technika
Autor: Susan Cosier | dodano: 2020-08-31
Uwaga, lecą!

Fot. Dawna Moore/Alamy

Uwaga, lecą!

Nowoczesny lidar pozwala obserwować aktywność komarów.

W 2016 roku naukowcy z Lunds Universitet udali się do Tanzanii, aby podczas zaćmienia Słońca obserwować reakcję owadów latających na nieoczekiwany zmierzch za pomocą lasera emitującego promieniowanie podczerwone. Badania były kontynuowane przez pięć nocy i cztery dni. W tym czasie system pomiarowy, tzw. lidar, zarejestrował przeszło 300 tys. owadów. Wśród nich były również te najbardziej niebezpieczne: gatunki komarów przenoszące pasożyty wywołujące malarię, która zabija co roku pół miliona ludzi. Badacze stwierdzili, że w czasie porannych i wieczornych „godzin aktywności” komarów każdego dnia praktycznie w tym samym czasie latała olbrzymia liczba tych owadów. Również zaćmienie spowodowało, że w powietrze wzbiły się chmary insektów. Okazało się więc, że to raczej natężenie światła a nie dobowy rytm zegara biologicznego decyduje o aktywności komarów. Wyniki badań opublikowane w maju tego roku w Science Advances potwierdzają także olbrzymi potencjał lidaru jako narzędzia pomiarowego pozwalającego ocenić ryzyko wystąpienia malarii i sterować podejmowanymi działaniami zapobiegawczymi, a także gromadzić cenne dane z zakresu entomologii. Wykazaliśmy „jako pierwsi, że można równocześnie obserwować i identyfikować wiele różnych gatunków owadów, nie ingerując w ich środowisko” – wyjaśnia Mikkel Brydegaard, fizyk z Lund i pierwszy autor pracy. W badaniach przetestowano lidar entomologiczny zaprojektowany przez Brydegaarda, który dziś jest używany na całym świecie. Każdy owad, który przelatuje przez wiązkę promieniowania, odbija część światła, które trafia do teleskopu. Analiza tego rozproszonego światła pozwala ustalić częstotliwość ruchu skrzydeł, która umożliwia badaczom ustalenie liczby i gatunków owadów przelatujących przez wiązkę. Zespół zidentyfikował w ten sposób komary, ćmy, muchy i meszki; okazało się też, że możliwe jest rozróżnienie samców i samic komara. Naukowcy zajmujący się zwalczaniem malarii często korzystają z pułapek, aby łapać komary na różnym etapie ich rozwoju, a następnie badać je oraz ich materiał genetyczny w laboratorium. Taka metoda jest niezmiernie czasochłonna i kosztowna, mimo to nie daje badaczom informacji na temat zmian liczebności populacji w zależności od czasu ani skuteczności różnych działań prowadzonych w środowisku, na przykład oprysków. "Używając lidaru i prowadząc obserwacje jak te podczas zaćmienia, można śledzić rozwój populacji ze znacznie większą precyzją – ocenia Benjamin Thomas, fizyk z New Jersey Institute of Technology, który nie uczestniczył w opisywanych badaniach, ale należy do rosnącej grupy naukowców eksperymentujących z lidarem w dziedzinie entomologii. – Można obserwować tysiące owadów, co w końcu stwarza szansę monitorowania całych populacji." Naukowcy podkreślają, że lidar można wykorzystać jako element systemów ostrzegających o malarii, podobnie jak stacje pogodowe ostrzegają o nadciągających burzach. Monitorowanie populacji komarów to tylko jedno z potencjalnych zastosowań tej techniki. Brydegaard wyjaśnia, że inną możliwością jest wykorzystanie jej do śledzenia różnorodności wśród owadów zapylających, a także do ostrzegania o pojawieniu się szkodników na farmach lub w strefach podlegających ochronie.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 09/2020 »
Drukuj »
Aktualne numery
10/2021
10/2020 - specjalny
Kalendarium
Październik
19
W 1967 r. amerykańska sonda Mariner 5 przeleciała 3990 km nad powierzchnią Wenus.
Warto przeczytać
Co wspólnego mają suknia ślubna i kombinezon sapera?    
Dlaczego dla marynarzy bardziej niebezpieczne od rekinów są krewetki?
Kiedy kurczak najlepiej sprawdza się jako broń artyleryjska?

