क्यों हम कीड़े को सुनने के लिए शुरू करने की आवश्यकता है

यह लुपिरो के तंजानिया गांव में एक गर्म गर्मी की दोपहर है, और मिकेल ब्रायार्ड एक टूटी हुई झोपड़ी को ठीक करने की कोशिश कर रहे हैं, एक टूटी हुई लेजर को ठीक करने की कोशिश कर रहे हैं। उसके आगे, एक लंबा तिपाई पर, तीन दूरबीन एक दूरी पर एक पेड़ पर एक खिड़की के माध्यम से इंगित करते हैं। एक लैपटॉप एक उठे हुए बॉक्स पर टिकी हुई है, एक संकेत प्राप्त करने के लिए इंतजार कर रहा है।

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एक काम कर रहे लेजर के साथ, इस प्रणाली को लिडार के रूप में जाना जाता है - रडार की तरह, ब्रायडगार्ड मुझे बताता है, लेकिन रेडियो तरंगों के बजाय लेजर का उपयोग कर रहा है। सेटअप को मलेरिया मच्छरों के आंदोलन के बारे में सटीक डेटा एकत्र करना है। लेकिन जैसे-जैसे सूरज बाहर सेट होना शुरू होता है, ब्राइडगार्ड घबरा रहा है। उन्होंने और उनके सहयोगियों ने तंजानिया में एक सप्ताह बिताया है, और उनके डिवाइस ने अभी भी डेटा एकत्र करना शुरू नहीं किया है। वे लगभग समय से बाहर हैं।

कल, सूर्य ग्रहण तंजानिया के ऊपर सूर्य को धूमिल करेगा - एक ऐसी घटना जो यहां हर कुछ दशकों में एक बार होती है, और स्वीडन में लुंड विश्वविद्यालय से ब्रायडेगार्ड और उनकी टीम ने देखने के लिए हजारों मील की यात्रा की है। उनका तात्कालिक उद्देश्य यह देखना है कि क्या ग्रहण रोग फैलाने वाले कीड़ों के व्यवहार को प्रभावित करता है। हालाँकि, उनका बड़ा मिशन यह प्रदर्शित करना है कि पराबैंगनीकिरण क्रांति कर सकता है कि कीटों का अध्ययन कैसे किया जाता है।

लिडार में दो बिंदुओं के बीच एक लेजर बीम की शूटिंग शामिल है - इस मामले में, झोपड़ी और पेड़ के बीच। जब किरण किरण के माध्यम से उड़ती हैं, तो वे बिखरेगी और दूरबीन से प्रकाश को वापस परावर्तित करेगी, जिससे डेटा उत्पन्न होगा जिससे वैज्ञानिक विभिन्न प्रजातियों की पहचान करने की उम्मीद करेंगे। ऐसे समय में जब कीट पूरे देशों को बनाए रखने के लिए पर्याप्त भोजन को नष्ट कर देते हैं - और जब कीट-जनित रोग हर साल सैकड़ों लोगों को मारते हैं - बीम और लेंस की यह व्यवस्था, बस हो सकता है, लाखों लोगों के जीवन में सुधार ला सकती है।

लेकिन एक काम कर रहे लेजर के बिना, तंजानिया की यात्रा कुछ भी नहीं के लिए गिना जाएगा।

पहले ही, टीम हार मानने के करीब आ गई है। कुछ दिनों पहले, उनके दो उच्च-शक्ति वाले लेजर काम करने में विफल रहे। "मेरा पहला विचार था, ठीक है - सब कुछ पैक करें, हम वापस सिर पर हैं, " ब्रायार्ड ने मुझे बताया। "तंजानिया में कहीं नहीं है, हम एक अतिरिक्त हिस्सा पा सकते हैं।" उन्होंने उपकरण और यात्रा पर खर्च किए गए हजारों डॉलर के दसियों के बारे में कड़वाहट से सोचा। लेकिन फिर वह सैमुअल जानसन, अपने स्नातक छात्र के साथ शहर में चला गया, और बीयर की बोतलों पर उन्होंने अपने फोन पर संपर्कों के माध्यम से स्क्रॉल किया। शायद, उन्होंने सोचना शुरू कर दिया, आखिरकार यात्रा को उबारना संभव था।

