסתם ", כתב סמואל פפיס, עובד מדינה בריטי וחברו של הוק.

אך העובדה שהוק הסתמך על אוזניו, בטח הקשה על ממצאיו לתקשר. באופן מסורתי, הידע היה משותף באמצעות מאמרים מדעיים, מכתבים וציורי דגימות, ולכן האנטומולוגים נטו להסתמך על חזון ולא על שמיעה. לורה הרינגטון, אנטומולוג ואפידמיולוג שבסיסה באוניברסיטת קורנל, מדינת ניו יורק, "התחום היה ממוקד מאוד מאוד זמן."

אולם במאה ה -20 החוקרים החלו לשבור את התבנית. השיטה העיקרית לאיתור פעימות הכנפיים הייתה חזותית: השיטה הכרונופוטופית, שכללה צילום תמונות ברצף מהיר. היו לזה מגבלות, וכמה חוקרים חסידי אוזניים חשו שיש יתרון לגישה השמיעתית של רוברט הוק - במיוחד אולווי סוטוולטה, אנטומולוג מפינלנד, שהיה לו המתנה הנדירה של המגרש המוחלט. כשם שמלחין עם מידה מוחלטת עשוי לתמלל קטע מוזיקלי באוזן, יכול סוטוולטה לזהות את הטון המדויק של כנפי יתוש ללא עזרת פסנתר.

"השיטה האקוסטית מאפשרת לראות חרקים בטיסה חופשית", כתב סוטוולטה במאמר ב -1952. במילים אחרות, מכיוון שהיה לו המגרש המוחלט, סוטוואלטה הצליח לערוך תצפיות על פעימות כנפיים לא רק עם מצלמות במעבדה, אלא גם בטבע, עם אוזניו. מדענים מקבלים מידע ומוגבל על ידי החושים שהם בוחרים להשתמש בהם.

הגישה המוזרה של סוטוולטה למחקר עולה כי תובנות מדעיות מסוימות מתעוררות כאשר דיסציפלינות נפרדות מתנגשות: הוא השתמש באוזנו המקולקלת לא רק כדי לזהות מינים במהלך המחקר שלו, אלא גם למוזיקה. "היה לו קול שירה יפהפה", אומר פטר פורטין, פרופסור לאמריטוס לגנטיקה שהיה בעבר סטודנט לסוטוולטה. פורטין זוכר אותו כאיש גבוה ורזה, שלבש תמיד מעיל מעבדה כחול.

מאמריו של סוטוולטה בספרייה הלאומית של פינלנד הם שילוב מוזר של אותיות, מונוגרפיות על התנהגות חרקים וערימות גיליון. חלק מיצירותיו נקראות על שם ציפורים וחרקים.

אחד המוזרים ביותר של מאמריו של סוטוואלטה, שפורסם בכתבי האגודה לזואולוגיה פינית, מתעד בפרטי פרטים מדהימים את שירי שני הזמיר המסוים. סוטוואלטה שמע אותם במהלך קיץ רצוף בעת שהותו בבית הקיץ שלו בלמפייאלה. העיתון עצמו נראה יבש, עד שיתברר שהוא מנסה ליישם את תורת המוזיקה על ציפור ציפורים.

"השיר של שני הזמיר בספרוסר ( Luscinia luscinia L. ) שהתרחשו בשנתיים ברציפות הוקלט באקוסטיות והוצג עם סימון סטבה רגיל", כתב.

בהמשך לכך כמעט 30 עמודים של תווים, גרפים וניתוח קצב הטונליות של הציפורים. לאחר שהדגיש את הדמיון בין שני השירים, הוא מצהיר: "בגלל המרחק הקצר בין המקומות שבהם שרו, הוסכם שהם אולי אב ובנו." זה כאילו העבודה שלו היא חיפוש אחר סוג כלשהו. של דפוס, רעיון מוזיקלי כלשהו, המשותף לחברים מאותו מין.

עם זאת, העיתון שלו ב"טבע " היה תוצאתי למדי יותר. שם, מתאר סוטוולטה את השימושים ב"שיטה האקוסטית "שלו לזיהוי חרקים באמצעות המגרש המוחלט שלו, ותיאוריות לגבי הדקויות של פעימת הכנף של חרקים: כמה אנרגיה היא צורכת, וכיצד היא משתנה בהתאם ללחץ האוויר וגודל הגוף. אף על פי כן, רק עשרות שנים לאחר מכן, מדענים כמו בריידג'ארד אישרו את הרלוונטיות של פעימות כנף בחקר חרקים - למשל יתושים נושאי מלריה.

