Neobičan eksperiment sa 100 gladnih komaraca otkrio tajne njihovog leta

Više ljudi je umrlo od komaraca nego u ratovima. Nov, neobičan eksperiment otkriva tajne leta ovih krvopija.

„‚Četiri minuta je predugo.‘ To je poruka koju mi je poslao student Kris Zuo uz fotografije bezbrojnih ujeda komaraca na njegovoj goloj koži. Ovaj ‚masakr‘ po cijelom tijelu nije bio rezultat neuspjelog kampovanja. On je to ograničeno vrijeme proveo u prostoriji sa 100 gladnih komaraca, noseći samo mrežasto odjelo za koje smo mislili da će ga zaštititi. Tako je počelo naše trogodišnje putovanje u pokušaju da razumijemo ponašanje varljivo jednostavnog insekta – komarca,“ napisao je u tekstu za Konverzejšn Dejvid Hu, profesor mašinskog inženjerstva, biologije i fizike na Tehnološkom institutu Džordžije.

Ljudi gube rat protiv komaraca

Svijet, kako kaže, troši 22 milijarde američkih dolara godišnje na milijarde litara insekticida, milione kilograma larvicida i milione mreža za krevete tretiranih insekticidima – i sve to da bi se borio protiv sićušnog insekta koji teži 10 puta manje od zrna pirinča i ima samo 200.000 neurona.

Ipak, ljudi gube rat protiv komaraca. Ovi insekti evoluiraju kako bi napredovali u gradovima i, usljed klimatskih promijena, brže šire bolesti.

Naučnici znaju da komarci imaju očajan vid i da se oslanjaju na hemijske signale kako bi to nadoknadili. Međutim, znati šta privlači komarca nije dovoljno da bi se predvidelo njegovo ponašanje. Možete znati da projektil koji prati toplotu privlači izvor toplote, ali i dalje nećete znati kako taj projektil funkcioniše.

Zdravlje

Opasna groznica koju prenose komarci se širi Evropom: Ovo su simptomi

„Tu na scenu stupaju Kris i njegova žrtva u sobi sa komarcima. Prateći putanje leta mnogih komaraca oko njega, nadali smo se da ćemo utvrditi kako donose odluke kao odgovor na njegovo prisustvo. Razumijevanje toga kako komarci reaguju na ljude prvi je korak ka njihovoj kontroli“, ističe profesor Hu.

Eksperiment izveden po propisima

Kako navodi profesor sa preko 20 godina iskustva u proučavanju kretanja životinja, sve je urađenopo propisima. Institucionalni revizorski odbor univerziteta odobrio je procedure postaravši se da Kris bude bezbjedan i da ni na koji način ne bude primoran. Komarci su bili bez zaraza i autohtoni za Džordžiju. Ova sesija rezultirala je prvim i posljednjim ujedima koje je iko dobio tokom studije.

Od 3.500 vrsta komaraca, preko 100 vrsta je klasifikovano kao antropofilno, što znači da preferiraju da jedu ljudsku krv. Određene vrste komaraca će pronaći jednu osobu usred cijelog krda stoke kako bi sisale upravo ljudsku krv.

Ovo je, kako kaže, popriličan podvig s obzirom na to da su komarci slabi letači. Oni prestaju da lete pri laganom povjetarcu od 3 do 5 kilometara na sat, što je ista brzina vazduha koju stvara konjski rep dok maše. U mirnijim uslovima, komarci koriste svoje minijaturne mozgove da prate ljudsku toplotu, vlagu i mirise koje vjetar nosi.

Vid komaraca nije od velike pomoći dok tragaju za sljedećim obrokom krvi. Njihova dva složena oka imaju nekoliko stotina pojedinačnih sočiva zvanih omatidije, od kojih je svako širine ljudske dlake. Ona proizvode donekle mutnu, mozaičnu ili pikselizovanu sliku. Zbog zakona optike, komarci mogu razaznati čovjeka odrasle veličine tek na nekoliko metara udaljenosti. Samo pomoću vida ne mogu razlikovati čovjeka od malog drveta. Oni ispituju svaki tamni objekat.

Svijet

Komarci prvi put u istoriji pronađeni na Islandu

Izazov kod proučavanja leta komaraca je u tome što je većina onoga što rade - besmisleni šum. Komarci koji lete u praznoj sobi uglavnom prave nasumične promene u brzini i pravcu leta.