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Susan Cosier | dodano: 2020-08-31
Uwaga, lecą!

Fot. Dawna Moore/Alamy

Uwaga, lecą!

Nowoczesny lidar pozwala obserwować aktywność komarów.

W 2016 roku naukowcy z Lunds Universitet udali się do Tanzanii, aby podczas zaćmienia Słońca obserwować reakcję owadów latających na nieoczekiwany zmierzch za pomocą lasera emitującego promieniowanie podczerwone. Badania były kontynuowane przez pięć nocy i cztery dni. W tym czasie system pomiarowy, tzw. lidar, zarejestrował przeszło 300 tys. owadów. Wśród nich były również te najbardziej niebezpieczne: gatunki komarów przenoszące pasożyty wywołujące malarię, która zabija co roku pół miliona ludzi. Badacze stwierdzili, że w czasie porannych i wieczornych „godzin aktywności” komarów każdego dnia praktycznie w tym samym czasie latała olbrzymia liczba tych owadów. Również zaćmienie spowodowało, że w powietrze wzbiły się chmary insektów. Okazało się więc, że to raczej natężenie światła a nie dobowy rytm zegara biologicznego decyduje o aktywności komarów. Wyniki badań opublikowane w maju tego roku w Science Advances potwierdzają także olbrzymi potencjał lidaru jako narzędzia pomiarowego pozwalającego ocenić ryzyko wystąpienia malarii i sterować podejmowanymi działaniami zapobiegawczymi, a także gromadzić cenne dane z zakresu entomologii. Wykazaliśmy „jako pierwsi, że można równocześnie obserwować i identyfikować wiele różnych gatunków owadów, nie ingerując w ich środowisko” – wyjaśnia Mikkel Brydegaard, fizyk z Lund i pierwszy autor pracy. W badaniach przetestowano lidar entomologiczny zaprojektowany przez Brydegaarda, który dziś jest używany na całym świecie. Każdy owad, który przelatuje przez wiązkę promieniowania, odbija część światła, które trafia do teleskopu. Analiza tego rozproszonego światła pozwala ustalić częstotliwość ruchu skrzydeł, która umożliwia badaczom ustalenie liczby i gatunków owadów przelatujących przez wiązkę. Zespół zidentyfikował w ten sposób komary, ćmy, muchy i meszki; okazało się też, że możliwe jest rozróżnienie samców i samic komara. Naukowcy zajmujący się zwalczaniem malarii często korzystają z pułapek, aby łapać komary na różnym etapie ich rozwoju, a następnie badać je oraz ich materiał genetyczny w laboratorium. Taka metoda jest niezmiernie czasochłonna i kosztowna, mimo to nie daje badaczom informacji na temat zmian liczebności populacji w zależności od czasu ani skuteczności różnych działań prowadzonych w środowisku, na przykład oprysków. "Używając lidaru i prowadząc obserwacje jak te podczas zaćmienia, można śledzić rozwój populacji ze znacznie większą precyzją – ocenia Benjamin Thomas, fizyk z New Jersey Institute of Technology, który nie uczestniczył w opisywanych badaniach, ale należy do rosnącej grupy naukowców eksperymentujących z lidarem w dziedzinie entomologii. – Można obserwować tysiące owadów, co w końcu stwarza szansę monitorowania całych populacji." Naukowcy podkreślają, że lidar można wykorzystać jako element systemów ostrzegających o malarii, podobnie jak stacje pogodowe ostrzegają o nadciągających burzach. Monitorowanie populacji komarów to tylko jedno z potencjalnych zastosowań tej techniki. Brydegaard wyjaśnia, że inną możliwością jest wykorzystanie jej do śledzenia różnorodności wśród owadów zapylających, a także do ostrzegania o pojawieniu się szkodników na farmach lub w strefach podlegających ochronie.