בטנזניה, בריידג'ארד, ג'נסון והמהנדס פלמינג רסמוסן אין המגרש המוחלט - וגם אם הם היו עושים זאת, זה לא יעזור הרבה. ישנם מיליוני חרקים בכפר ובסביבתו, והם מתמלאים בסימפוניה שלא נגמרת לעולם.

מה שיש למדענים האלה במקום אוזן נלהבת, הוא גאדג'ט היי-טק ושני לייזרים שבורים. והטלפונים שלהם.

כאשר הלייזרים נכשלו, דרשו מספר התחלות שווא כדי למצוא פיתרון. לחוקר באוניברסיטת חוף השנהב היה לייזר עובד, אך הוא נעדר בארצות הברית. בריידג'ארד שקל לשגר להחליף בדואר, אך ידע כי - בזכות המכס והנסיעה לאורך היום משדה התעופה בדרא סאלם - ככל הנראה היא לא תגיע בזמן ליקוי החמה.

לבסוף הם שלחו הודעת טקסט לפרדריק טאארנהו, מנכ"ל FaunaPhotonics, השותף המסחרי שלהם, ושאלו אם ישקול לשלוח מדען משוודיה עם כמה לייזרים רזרביים. Taarnhøj אמר כן.

אז השלישייה ערכה כמה שיחות תזזיתיות ובסופו של דבר שכנע סטודנטית לתואר שני אחר, אלין מלמקוויסט, לעלות למטוס ממש למחרת. כשעשתה זאת, היא סחבה שלוש מזוודות מתכת קטנות במזוודה.

אולם הסאגה לא הסתיימה. גם אחרי ההוצאה האדירה של הטיסה ברגע האחרון, ההחלפה הראשונה נכשלה: בריידג'ארד, בחיפזונו, בלבל את האנודה עם הקתודה, שקצרה את מעגל הלייזר. הלייזר השני הניב קרן, אך באופן לא מוסבר, הוא היה כה קלוש עד שאינו ניתן לשימוש.

זה הלייזר האחרון שבריגדור פורק כעת, בתקווה שלפחות זה יעבוד כצפוי. כשהוא דופק אותו לחצובה, כמעט שקיעה, והתרגשות שלו מוחשית. בתוך השעה יהיה חשוך מכדי לכייל אפילו לייזר עובד. הכל רוכב על ציוד זה.

המעבדה של לורה הרינגטון בקורנל דומה קצת למטבח של מסעדה. מה שדומה לדלת למקפיא מוביל למעשה לחדר דגירה. זה לח ומואר באורות ניאון. המדפים מכוסים בקופסאות המסומנות בקפידה. הרינגטון מראה לי ביצי יתושים בתוך סוגים של מכולות חד פעמיות שהייתם נושאים בהם מרק. בחלק העליון של המכולות, כדי למנוע יתושים להימלט, יש איזשהו מעטה כלה נטו, היא אומרת לי. השיטה אינה בטוחה לחלוטין. כמה יתושים נמלטו והם זמזמים סביב אוזנינו וקרסולינו בזמן שאנחנו משוחחים.

כשאנחנו מדברים על גישתו של סוטוולטה, הרינגטון אומר שהוא "בהחלט הקדים את זמנו". אפילו בשנים האחרונות החוקרים שחשבו להאזין ליתושים לא הבינו כמה חרקים מסוגלים להקשיב. "במשך זמן רב מדענים חשבו כי יתושים נשיים הם חירשים - שהם לא שמו לב כלל לקול", אומר הרינגטון.

אבל בשנת 2009 העמיד הרינגטון את ההנחה ארוכת השנים במבחן. בניסוי יוצא דופן ומורכב, היא ועמיתיה קשרו את שער היתוש האגיפטי שלה אל שיערה, התקנו בקרבת מקום מיקרופון והניחו את שניהם בתוך מיכל דגים הפוך. ואז הם שיחררו יתושים זכריים בתוך הטנק ורשמו את התוצאות.