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कीड़ों की पहचान करने के लिए लेजर एक अत्याधुनिक उपकरण हो सकता है, लेकिन लिडार विधि के केंद्र में एंटोमोलॉजी का एक सुरुचिपूर्ण और सदियों पुराना सिद्धांत है। उड़ने वाले कीट की लगभग हर प्रजाति, पतंगे से लेकर मच्छर तक, एक अद्वितीय पंखों वाली आवृत्ति होती है। उदाहरण के लिए, एक महिला क्यूलेक्स स्टिग्माटोसोमा मच्छर, 350 हर्ट्ज की आवृत्ति पर अपने पंखों को हरा सकता है, जबकि एक पुरुष क्यूलेक्स टार्सालिस 550 हर्ट्ज पर हो सकता है। इन मतभेदों के कारण, एक कीट का पंख एक अंगुली की छाप की तरह है। और हाल के वर्षों में, विंगबीट के अध्ययन ने एक पुनर्जागरण किया है, खासकर मानव स्वास्थ्य के क्षेत्र में।

लेज़रों या कंप्यूटरों से बहुत पहले, विंगट्री को श्रवण - यहां तक ​​कि संगीत के संदर्भ में भी सोचा गया था। एक सावधान श्रोता पियानो पर एक कुंजी के लिए एक मक्खी की चर्चा कर सकता है। यह वही है जो एक प्राकृतिक दार्शनिक रॉबर्ट हूक ने 17 वीं शताब्दी में किया था: “वह यह बताने में सक्षम है कि एक मक्खी अपने पंखों से कितने स्ट्रोक लगाती है (जो मक्खियों को अपनी उड़ान में उड़ाती है) नोट द्वारा यह मुसकराता है। अपनी उड़ान के दौरान, “सैमुएल पेप्सिस, एक ब्रिटिश सिविल सेवक और हुक के दोस्त ने लिखा था।

लेकिन यह तथ्य कि हूक ने अपने कानों पर भरोसा किया, उसने अपने निष्कर्षों को संवाद करने में मुश्किल बना दिया। ज्ञान को पारंपरिक रूप से वैज्ञानिक पत्रों, पत्रों और नमूना चित्रों के माध्यम से साझा किया गया था, और इसलिए एंटोमोलॉजिस्ट सुनवाई के बजाय दृष्टि पर भरोसा करने के लिए प्रेरित हुए। कॉर्नेल विश्वविद्यालय, न्यूयॉर्क राज्य में स्थित एक एंटोमोलॉजिस्ट और महामारी विज्ञानी लॉरा हैरिंगटन कहते हैं, "क्षेत्र में लंबे समय से बहुत ही संकीर्ण ध्यान केंद्रित किया गया है।"

20 वीं शताब्दी में, हालांकि, शोधकर्ताओं ने मोल्ड को तोड़ना शुरू कर दिया। मुख्य पंखों की पहचान विधि दृश्य थी: क्रोनोफोटोग्राफ़िक विधि, जिसमें तेजी से उत्तराधिकार में तस्वीरें लेना शामिल था। इसकी अपनी सीमाएं थीं, और कुछ उत्सुक कान शोधकर्ताओं ने महसूस किया कि रॉबर्ट हूक के श्रवण दृष्टिकोण के लिए एक फायदा था - विशेष रूप से फिनलैंड के एक ओलोमाविज्ञानी ओलावी सोत्तावल्टा, जिन्हें पूर्ण पिच का दुर्लभ उपहार था। जिस तरह पूर्ण पिच वाले संगीतकार कान से संगीतमय गद्यांश निकाल सकते हैं, वैसे ही सोतावल्टा एक पियानो की सहायता के बिना मच्छर के पंखों के सटीक स्वर की पहचान कर सकता है।

सोतावलता ने 1952 के पत्र नेचर में लिखा है, "ध्वनिक विधि से मुफ्त उड़ान में कीटों का निरीक्षण संभव है।" दूसरे शब्दों में, क्योंकि उनके पास निरपेक्ष पिच थी, सोत्तावलता न केवल प्रयोगशाला में कैमरों के साथ, बल्कि प्रकृति में, अपने कानों के साथ पंखों की टिप्पणियों को बनाने में सक्षम थी। वैज्ञानिकों को उन इंद्रियों द्वारा सूचित और विवश किया जाता है जो वे उपयोग करने के लिए चुनते हैं।

शोध के लिए सोतावल्ता के अजीबोगरीब दृष्टिकोण से पता चलता है कि जब कुछ वैज्ञानिक अलग-अलग विषयों से टकराते हैं, तो कुछ वैज्ञानिक जानकारियां सामने आती हैं: उन्होंने अपने शोध के दौरान न केवल प्रजातियों की पहचान करने के लिए अपने कान के कान का इस्तेमाल किया। "उनके पास एक सुंदर गायन आवाज़ थी, " पैटर पोर्टिन कहते हैं, जेनेटिक्स के एक प्रिटिटस प्रोफेसर, जो कभी सोत्वल्टा के छात्र थे। पोर्टिन उसे एक लंबा, पतला आदमी के रूप में याद करता है जिसने हमेशा एक नीली प्रयोगशाला कोट पहना था।

