پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا و ماساچوست با تحلیل ۲۰ میلیون نقطه داده، مدل ریاضی جدیدی ارائه کردهاند که نشان میدهد پشههای ماده صرفاً به سیگنالهای نامرئی ناشی از انتخاب رنگ لباس و الگوهای رفتاری انسان واکنش نشان میدهند، نه اینکه یکدیگر را دنبال کنند.
به گزارش سیناپرس، پژوهش جدیدی نشان میدهد یک «کد نامرئی» در رنگ لباسی که انتخاب میکنید و رفتار روزمره شما وجود دارد که پشهها را مستقیم به سمت شما هدایت میکند.
پشهها در حال دنبال کردن یکدیگر نیستند بلکه همگی به همان سیگنالهای نامرئی جذب میشوند که مستقیما آنها را به سوی شما هدایت میکنند.
پژوهشگران موسسه فناوری جورجیا (Georgia Tech) و موسسه فناوری ماساچوست (MIT) پس از مشاهده صدها پشه که پیرامون یک انسان پرواز میکردند و پس از تجزیه و تحلیل حدود ۲۰ میلیون نقطه داده، یک مدل ریاضی توسعه دادند که پیشبینی میکند پشههای ماده چگونه افراد را مکانیابی کرده و برای تغذیه از خون به آنها نزدیک میشوند.
این پژوهش نخستین تصویرسازی دقیق از رفتار پروازی پشهها را ارائه میدهد و بینشهای قابل اندازهگیری فراهم میکند که میتواند به بهبود روشهای تلهگذاری و کنترل پشهها کمک کند. پشهها تنها یک مزاحمت ساده نیستند؛ آنها ناقل بیماریهایی مانند مالاریا، تب زرد و زیکا هستند که در مجموع هر سال بیش از ۷۰۰ هزار مرگ را در سراسر جهان موجب میشوند.
این گروه پژوهشی همچنین یک وبسایت عمومی و تعاملی ایجاد کرده است که به کاربران اجازه میدهد حرکت و رفتار پشهها را کاوش و بررسی کنند.
ردیابی حرکت پشهها با دوربینهای سهبعدی
برای مطالعه نحوه جهتیابی پشهها، پژوهشگران از دوربینهای مادونقرمز سهبعدی استفاده کردند تا واکنش این حشرات به سیگنالهای بصری و دیاکسید کربن موجود در اطراف اشیاء را پایش کنند. سپس یک فرد را درون یک محفظه کنترلشده قرار دادند، رنگ لباسهای او را تغییر دادند و ثبت کردند که پشهها چگونه در اطراف او حرکت میکنند.
این یافتهها که در مجله Science Advances منتشر شده است، بر پشههای ماده گونه Aedes aegypti (که به پشه تب زرد نیز معروف است) تمرکز دارد؛ گونهای که در جنوبشرقی ایالات متحده، کالیفرنیا و بسیاری از مناطق جهان یافت میشود.
تجمع پشهها تحت تأثیر سیگنالهای مشترک
دادهها نشان میدهد که پشهها با دنبال کردن یکدیگر تجمع نمیکنند. در عوض، هر حشره به طور مستقل به همان نشانههای محیطی واکنش نشان میدهد؛ نشانههایی که باعث میشوند آنها تقریبا در یک زمان به یک مکان برسند.
«دیوید هو»، استاد دانشکده مهندسی مکانیک جورج دبلیو وودراف و دانشکده علوم زیستی در جورجیا تک، میگوید: «این وضعیت شبیه یک کافه شلوغ است. مشتریان به این علت آنجا نیستند که یکدیگر را دنبال کردهاند و وارد آنجا شدهاند؛ بلکه همه به همان نشانهها جذب شدهاند: نوشیدنیها، موسیقی و فضای محیط. در مورد پشهها نیز همینطور است. آنها از یک رهبر پیروی نمیکنند؛ هر پشه سیگنالها را دنبال میکند و در نتیجه اتفاقا به همان نقطهای میرسد که سایر پشهها هم رسیدهاند. آنها در واقع نسخههای بسیار مشابهی از یکدیگر هستند».