ממצאי הצוות הדהימו את הרינגטון והביאו לפריצת דרך בחקר הצליל והאנטומולוגיה. אגס אגיפטי ניהל מעין ריקוד הזדווגות באמצע האוויר שקשור בכל הקשור לסאונד. לא רק שהיתושים הנשיים הגיבו לצלילי הזכרים, נראה שהם גם מתקשרים עם קולות משלהם. "גילינו שגברים ונקבות שרים זה לזה, " אומר הרינגטון. "הם משתלבים בהרמוניה ממש לפני ההזדווגות."

'שיר ההזדווגות' הזה לא מופק על ידי מיתרי הקול. הוא מיוצר על ידי כנפיים מתנופפות. במהלך טיסה רגילה, יתושים זכרים ונקביים בעלי פעימות כנף שונות במקצת. אולם הרינגטון מצא כי במהלך תהליך ההזדווגות, הזכרים יישרו את תדירות פעימת הכנף לזו של הנקבות.

"אנחנו חושבים שהנקבה בודקת את הזכר", מסביר הרינגטון. "כמה מהר הוא יכול להתכנס בהרמוניה." אם כן, שירי יתושים עשויים לתפקד כמו תכונות טווס שמיעתי. נראה שהם עוזרים לנקבות בזיהוי בני הזוג החזקים ביותר.

מתוך התייחסות לתוצאות אלה, ובמענק שהעניק לאחרונה קרן Bill & Melinda Gates, המעבדה של הרינגטון החלה בפיתוח מלכודת יתושים חדשה לחקר שדה. פרויקטים דומים נערכו על ידי צוותים באוניברסיטת ג'יימס קוק באוסטרליה ובאוניברסיטת קולומביה בעיר ניו יורק, בין היתר.

עבור חוקר ישנם חסרונות למלכודות היתושים הקיימות כיום. יש למלא מלכודות כימיות ואילו מלכודות חשמליות נוטות להרוג יתושים; הרינגטון רוצה שהמלכודת החדשה שלה תרתום את כוחו של הצליל לתפוס דגימות חיות לצורך פיקוח ולימוד. זה ישלב שיטות מבוססות למשיכת יתושים, כמו כימיקלים ודם, עם צלילי יתושים מוקלטים כדי לחקות את השיר המזדווג. חשוב לציין כי ניתן להשתמש בו ללכידת יתושים משני המינים.

מבחינה היסטורית, מדענים התמקדו בתפיסת יתושים נשיים, אשר פעמיים ביום הולכים לצוד יונקים לנגוס - ואשר עשויים לשאת את טפיל המלריה (הזכרים אינם). אך מדענים החלו לאחרונה לשקול יתושים גברים גם הם חלק חשוב מההדברה במלריה. לדוגמה, הצעה אחת עכשווית לריסון המחלה כוללת שחרור זכרים מהונדסים גנטית המייצרים צאצאים עקרים, כדי לצמצם את אוכלוסיית היתושים הנושאים מחלות באזור נתון.

התקווה של הרינגטון היא שמלכודת אקוסטית - שימוש בשיר ההזדווגות שמושכת גברים - תסייע בפיתוח אסטרטגיות חדשות ככל האפשר. "מה שאנחנו מנסים לעשות זה באמת לחשוב מחוץ לקופסה, ולזהות דרכים חדשות וחדשות לשליטה על היתושים האלה", היא אומרת.

כאשר הלייזר האחרון במקום סוף סוף, בריגדור מפנה מתג. לפתע, במסך הנייד שליד החצובה מופיעה נקודה לבנה קטנה. כולם נושמים לרווחה: הלייזר עובד.

הקבוצה - המורכבת מברידג'ארד, ג'נסון, מלמקוויסט ורסמוסן - מבלה את 15 הדקות האחרונות של אור היום על מנת להביא את הקורה למוקד. מלבד כמה ילדים מקומיים, שצועקים " מזונגו " - סוולהית לזרים בהירי עור - איש לא נראה מוטרד במיוחד מהאירופאים שמתעסקים בטלסקופים.

