Bilim Adamları Sonunda Sivrisineklerin "Küçük Robotlar Gibi" İnsan Hedeflerine Nasıl Sıfırlandığını Anladılar

Onlarca yıldır bilim insanları nasıl olduğunu tam olarak anlayamadılar. sivrisinekler hedef Ve yerini belirlemek insanlar. Araştırmacılar Georgia Teknoloji Enstitüsü ve Massachusetts Teknoloji Enstitüsü şimdi kapsamlı bir geliştirme geliştirdik modeli 20 milyona dayalı veri şunu gösteriyor tahmin Bu davranış.

Bulgularşurada yayınlandı Bilim Gelişmeleridişi sivrisineklerin insan konakçılara doğru nasıl ilerlediğinin ilk ayrıntılı üç boyutlu görselleştirmesini sağlar. Bu yeni bilgi, sivrisinek kontrolüne yönelik yeni stratejileri bilgilendirmek veya daha etkili sivrisinek tuzakları geliştirmek için potansiyel olarak kullanılabilir.

Tesadüfi Bir Sürü

Her ne kadar sivrisinekler sıklıkla gruplar halinde toplanıyor ve bir hedefe doğru birleşirken koordinasyon içinde hareket ediyor gibi görünse de, bu yeni araştırma her bir böceğin aslında bağımsız hareket ettiğini gösteriyor. Araştırmacılar, özel bir odada uçan Aedes aegypti sivrisineklerini izlemek için 3D kızılötesi kameralar kullandılar ve konumları, hızları ve yönleri hakkında 20 milyondan fazla veri noktası topladılar. Analizleri, her sivrisineğin çevresel sinyallere bağımsız olarak yanıt verdiğini gösterdi. Birbirlerini takip ettikleri için değil, aynı ipuçlarına yanıt verdikleri için aynı yere varırlar.

Georgia Tech'in George W. Woodruff Makine Mühendisliği Okulu ve Biyolojik Bilimler Okulu'nda profesör olan David Hu, "Kalabalık bir bara benziyor" dedi. "Müşteriler birbirlerini takip ettikleri için orada değiller. Aynı ipuçlarından etkilenirler: içecekler, müzik ve atmosfer. Aynı şey sivrisinekler için de geçerlidir. Böcek, lideri takip etmek yerine sinyalleri takip eder ve diğerleriyle aynı noktaya varır. Onlar birbirlerinin iyi kopyalarıdır."

Koşulların Bir Kombinasyonunu Hedeflemek

Araştırmacılar, her bir işaretin etkilerini ayrı ayrı ve birlikte belirlemek için görsel hedefleri, insan nefesini yansıtan karbondioksiti ve bunların kombinasyonunu izole eden deneyler gerçekleştirdiler.

Ekip sivrisineklerin hedefi olarak siyah bir küre kullandı. Yalnızca küre mevcut olduğunda sivrisinekler yaklaştı ancak ilgileri hızla kayboldu. Sadece karbondioksitle sanki ısıracak birini arıyormuş gibi yavaşladılar, havada asılı kaldılar ve yön değiştirdiler. Her iki sinyal de tek başına dikkatlerini uzun süre koruyamadı. Ancak her iki ipucu da mevcut olduğunda sivrisinekler daire çizdi ve daha uzun süre beslenmeye çalıştı.

Georgia Tech yüksek lisans öğrencisi olarak çalışmayı yürüten Christopher Zuo, "Önceki çalışmalar görsel ipuçlarının ve karbondioksitin sivrisinekleri çektiğini göstermişti" dedi. "Fakat nereye uçacaklarını belirlemek için bu ipuçlarını nasıl bir araya getirdiklerini bilmiyorduk. Onlar küçük robotlar gibiler. Sadece kurallarını bulmamız gerekiyordu."

Bir İnsan Denek Modeli Doğruluyor

Kontrollü deneylerde sivrisineklerin koyu renkli bir nesne ve CO2 kombinasyonuna tepki verdiğini belirledikten sonra Zuo, kendisini denek olarak kullanarak modeli test etti. Kameralar sivrisineklerin tepkisini kaydederken, sivrisineklerin bulunduğu odaya tamamen siyah, tamamen beyaz ve her ikisinin bir kombinasyonunu giyerek girdi.

Sonuçlar daha önceki denemelerdeki sonuçlarla eşleşiyordu. Sivrisinekler, Aedes aegypti'nin tipik hedef bölgeleri olan baş ve omuz çevresinde en yüksek konsantrasyonlarla vücudunun karanlık bölgelerinde kümelenmişti. Etki, verilen nefesle birleştirildiğinde daha da belirgindi. Böcekler arasındaki koordinasyon gereksiz görünüyordu çünkü çevresel işaretler onları aynı bölgeye getirmek için tek başına yeterliydi.

Daha Akıllı Tuzaklar, Daha İyi Kontrol

Bu bulguların sivrisinek kontrolü için de pratik sonuçları vardır. Çoğu tuzak artık sivrisinekleri çekmek için karbondioksit veya ışık kullanıyor. Bu yeni çalışma, tuzakların bu sinyalleri birleştirmeleri durumunda daha iyi çalışabileceğini öne sürüyor.

Zuo, "Bir taktik, sivrisinekleri çekmek için sürekli CO2 salınımı veya sabit ışık kaynakları gibi sabit ipuçlarına dayanan emme tuzakları kullanmaktır" dedi. "Çalışmamız, bunları aralıklı olarak kullanmanın, ardından emmeyi aralıklarla etkinleştirmenin daha iyi olabileceğini gösteriyor. Bunun nedeni, her iki ipucu aynı anda kullanılmadığında sivrisineklerin hedeflerinin etrafında kalma eğiliminde olmamalarıdır."

Sivrisinekler sıtma, dang humması, sarı humma, Zika ve Batı Nil virüsünü bulaştırarak yılda 700.000'den fazla ölüme neden oluyor. Sivrisinek hedeflemeyi yönlendiren davranış kurallarını anlamak bu riskleri ortadan kaldırmaz ancak daha etkili müdahaleler geliştirmek için bir temel sağlar.

Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiği konularında geçmişi olan bir yazar ve araştırmacıdır. MBA derecesine, İşletme alanında Lisans Diplomasına ve veri analitiği sertifikasına sahiptir. Çalışmaları, yeni ortaya çıkan biyoloji, bilişsel sinir bilimi ve arkeolojik keşiflere vurgu yaparak bilimsel gelişmeleri kırmaya odaklanıyor.