نشانههای بصری و CO₂ جاذبهای قوی ایجاد میکنند
پژوهشگران سه آزمایش انجام دادند که در آنها اهداف بصری و سطح دیاکسید کربن تنظیم میشد. در نخستین آزمایش، یک کره سیاه رنگ فقط زمانی پشهها را جذب میکرد که آنها از پیش در حال پرواز به سوی آن بودند. پس از رسیدن به آن شیء، پشهها معمولا در نزدیکی آن باقی نمیماندند و به سرعت به مسیر خود ادامه میدادند.
در آزمایش بعدی، زمانی که هدف سیاه با یک شیء سفید جایگزین شد و دیاکسید کربن در محیط منتشر شد، پشهها توانستند منبع را پیدا کنند؛ اما تنها در فاصلهای نزدیک. «هو» مشاهده کرد که آنها برای لحظهای مکث میکنند، گویی دوباره نگاه میکنند و سپس در اطراف آن تجمع مییابند.
وقتی یک شیء سیاه و دیاکسید کربن به طور همزمان حضور داشتند، اثر بسیار قویتر شد. پشهها در تعداد زیاد تجمع کردند، در آن ناحیه باقی ماندند و تلاش کردند از خون تغذیه کنند.
کریستوفر زو، که این مطالعه را در دوران کارشناسی ارشد خود در جورجیا تک انجام داد، میگوید: «مطالعات قبلی نشان داده بودند که نشانههای بصری و دیاکسید کربن پشهها را جذب میکنند. اما ما نمیدانستیم پشهها چگونه این نشانهها را با هم ترکیب میکنند تا تصمیم بگیرند به کجا پرواز کنند. آنها مثل رباتهای کوچک هستند؛ ما فقط باید قوانین رفتارشان را کشف میکردیم».
آزمایشهای انسانی و نواحی هدف
پس از شناسایی اهمیت نشانههای بصری ثابت، «زو»، این رفتار را درون یک محفظه پشه روی خودش آزمایش کرد. او لباسهای مختلفی پوشید، از جمله لباس کاملا سیاه، کاملا سفید و ترکیبی از هر دو.
او در حالی که دستهایش را باز کرده بود ایستاد و اجازه داد دهها پشه در اطراف او پرواز کنند، در حالی که دوربینها مسیرهای پرواز آنها را ثبت میکردند. این دادهها بعدا در MIT تجزیه و تحلیل شد تا محتملترین قواعد حاکم بر حرکت پشهها تعیین شود.
پشهها طوری رفتار میکردند که گویی «زو» فقط یک شیء دیگر در محیط است. بیشترین تجمع پشهها در اطراف سر و شانههای او شکل گرفت؛ نواحی که این گونه پشه معمولا آنها را هدف قرار میدهد.
«زو» در داخل محفظه یک سویشرت آستینبلند، شلوار و پوشش سر به تن داشت. او گفت که تعداد دفعاتی که نیش زده شد بسیار کم بود.
مدل تعاملی رفتار پشهها را نشان میدهد
مدل دادهمحور این تیم و وبسایت تعاملی آنها نشان میدهد که پشهها چگونه در پاسخ به سیگنالهای بصری و دیاکسید کربن تغییر جهت میدهند، شتاب میگیرند یا سرعت خود را کاهش میدهند. کاربران میتوانند شرایط مختلف-از جمله رنگ، دیاکسید کربن، هر دو عامل یا هیچکدام- تنظیم و مشاهده کنند که حداکثر ۲۰ پشه چگونه واکنش نشان میدهند. این سامانه همچنین به کاربران اجازه میدهد تصاویر خود را بهعنوان هدف آزمایشی بارگذاری کنند.
یافتهها میتوانند به بهبود کنترل پشهها کمک کنند
به نقل از آنا، پژوهشگران معتقدند این بینشها میتواند به بهبود راهبردهای کنترل آفات کمک کند. «زو» میگوید: «یکی از روشها استفاده از تلههای مکشی است که بر نشانههای پایدار متکی هستند؛ برای مثال انتشار مداوم دیاکسید کربن یا منابع نوری ثابت برای جذب پشهها.
اما مطالعه ما نشان میدهد که استفاده از این نشانهها به صورت متناوب و فعال کردن مکش در فواصل زمانی مشخص ممکن است موثرتر باشد. علت این است که وقتی هر دو نشانه به طور همزمان وجود نداشته باشند، پشهها تمایل ندارند در اطراف هدف باقی بمانند».