फ़िनलैंड की नेशनल लाइब्रेरी में सोतावल्ता के पत्र पत्रों, कीट व्यवहार पर मोनोग्राफ, और शीट संगीत के ढेरों का एक उत्सुक संयोजन है। उनकी कुछ रचनाएं पक्षियों और कीड़ों के नाम पर हैं।

सोतावल्टा के पत्रों में से एक , फिनिश जूलॉजिकल सोसाइटी के इतिहास में प्रकाशित, आश्चर्यजनक रूप से दो विशेष नाइटिंगेल के गीतों के दस्तावेज। सोतावलता ने उन्हें अपने गर्मियों के घर में लेम्पा में रहने के दौरान लगातार गर्मियों के दौरान सुना। कागज ही सूखा लगता है, जब तक कि यह स्पष्ट नहीं हो जाता है कि वह बर्डसॉन्ग के लिए संगीत सिद्धांत लागू करने की कोशिश कर रहा है।

"दो Sprosser नाइटिंगेल्स ( Luscinia luscinia L. ) का गीत दो क्रमिक वर्षों में घटित होने के कारण ध्वनिक रूप से रिकॉर्ड किया गया था और पारंपरिक स्टेव नोटेशन के साथ प्रस्तुत किया गया था, " उन्होंने लिखा।

इसके बाद से लगभग 30 पेजों के नोट, रेखांकन और पक्षियों की ताल और रागिनी का विश्लेषण किया गया। दो गीतों के बीच समानता को उजागर करने के बाद, वह घोषणा करता है: "उन स्थानों के बीच की दूरी कम होने के कारण जहां वे गा रहे थे, यह निष्कर्ष निकाला गया कि वे शायद पिता और पुत्र थे।" ऐसा लगता है जैसे उनका काम किसी तरह की खोज है। पैटर्न, कुछ संगीत विचार, एक ही प्रजाति के सदस्यों द्वारा साझा किए गए।

हालाँकि, प्रकृति में उनका पेपर अधिक परिणामी था। वहां, सोतावाल्टा ने अपने निरपेक्ष पिच का उपयोग करके कीटों की पहचान करने की उनकी "ध्वनिक विधि" के उपयोग का वर्णन किया है, और कीट पंखों की सूक्ष्मता के बारे में सिद्धांत दिया है: यह कितनी ऊर्जा की खपत करता है, और यह हवा के दबाव और शरीर के आकार के अनुसार कैसे बदलता है। फिर भी, केवल दशकों बाद ही ब्रायडैगार्ड जैसे वैज्ञानिकों ने कीटों के अध्ययन में विंगबीट की प्रासंगिकता की पुष्टि की - उदाहरण के लिए, मलेरिया ले जाने वाले मच्छरों।

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तंजानिया में, ब्रायार्ड, जानसन और इंजीनियर फ्लेमिंग रासमुसेन के पास निरपेक्ष पिच नहीं है - और, भले ही उन्होंने ऐसा किया हो, इससे बहुत मदद नहीं मिलेगी। गाँव में और उसके आसपास लाखों कीड़े हैं, और वे एक सिम्फनी में ड्रोन करते हैं जो कभी खत्म नहीं होता है।

इन वैज्ञानिकों के पास उत्सुक कान के स्थान पर एक उच्च तकनीक वाला गैजेट और दो टूटे हुए लेज़र हैं। और उनके फोन।

जब पराबैंगनीकिरण विफल हो गया, तो इसका समाधान खोजने के लिए कुछ झूठी शुरुआत हुई। कोटे डी आइवर के एक शोधकर्ता के पास काम करने वाला लेजर था, लेकिन वह यूएसए में था। ब्राइडगार्ड ने मेल द्वारा प्रतिस्थापन के लिए भेजने पर विचार किया, लेकिन जानता था कि - डार एस सलाम में हवाई अड्डे से सीमा शुल्क और दिन भर की ड्राइव के लिए धन्यवाद - यह संभवतः ग्रहण के लिए समय पर नहीं आएगा।

अंत में, उन्होंने अपने वाणिज्यिक साझेदार, फाउनाफोटोनिक्स के सीईओ फ्रेडरिक टार्नोज को एक पाठ संदेश भेजा और पूछा कि क्या वह स्वीडन से कुछ अतिरिक्त लेज़रों के साथ एक वैज्ञानिक को भेजने पर विचार करेंगे। तरनहोज ने कहा हां।