„Trebalo nam je mnogo putanja leta da bismo se probili kroz taj šum. Dizajnirali smo mrežasto odelo koje je Kris prvobitno nosio u sobi sa komarcima. Ali nakon što smo vidjeli njegove ujede, bio nam je potreban bolji način“, objašnjava profesor Hu.

Umjesto toga, dodaje, Kris je oprao odjeću dugih rukava neparfimisanim deterdžentom i nosio rukavice i masku za lice. Potpuno zaštićen, Kris je samo morao da stoji i čeka dok ga je oblak komaraca opsjedao.

„Američki Centri za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) upoznali su nas sa uređajem Fotonik Sentry, kamerom koja istovremeno prati stotine letećih insekata u prostoriji. Ona bilježi 100 kadrova u sekundi sa rezolucijom od 5 mm u prostoru veličine velikog studio apartmana. Za samo nekoliko sati, Kris i drugi student, Suvan Kim, generisali su više podataka o letu komaraca nego što je ikada ranije izmjereno u ljudskoj istoriji. Džorn Dunkel, Čenji Fei i Aleks Koen, naši saradnici matematičari sa MIT-a, rekli su nam da je geometrija Krisovog tela i dalje previše komplikovana za proučavanje reakcija komaraca. Čenji je predložila da poštedimo Krisa – zašto ga ne zamijenimo jednostavnom lutkom: crnom loptom od stiropora na štapu u kombinaciji sa bocom ugljen-dioksida“, kaže profesor.

Dvije godine komarci kružili oko lutke

Tokom naredne dvije godine, Kris je snimao komarce kako nemilosrdno kruže oko lutki od stiropora. Zatim bi usisao komarce, trudeći se da ga ne ujedu.

Komarac leti slično kao što biste vi upravljali avionom: skreće lijevo ili desno, ubrzava ili koči. Utvrdili smo ponašanje komarca tokom leta kao funkciju njegove brzine, lokacije i smjera u odnosu na cilj, što je bio prvi korak u kreiranju našeg modela njihovog ponašanja.

Banja Luka

Evo kada će biti zaprašivanje komaraca u Banjaluci

„Naše povjerenje u pravila ponašanja raslo je kako smo analizirali sve više putanja, na kraju koristeći 20 miliona pozicija i brzina komaraca. Ova ideja o uključivanju zapažanja radi podrške matematičkoj hipotezi stara je 200 godina i naziva se Bejzova inferencija. Ponašanje komaraca koje smo primetili ilustrovali smo u veb aplikaciji. Koristeći naš model, pokazali smo kako različiti ciljevi uzrokuju da komarci lete drugačije. Vizuelni ciljevi izazivaju „prelete“, gdje komarci prolijeću pored mete. Ugljen-dioksid izaziva „ponovne provere“, gdje komarci usporavaju blizu mete. Kombinacija vizuelnog signala i ugljen-dioksida stvara obrasce orbitiranja velikom brzinom“, pojašnjava Hu.

Do tada su, kaže, koristili samo eksperimente sa sferama od stiropora za obuku modela:

„Pravi test je bio da li on može predvideti letove komaraca oko čovjeka. Kris se vratio u komoru, ovog puta noseći potpuno bijelu odjeću i crni šešir, pretvarajući sebe u metu. Naš model je uspješno predvidio raspored komaraca oko njega. Identifikovali smo opasne zone, gdje je postojala velika vjerovatnoća da će komarac kružiti oko njega.“

Predviđanje ponašanja komaraca je prvi korak ka tome da ih nadmudrimo. U područjima podložnim komarcima, ljudi projektuju kuće sa karakteristikama koje spriječavaju komarce da prate ljudske tragove i uđu unutra. Slično tome, zamke za komarce usisavaju ove insekte kada se previše približe, ali i dalje dozvoljavaju da između 50% i 90% njih pobjegne. Mnogi od ovih dizajna zasnovani su na metodi pokušaja i grešaka. Nadamo se da naša studija pruža precizniji alat za projektovanje metoda za hvatanje ili odvraćanje komaraca.

Kada je Krisova majka prisustvovala odbrani njegovog master rada, pitao sam je kako se osjeća zbog toga što je njen sin koristio sebe kao mamac za komarce. Rekla je da je veoma ponosna. I ja sam – i to ne samo zato što mi je laknulo što Kris nije tražio od mene da zauzmem njegovo mjesto u komori sa komarcima.

(sputnik srbija)