שקיעה זורקת אור יפה ורך על הנוף הביצי סביב לופירו, אך היא גם מסמנת את תחילת העברת המלריה. כשהחושך מתחיל ליפול על הצריף בו מוקמת מערכת לידאר, הכפריים נכנסים מהשדות; עמודי עשן עולים מדורות בישול. תושבים מקומיים כאן מסתמכים על אורז למחייתם: המסך מוגש עם שתי ארוחות ביום, ולאורך הכביש הראשי המאובק מוץ אורז כמו עלים בסתיו. אך שדות אורז מצריכים מים עומדים, ומים עומדים מטפחים יתושים מלריה. חרקים כבר החלו לזמזם סביב רגלינו.

עכשיו בערב ההוא התמקם סביבנו, מערכת לידר החלה סוף סוף לרשום סיקור נתונים. הצוות יושב סביב הצריף בחושך; גנרטור בנזין מזמזזם בחוץ, ומניע את הלייזר והמחשב. על מסך המחשב הנייד, קו אדום משונן מציג פסגות ועמקים. כל אחד, אומר לי ברידג'ארד, מייצג הד מהקרן. סביב בין ערביים, עשרות או מאות חרקים עלולים לחצות את הקורה בכל דקה. אנו עוקבים אחר התקופה שהאנטומולוגים מכנים אותה כ"שעת העומס "- גל הפעילות שמתחיל כאשר יתושים נוהרים בכפר ומתחילים בחיפוש אחר מזון.

ניקודמוס גובלה, אנטומולוג רפואי במכון הבריאות היוקרתי של Ifakara בטנזניה - שותף מקומי של FaunaPhotonics - ראה את היתושים בערב מאות ואף אלפי פעמים. הוא יודע איך זה מרגיש לרעוד ולהקיא כאשר טפיל המלריה תופס; הוא חווה את הסימפטומים שוב ושוב. "בילדותי אני לא יכול לספור כמה פעמים, " הוא אומר לי.

אם האפידמיולוגים הטנזניים מנהלים מלחמה במלריה, מכון הבריאות של Ifakara עובד כמו משרד מודיעין - הוא עוקב אחר צפיפות, תפוצה ועיתוי של עקיצות על ידי יתושים מלריה. באופן מסורתי, אומרת גובלה, "תקן הזהב" של מעקב יתושים היה שיטה המכונה תפיסת נחיתת אדם. זה דל-טק אך אמין: למתנדב ניתן תרופות למניעת העברת מלריה ואז יושב בחוץ עם רגליים יחפות, נותן ליתושים לנחות ולנשוך.

הבעיה היא שההגנה מפני מלריה כבר לא מספיקה. יותר מדי מחלות אחרות, החל מקדחת דנגה ועד זיקה, מופצות גם על ידי יתושים. כתוצאה מכך, תופסת הנחיתה של בני אדם נחשבת כיום כלא מוסרית. "זה נותן לך מידע, אבל זה מאוד מסוכן, " אומרת גובלה. "מדינות אחרות כבר אסרו את זה." כשגורמי הבריאות פורשים אסטרטגיות ישנות למעקב ובקרה של מלריה, העבודה על טכניקות ניסוי דורשת דחיפות חדשה - וכאן ייכנסו הלייזרים.

באזורים של טנזניה, בין השאר בזכות מיטות וחומרי הדברה, המלריה "נפלה בצורה אדירה", אומרת לי גובלה. אולם מיגור המחלה התגלה כחמקמק. יתושים מסוימים פיתחו עמידות בפני חומרי הדברה. באופן דומה, מיטות מיטות עזרו להעביר את השידור הלילי בשליטה - אך יתושים התאימו את התנהגותם והתחילו לנגוס בשעת בין ערביים עם שחר, כאשר אנשים אינם מוגנים.

בשנת 2008, בתה של גובלה חלתה במלריה. במבט לאחור משתנה אופן גובלה; השפה הרפואית המדויקת שלו מפנה את מקומה לתשוקה שקטה. "אני אפילו לא רוצה לזכור, " הוא אומר. "כשאני מגיע לזיכרון זה באמת מביא לי הרבה כאב."

בשלבים המוקדמים שלה, מלריה עשויה להיראות כמו הצטננות - וזו הסיבה שהיא כה חשובה שלמדענים יש כלים לעקוב אחר התפשטות הטפיל והיתושים הנושאים אותו: כדי למנוע אבחון מוטעה. במקרה של בתו, חוסר המידע התגלה כטרגי. "מכיוון שזה לא התגלה בקרוב, הוא התקדם עד לרמת העוויתות, " אומרת גובלה. בתו מתה בסופו של דבר מסיבוכים של מלריה. כמעט כל יום מאז, הוא חשב על מיגור.