इसलिए तीनों ने कुछ उन्मत्त कॉल किए और अंततः अगले दिन एक अन्य स्नातक छात्र, एलिन माल्मकविस्ट को एक विमान पर चढ़ने के लिए मना लिया। जब उसने किया, वह अपने सूटकेस में तीन छोटे धातु के बक्से ले जा रही थी।

हालाँकि गाथा अभी खत्म नहीं हुई थी। अंतिम-मिनट की उड़ान के भारी खर्च के बाद भी, पहला प्रतिस्थापन विफल रहा: ब्रायार्ड ने अपनी जल्दी में कैथोड के साथ भ्रमित एनोड को भ्रमित किया, जिसने लेजर डायोड को शॉर्ट-सर्कुलेट किया। दूसरे लेज़र से एक किरण निकली, लेकिन, अकथनीय रूप से, यह इतना बेकार था जितना अनुपयोगी होना।

यह आखिरी लेज़र है जिसे ब्रायगार्ड अब अनपैक कर रहा है, उम्मीद है कि कम से कम यह उम्मीद के मुताबिक काम करेगा। जब तक वह इसे तिपाई पर ले जाता है, तब तक यह लगभग सूर्यास्त हो जाता है, और उसका आंदोलन निंदनीय है। घंटे के भीतर, यह एक काम कर रहे लेजर को भी जांचना बहुत अंधेरा होगा। सब कुछ उपकरण के इस टुकड़े पर सवारी करता है।

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कॉर्नेल में लौरा हैरिंगटन की प्रयोगशाला एक रेस्तरां की रसोई की तरह दिखती है। एक वॉक-इन फ्रीजर में दरवाजे जैसा दिखता है वास्तव में एक ऊष्मायन कक्ष की ओर जाता है। यह नम है और फ्लोरोसेंट रोशनी द्वारा जलाया जाता है। अलमारियों को ध्यान से लेबल किए गए बक्से में कवर किया गया है। हैरिंगटन ने मुझे मच्छर के अंडों को डिस्पोजेबल कंटेनरों के प्रकारों के अंदर दिखाया है जिन्हें आप सूप में ले जाएँगे। कंटेनरों के ऊपर, मच्छरों को भागने से रोकने के लिए, वहाँ किसी तरह का शुद्ध - ब्राइडल घूंघट है, वह मुझे बताती है। विधि काफी मूर्खतापूर्ण नहीं है। कुछ मच्छर भाग गए हैं, और वे चैट करते समय हमारे कान और टखनों के चारों ओर गूंजते हैं।

जब हम सोत्तावलता के दृष्टिकोण के बारे में बात करते हैं, तो हेरिंगटन कहते हैं कि वह "निश्चित रूप से अपने समय से आगे थे"। हाल के वर्षों में, मच्छरों को सुनने के बारे में सोचने वाले शोधकर्ताओं को यह भी एहसास नहीं हुआ कि कितने कीड़े सुनने में सक्षम हैं। "एक लंबे समय के लिए, वैज्ञानिकों ने सोचा कि मादा मच्छर बहरे थे - कि उन्होंने ध्वनि पर बिल्कुल ध्यान नहीं दिया, " हार्टन ने कहा।

लेकिन 2009 में, हेरिंगटन ने परीक्षण के लिए उस लंबे समय तक धारणा को रखा। एक असामान्य और जटिल प्रयोग में, उसने और उसकी सहकर्मियों ने एक महिला एडीज एजिप्टी मच्छर को बालों में बांधकर, पास में एक माइक्रोफोन स्थापित किया, और दोनों को एक उल्टा-सीधा मछली टैंक के अंदर रखा। तब उन्होंने टैंक के अंदर नर मच्छरों को छोड़ा और परिणाम दर्ज किए।

टीम के निष्कर्षों ने हेरिंगटन को चकित कर दिया, और ध्वनि और एन्टोमोलॉजी के अध्ययन में सफलता मिली। एडीज एजिप्टी ने एक तरह का मिड-एयर संभोग नृत्य किया, जिसमें ध्वनि के साथ सब कुछ था। न केवल मादा मच्छरों ने पुरुषों की आवाज़ का जवाब दिया, बल्कि वे खुद की आवाज़ के साथ संवाद करने के लिए भी लग रहे थे। "हमने पाया कि नर और मादा वास्तव में एक दूसरे के लिए गाते हैं, " हैरिंगटन कहते हैं। "वे संभोग से ठीक पहले सामंजस्य बिठाते हैं।"

यह 'संभोग गीत' मुखर डोरियों द्वारा निर्मित नहीं है। इसका निर्माण पंखों को फड़फड़ाने से होता है। सामान्य उड़ान के दौरान, नर और मादा मच्छरों में थोड़ा अलग पंख होते हैं। लेकिन हैरिंगटन ने पाया कि संभोग प्रक्रिया के दौरान, महिलाओं के साथ पुरुषों ने अपनी पंख की आवृत्ति को संरेखित किया।

"हमें लगता है कि मादा नर का परीक्षण कर रही है, " हैरिंगटन बताते हैं। "कितनी जल्दी वह सामंजस्यपूर्ण रूप से अभिसरण कर सकता है।" यदि ऐसा है, तो मच्छर गाने श्रवण मोर की तरह काम कर सकते हैं। वे महिलाओं को सबसे योग्य साथी की पहचान करने में मदद करते हैं।

इन परिणामों को ध्यान में रखते हुए, और हाल ही में बिल एंड मेलिंडा गेट्स फाउंडेशन से अनुदान के साथ, हेरिंगटन की प्रयोगशाला ने क्षेत्र अनुसंधान के लिए एक उपन्यास मच्छर जाल का विकास शुरू कर दिया है। इसी तरह की परियोजनाएं ऑस्ट्रेलिया की जेम्स कुक यूनिवर्सिटी और न्यूयॉर्क शहर की कोलंबिया यूनिवर्सिटी में भी हैं।

एक शोधकर्ता के लिए, वर्तमान में मौजूद मच्छर जाल में कमियां हैं। रासायनिक जाल को फिर से भरना पड़ता है, जबकि बिजली के जाल मच्छरों को मारने की प्रवृत्ति रखते हैं; हैरिंगटन चाहता है कि निगरानी और अध्ययन के लिए जीवित नमूनों को पकड़ने के लिए ध्वनि की शक्ति का दोहन करने के लिए उसका नया जाल। यह मच्छरों को आकर्षित करने के लिए स्थापित तरीकों को संयोजित करेगा, जैसे रसायनों और रक्त, दर्ज किए गए मच्छरों के साथ संभोग गीत की नकल करना। महत्वपूर्ण रूप से, इसका उपयोग या तो सेक्स के मच्छरों को पकड़ने के लिए किया जा सकता है।

ऐतिहासिक रूप से, वैज्ञानिकों ने मादा मच्छरों को पकड़ने पर ध्यान केंद्रित किया है, जो हर दिन दो बार स्तनधारियों को काटने के लिए शिकार करते हैं - और जो मलेरिया परजीवी ले जाते हैं (नर नहीं करते हैं)। लेकिन वैज्ञानिकों ने हाल ही में नर मच्छरों को मलेरिया नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा मानना ​​शुरू कर दिया है। उदाहरण के लिए, बीमारी पर अंकुश लगाने के लिए एक मौजूदा प्रस्ताव में आनुवांशिक रूप से संशोधित पुरुषों को रिहा करना शामिल है जो किसी क्षेत्र में बीमारी फैलाने वाले मच्छरों की आबादी को कम करने के लिए बांझ संतान पैदा करते हैं।

हैरिंगटन की उम्मीद यह है कि एक ध्वनिक जाल - पुरुषों को आकर्षित करने वाले संभोग गीत का उपयोग करना - नई रणनीतियों को संभव बनाने में मदद करेगा। "हम जो करने की कोशिश कर रहे हैं वह बॉक्स के बाहर वास्तव में सोचता है, और इन मच्छरों को नियंत्रित करने के लिए नए और उपन्यास तरीकों की पहचान करता है, " वह कहती हैं।

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अंत में अंतिम लेजर के साथ, ब्रायडगार्ड एक स्विच फ़्लिप करता है। अचानक, तिपाई के बगल में लैपटॉप स्क्रीन पर, एक छोटा सफेद बिंदु दिखाई देता है। हर कोई राहत की सांस लेता है: लेजर काम करता है।

ब्रायडेगार्ड, जानसन, माल्मकविस्ट और रासमुसेन से बनी टीम - दिन के आखिरी 15 मिनट बीम को फोकस में लाने में बिताते हैं। कुछ स्थानीय बच्चों के अलावा, जो " म्झुंगु " चिल्लाते हैं - हल्की चमड़ी वाले विदेशी के लिए स्वाहिली - कोई भी विशेष रूप से यूरोपीय लोगों को दूरबीन से छेड़छाड़ से परेशान नहीं लगता है।