"אני שונאת את המחלה הזו", אומרת גובלה.

התמדה של מלריה תסכלה דורות של מדענים. יותר ממאה שנה לאחר גילוי הטפיל, הוא עדיין פוגע במאות מיליוני אנשים בכל שנה, מתוכם חצי מיליון מתים. להרינגטון זיכרונות משלה מההרס שגרמה המחלה: בשנת 1998 נסעה לתאילנד לסדרת ניסויים וחלתה בעצמה מלריה. "הייתי הזר היחיד לאורך קילומטרים וסביבה", היא אומרת. בזמן שהחום התחיל, הרינגטון התחילה להבין את הנטל האמיתי של המחלה אותה למדה.

"יכולתי לדמיין את עצמי כפרית תאילנדית עם המחלות האלה, " היא אומרת לי. היא הייתה רחוקה מבית החולים הקרוב והרגישה לבד. "הרגשתי שאם אני מת, אנשים אולי לא יגלו זאת." בסופו של דבר מישהו מצא אותה ושם אותה בגב טנדר. היא זוכרת ששקעה במערכת ההזיה, ובהתה במאוורר שהסתובב בלי סוף על התקרה. "ראיתי אחות עם מזרק מלא בנוזל סגול, " היא נזכרת. זה הזכיר לה כשעבדה, שנים קודם לכן, במרפאה וטרינרית שהשתמשה בזריקות סגולות כדי להרדים חיות חולות. "חשבתי שזה הסוף."

לבסוף, החום נשבר, והרינגטון ידעה שהיא עומדת לשרוד. "הרגשתי אסירת תודה להפליא על חיי", היא אומרת. החוויה גרמה לה להיות מחויבת עוד יותר למחקר שלה. "הרגשתי שיש לי את היכולת לנסות להקדיש את הקריירה למשהו שיכול לעזור בסופו של דבר לאנשים אחרים."

מלריה מספקת דוגמה חיה לאופן בו חרקים מאיימים על בריאות האדם - אך ישנן דרכים רבות אחרות שיכולות לגרום נזק. חרקים מפיצים גם מחלות מיקרוביאליות אחרות. ואז יש את ההשפעה שיש להם על החקלאות. על פי ארגון המזון והחקלאות של האו"ם, מזיקים של חרקים הורסים חמישית מתפוקת היבול העולמית. במילים אחרות, אם לחקלאי העולם היו דרכים טובות יותר לשלוט במינים כמו ארבה וחיפושיות, הם היו יכולים להאכיל מיליוני אנשים נוספים.

הדברה מצמצמת את הנזק שחרקים גורמים, אך כאשר משתמשים בהם ללא הבחנה, הם יכולים גם לפגוע באנשים או להרוג את החרקים עליהם אנו סומכים. אנו נשארים תלויים מאוד במאביקים כמו דבורים, עש ופרפרים, אך דוח משנת 2016 הראה כי 40 אחוז מזן המאביקים חסרי החוליות נמצא תחת איום הכחדה. זה בגלל מערכת יחסי אהבה-שנאה עם חרקים שאנחנו זקוקים בדחיפות לדרכים טובות יותר למעקב אחר מינים שונים - דרכים טובות יותר להבדיל בין הבאגים שעוזרים לנו לבין החרקים שפוגעים בנו.

ביום הליקוי, קצת לפני הצהריים, בשמי הכחול שמעל לופירו, הדיסק השחור של הירח עובר מול השמש. קבוצת ילדים התאספה סביב; הם אוחזים בידיהם צלחות זכוכית ריתוך שהביאו עימם המדענים הסקנדינביים. על ידי הצצה דרך הזכוכית הצבעונית הירוקה, הילדים יכולים לראות את סהר השמש המצטמצם.

הכפר סביבנו התעמעם; הצללים שלנו הפכו פחות ברורים. אם לשפוט לפי האור, זה מרגיש כאילו סערה פתאומית, או שמישהו הפך דימר שגרם לשמש להתעלף. המדענים משוודיה, יחד עם בני זוגם במכון הבריאות של Ifakara ו- FaunaPhotonics, רוצים לדעת אם באור עמום של ליקוי חמה חרקים הופכים להיות פעילים יותר, בדיוק כפי שהם נראים בשעת בין ערביים.