सूर्यास्त लुपिरो के आसपास के परिदृश्य में एक सुंदर, नरम प्रकाश फेंकता है, लेकिन यह मलेरिया संचरण की शुरुआत को भी चिह्नित करता है। जैसे ही उस झोपड़ी पर अंधेरा पड़ना शुरू होता है जहाँ पर लिडार प्रणाली स्थापित की जाती है, ग्रामीण खेतों से चलते हैं; खाना पकाने की आग से धुएं के खंभे उठते हैं। यहाँ के स्थानीय लोग अपनी आजीविका के लिए चावल पर भरोसा करते हैं: स्टेपल को दिन में दो बार भोजन के साथ परोसा जाता है, और धूल भरी मुख्य सड़क पर चावल के ढेर शरद ऋतु में पत्तियों की तरह उग आते हैं। लेकिन चावल के खेतों में खड़े पानी की आवश्यकता होती है, और खड़े पानी से मलेरिया के मच्छरों को बढ़ावा मिलता है। कीड़े पहले से ही हमारे पैरों के चारों ओर घूमना शुरू कर चुके हैं।

अब वह शाम हमारे आस-पास बस गई है, लिडार सिस्टम ने आखिरकार आंकड़ों की धार को रिकॉर्ड करना शुरू कर दिया है। टीम अंधेरे में झोपड़ी के चारों ओर बैठती है; एक गैसोलीन जनरेटर बाहर की ओर लपकता है, लेजर और कंप्यूटर को शक्ति देता है। लैपटॉप स्क्रीन पर, एक दांतेदार लाल रेखा चोटियों और घाटियों को दिखाती है। हर एक, ब्राइडगार्ड मुझे बताता है, बीम से एक प्रतिध्वनि का प्रतिनिधित्व करता है। शाम के आसपास, दर्जनों या सैकड़ों कीड़े प्रत्येक मिनट में बीम को पार कर सकते हैं। हम उस अवधि को देख रहे हैं, जिसमें एंटोमोलॉजिस्ट "रश ऑवर" के रूप में संदर्भित करते हैं - गतिविधि की लहर जो तब शुरू होती है जब मादा मच्छर गाँव में घूमती हैं और भोजन की तलाश शुरू करती हैं।

निकुदेमुस गोवेल्ला, तंजानिया के प्रतिष्ठित इफाकरा हेल्थ इंस्टीट्यूट के एक चिकित्सा एंटोमोलॉजिस्ट - फॉनाफ़ोटोनिक्स के एक स्थानीय साथी - ने शाम के मच्छर को सैकड़ों, यहां तक ​​कि हजारों बार देखा है। वह जानता है कि मलेरिया परजीवी को पकड़ लेने के बाद उसे कंपकंपी और उल्टी महसूस होती है; उन्होंने बार-बार लक्षणों का अनुभव किया है। "मेरे बचपन के दौरान, मैं कितनी बार गिन सकता हूं, " वह मुझसे कहता है।

यदि तंजानियन महामारीविद मलेरिया पर युद्ध लड़ रहे हैं, तो इफाकरा स्वास्थ्य संस्थान खुफिया मंत्रालय की तरह काम करता है - यह मलेरिया के मच्छरों द्वारा काटने के घनत्व, वितरण और समय को ट्रैक करता है। परंपरागत रूप से, गोवेल्ला कहते हैं, मच्छर निगरानी का "सोने का मानक" मानव-लैंडिंग पकड़ने का एक तरीका था। यह कम तकनीक वाला लेकिन विश्वसनीय है: एक स्वयंसेवक को मलेरिया के संचरण को रोकने के लिए दवा दी जाती है और फिर नंगे पैर के साथ बाहर बैठाया जाता है, जिससे मच्छरों को जमीन और काटने का मौका मिलता है।

समस्या यह है कि मलेरिया से सुरक्षा अब पर्याप्त नहीं है। डेंगू बुखार से लेकर जीका तक बहुत सी अन्य बीमारियाँ भी मच्छरों द्वारा फैलती हैं। नतीजतन, मानव-लैंडिंग कैच को अब व्यापक रूप से अनैतिक माना जाता है। "यह आपको जानकारी देता है, लेकिन यह बहुत जोखिम भरा है, " गोवेला कहते हैं। "अन्य देशों ने पहले ही इस पर प्रतिबंध लगा दिया है।" जैसा कि स्वास्थ्य अधिकारी मलेरिया निगरानी और नियंत्रण के लिए पुरानी रणनीतियों को रिटायर करते हैं, प्रायोगिक तकनीकों पर काम नए आग्रह पर होता है - जो कि लेज़रों में आएगा।

तंज़ानिया के कुछ हिस्सों में, बेडनेट और कीटनाशकों के लिए धन्यवाद, मलेरिया "बहुत नीचे चला गया है, " गोवेल मुझे बताता है। लेकिन बीमारी का उन्मूलन मायावी साबित हुआ है। कुछ मच्छरों ने कीटनाशकों के लिए प्रतिरोध विकसित किया है। इसी तरह, बिस्तरों ने रात के समय के प्रसारण को नियंत्रण में लाने में मदद की - लेकिन मच्छरों ने अपने व्यवहार को अनुकूलित कर लिया है, जब लोग संरक्षित नहीं होते हैं, सुबह और शाम को काटने लगते हैं।

2008 में, गोवेला की बेटी ने मलेरिया को अनुबंधित किया। पीछे सोचते हुए, गोवेला का तरीका बदल जाता है; उनकी सटीक चिकित्सा भाषा एक शांत जुनून का रास्ता देती है। "मैं भी याद नहीं करना चाहता, " वे कहते हैं। "जब मुझे वह याद आती है, तो यह वास्तव में मेरे लिए बहुत दर्द लाता है।"

अपने शुरुआती चरणों में, मलेरिया एक आम सर्दी की तरह लग सकता है - यही कारण है कि यह इतना महत्वपूर्ण है कि वैज्ञानिकों के पास परजीवी के प्रसार और इसे ले जाने वाले मच्छरों को ट्रैक करने के लिए उपकरण हैं: गलत निदान से बचने के लिए। उनकी बेटी के मामले में, जानकारी की कमी दुखद साबित हुई। ", क्योंकि यह जल्द ही पता नहीं चला था, यह आक्षेप के स्तर तक आगे बढ़ गया, " गोवेला कहते हैं। उनकी बेटी अंततः मलेरिया की जटिलताओं से मर गई। तब से लगभग हर दिन, उन्होंने उन्मूलन के बारे में सोचा है।

"मुझे इस बीमारी से नफरत है, " गोवेला कहते हैं।

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मलेरिया की दृढ़ता ने वैज्ञानिकों की पीढ़ियों को निराश किया है। परजीवी की खोज के बाद एक सदी से भी अधिक, यह अभी भी हर साल लाखों लोगों को परेशान करता है, जिनमें से आधा मिलियन मर जाते हैं। हैरिंगटन की बीमारी की वजह से कहर बरपाती अपनी यादें हैं: 1998 में, उन्होंने कई प्रयोगों के लिए थाईलैंड की यात्रा की और खुद मलेरिया को अनुबंधित किया। "मैं मील और चारों ओर के लिए एकमात्र विदेशी थी, " वह कहती हैं। जैसा कि बुखार में सेट किया गया था, हैरिंगटन ने उस बीमारी के वास्तविक बोझ को समझना शुरू कर दिया जो उसने अध्ययन किया था।

"मैं खुद को उन बीमारियों के साथ एक थाई ग्रामीण के रूप में कल्पना कर सकती थी, " वह मुझे बताती है। वह निकटतम अस्पताल से दूर था और अकेला महसूस करता था। "मुझे ऐसा लगा, अगर मैं मर गया, तो शायद लोगों को पता नहीं चलेगा।" आखिरकार, किसी ने उसे ढूंढ लिया और उसे एक पिकअप ट्रक के पीछे डाल दिया। वह प्रलाप में डूबते हुए याद करती है, एक प्रशंसक को घूरता है जो छत पर अंतहीन रूप से घूमता है। "मैं बैंगनी तरल से भरा सिरिंज के साथ एक नर्स को देखा, " वह याद करती है। यह उसे याद दिलाती है कि जब वह काम करती थी, तो सालों पहले, एक पशु चिकित्सा क्लिनिक में, जो बीमार जानवरों के लिए बैंगनी इंजेक्शन का इस्तेमाल करती थी। "मुझे लगा कि यह अंत था।"

अंत में, बुखार टूट गया, और हैरिंगटन को पता था कि वह जीवित रहने वाली थी। "मैं अपने जीवन के लिए अविश्वसनीय रूप से आभारी महसूस करती हूं, " वह कहती हैं। अनुभव ने उसे अपने शोध के लिए और भी अधिक प्रतिबद्ध किया। "मुझे लगा कि मेरे पास अपने करियर को कुछ ऐसा करने और समर्पित करने की क्षमता है जो अंततः अन्य लोगों की मदद कर सकता है।"