על המסך אנו צופים בפסגות האדומות, שצצו שוב - לא כמה שראינו בשקיעה ובזריחה, אלא יותר מהרגיל. יש סיבה פשוטה שהנתונים האלה חשובים: אם היתושים פעילים יותר בזמן ליקוי חמה, זה מרמז שהם משתמשים באור כקורה, בידיעה מתי לנחש כל בוקר וערב בגלל אפלולית השמש העולה והולכת.

ככל שהנתונים גולשים פנימה, המדענים מדברים אותי על מה שאנחנו מסתכלים עליו. לידר פותח במקור כדי ללמוד תופעות בהיקף גדול בהרבה, כמו שינויים בכימיה האטמוספרית. מערכת זו פשטה למינימום.

לכל אחד משלושת הטלסקופים בחצובה יש פונקציה נפרדת. הראשון מכוון את הלייזר היוצא לעץ שנמצא במרחק של כחצי קילומטר משם. גזע העץ ממוסמר לגזע העץ, שם הקורה מסתיימת. (כדי לפנות דרך עבור הלייזר, ג'נססון, סטודנט לתואר שלישי, נאלץ לחתוך דרך במברשת התחתית במצ'טה.)

כאשר חרקים עפים דרך קרן הלייזר, השתקפויות חוזרות אל המכשיר מכנפיהן המכות, והם נאספים על ידי הטלסקופ השני. הטלסקופ השלישי מאפשר לצוות לכוון ולכייל את המערכת; המנגנון כולו מחובר למחשב נייד שמצרף את הנתונים. הפסגות האדומות שרוקדות על פני המסך מייצגות חרקים החוצים את קרן הלייזר.

כדי להקליט את ההשתקפויות, שבראגדור מכנה "הד אטמוספרי", מערכת לידאר לוכדת 4, 000 תמונות בשנייה. בהמשך, הצוות ישתמש באלגוריתם כדי לסרוק את תמונות המצלמה לתדירות פעימות הכנפיים - טביעת האצבע של כל מין.

מכשיר זה, במילים אחרות, משיג באופטיקה את מה שאולבי סוטוולטה השיג באוזניו, ואת מה שהשיג הרינגטון בעזרת מיקרופון.

אבל ישנם כמה פרטים בנתוני לידר שמעולם האוזן האנושית לא תוכל להבחין בהם מעולם. לדוגמה, תדר פעימות הכנפיים של חרק מלווה בהרמוניות בעלות קצב גבוה יותר. (הרמוניות זה מה שמאפשר עושר לצלילי כינור; הם אחראים לטבעת התהודה שמייצרת מיתר גיטרה מושתק.) מערכת לידאר יכולה לתפוס תדרים הרמוניים שגבוהים מכדי שאוזן האדם תישמע. בנוסף, קרני לייזר מקוטבות, וכאשר הם משתקפים משטחים שונים, הקיטוב שלהם משתנה. כמות השינוי יכולה לומר לברידג'אר ועמיתיו האם כנף החרק מבריקה או מט, וזה מועיל גם כאשר מנסים להבדיל בין מינים שונים.

כאשר דיסק השמש האפל מתחיל להתבהר שוב, המדענים מצליחים תמונות ומנסים, ללא הצלחה רבה, להסביר כיצד הלייזרים עובדים לילדים מקומיים. כעת, כשהנתונים זורמים, המתח שליווה את התקנת מערכת לידאר פשוט נמס.

סוף סוף נראה ברור שתג המחיר הגבוה של הניסוי לא יהיה לשווא. הצוות הוציא כ- 12, 000 דולר על מערכת לידר, לא כולל העלויות החסרות לא פחות של הובלה ועבודה. "זה נשמע כמו הרבה, לעמוד בכפר אפריקני, " מודה ברידג'ארד. מצד שני, צורות לידר ישנות יותר, המשמשות לחקר האווירה, יכולות להגיע למאות אלפי דולרים. הנטל של המלריה, בינתיים, יחושב במיליארדי הדולרים - אם ניתן לחשב אותו בכלל.

תוך שעתיים מעגל השמש העגול הבהיר שוב בוער. שעתיים לאחר מכן זה התחיל לקבוע.

אנו מורחים מחדש ריסוס באגים כדי להגן על היתושים, ששוב יבואו לעוף משדות הביצות סביב לופירו. אחר כך אנו נכנסים לעיר לארוחת ערב, שכרגיל כוללת אורז.

שלושה חודשים לאחר הניסוי התקשרתי ל- FaunaPhotonics כדי ללמוד כיצד התקדמות הניתוח שלהם. אחרי שכל כך הרבה לייזרים נכשלו, רציתי לדעת האם הסופי נתן להם את התוצאות הדרושות להם.

הנתונים היו מבולגנים, אמרו. "סביב זמן הבישול יש המון עשן ואבק באוויר", אמר ג'ורד פרנגסמה, מהנדס האחראי על ניתוח הנתונים שהצוות החזיר. הוא הוסיף כי נראה שהנתונים מראים פעימות כנף מובחנות. אבל זה דבר אחד לזהות את פעימות אלה על גרף. "לומר למחשב 'בבקשה מצא לי את התדר הנכון', זה דבר אחר", אמר. בניגוד לסוטוואלטה, שחקר פרטים, הצוות בטנזניה אסף נתונים מאלפי חרקים רבים. הם ניסו לנתח את כל הכנפיים המכות בבת אחת.

אך המכשולים לא היו ניתנים לבלתי נסבלים. "אנו רואים פעילות גבוהה יותר בסביבות הצהריים, " אמר סמואל ג'נסון, ודיבר על נתוני הליקוי. זה מרמז כי יתושים השתמשו באור כקורה כדי להתחיל לחפש מזון בשעות העומס. פראנגסמה הוסיף כי אלגוריתם שפיתח החל להפריד בין הנתונים המכריעים. "מבחינה מדעית, זהו מערך נתונים עשיר מאוד, " אמר.

במהלך החודשים שלאחר מכן המשיכה FaunaPhotonics להתקדם. "למרות בעיות לייזר ראשוניות, " כתב ברידג'ר בהודעת דוא"ל אחרונה, "המערכות ביצעו לשביעות רצון כל הציפיות שלנו."

כל יום שהמערכת פועלת, הוא אמר, הם רשמו 100, 000 תצפיות חרקים מדהימות. "האינדיקציות הן שנוכל להבחין בכמה מינים ומינים מגדריים של חרקים, " המשיך בריגדור.

יחד עם עמיתיו באוניברסיטת לונד, ברידגארד יפרסם את התוצאות; FaunaPhotonics, כשותפו המסחרי, יציע מכשיר לידר שלהם, יחד עם מומחיותם האנליטית, לחברות וארגוני מחקר המחפשים לעקוב אחר חרקים בתחום. "אם יש לנו לקוח שמעוניין במין מסוים, אנו נתאים מעט את האלגוריתם כדי למקד את המין", הסביר פראנגסמה. "כל מערך נתונים הוא ייחודי ויש לטפל בו בדרך משלו." לאחרונה, FaunaPhotonics החלה בשיתוף פעולה של שלוש שנים עם באייר כדי להמשיך בפיתוח הטכנולוגיה שלה.

המחקר על פעימות הכנפיים עבר דרך ארוכה להפליא מאז שאולובי סוטוולטה השתמש במגרש המוחלט שלו כדי לזהות חרקים - ובכל זאת, במובנים מסוימים, עבודת המדענים הסקנדינביים שונה מאוד מזו של האנטומולוג הפיני. ממש כמו סוטוואלטה, הם מחברים דיסציפלינות נפרדות - במקרה זה פיזיקה וביולוגיה, לידר ואנטומולוגיה - כדי לחשוף דפוסים בטבע. אבל נותרו לך הרבה עבודה. FaunaPhotonics ושותפיה יתחילו, בעיתון הקרוב, בניסיון לחבר את הנקודות בין אור, לייזרים ויתושים. ואז הם ינסו להדגים שמחקר תדירות פעימות הכנפיים יכול לעזור לבני אדם לשלוט במחלות שאינן מלריה, כמו גם לחרקים ההורסים יבולים.

"זהו מסע שלא נמשך כמה חודשים", אמר המהנדס רסמוסן. "זה מסע שיימשך שנים קדימה."

מאמר זה פורסם לראשונה על ידי Wellcome ב- Mosaic והוא פורסם כאן תחת רישיון Creative Commons.