मलेरिया एक ज्वलंत उदाहरण प्रदान करता है कि कैसे कीड़े मानव स्वास्थ्य को खतरा देते हैं - लेकिन कई अन्य तरीके हैं जो उन्हें नुकसान पहुंचा सकते हैं। कीड़े अन्य माइक्रोबियल बीमारियों को भी फैलाते हैं। फिर कृषि पर उनका प्रभाव है। संयुक्त राष्ट्र के खाद्य और कृषि संगठन के अनुसार, कीट कीट वैश्विक फसल की पैदावार का पांचवां हिस्सा नष्ट कर देते हैं। दूसरे शब्दों में, अगर दुनिया के किसानों के पास टिड्डियों और भृंग जैसी प्रजातियों को नियंत्रित करने के बेहतर तरीके होते, तो वे लाखों लोगों को खिला सकते थे।

कीटनाशक उन नुकसानों को कम करते हैं जो कीड़े पैदा करते हैं, लेकिन जब अंधाधुंध उपयोग किया जाता है, तो वे लोगों को नुकसान पहुंचा सकते हैं या उन कीड़ों को मार सकते हैं जिन पर हम भरोसा करते हैं। हम मधुमक्खियों, पतंगों और तितलियों जैसे परागणकों पर गहराई से निर्भर रहते हैं, लेकिन 2016 की एक रिपोर्ट से पता चला है कि 40 प्रतिशत अकशेरूकीय परागणक प्रजातियों के विलुप्त होने का खतरा है। इसकी वजह यह है कि कीटों के साथ इस घृणास्पद संबंध के कारण हमें अलग-अलग प्रजातियों को ट्रैक करने के बेहतर तरीकों की आवश्यकता है - कीड़े और हमें चोट पहुंचाने वाले कीड़े के बीच अंतर करने के बेहतर तरीके।

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ग्रहण के दिन, दोपहर से ठीक पहले, ल्युपिरो के ऊपर नीले आसमान में, चंद्रमा की काली डिस्क सूरज के सामने से गुजरती है। बच्चों के एक समूह ने गोल इकट्ठा किया है; वे अपने हाथों में वेल्डिंग ग्लास की छोटी प्लेटें रखते हैं जिन्हें स्कैंडिनेवियाई वैज्ञानिक अपने साथ लाए थे। हरे रंग के गिलास के माध्यम से सहकर्मी द्वारा, बच्चे सूर्य के संकीर्ण वर्धमान देख सकते हैं।

हमारे आसपास का गाँव मंद पड़ गया है; हमारी छायाएं कम विशिष्ट हो गई हैं। प्रकाश को देखते हुए, ऐसा महसूस होता है कि जैसे अचानक तूफान आ गया है, या किसी ने एक धुंधलेपन को बदल दिया है जिसने सूरज को बेहोश कर दिया है। इफाकरा हेल्थ इंस्टीट्यूट और फॉनाफोटोनिक्स में अपने सहयोगियों के साथ स्वीडन के वैज्ञानिक जानना चाहते हैं कि क्या ग्रहण के प्रकाश की मंद रोशनी में वे अधिक सक्रिय हो जाते हैं, जैसे वे शाम को करते हैं।

स्क्रीन पर, हम लाल चोटियों को देखते हैं, जिन्हें फिर से उठाया गया है - जितना कि हमने सूर्यास्त और सूर्योदय के समय देखा, लेकिन सामान्य से अधिक नहीं। एक साधारण कारण है कि यह डेटा मायने रखता है: यदि ग्रहण के दौरान मच्छर अधिक सक्रिय होते हैं, तो यह सुझाव देता है कि वे एक क्यू के रूप में प्रकाश का उपयोग करते हैं, यह जानते हुए कि उगते और डूबते सूरज की मंदता से प्रत्येक सुबह और शाम को कब झुंड करना है।

जैसा कि डेटा में डाला गया है, वैज्ञानिक मुझसे बात कर रहे हैं कि हम क्या देख रहे हैं। लिडार मूल रूप से वायुमंडलीय रसायन विज्ञान में परिवर्तन की तरह, बड़े पैमाने पर होने वाली घटनाओं का अध्ययन करने के लिए विकसित किया गया था। इस प्रणाली को एक नंगे न्यूनतम तक सरलीकृत किया गया है।

तिपाई पर तीन दूरबीनों में से प्रत्येक का एक अलग कार्य है। पहले आउटगोइंग लेजर को लगभग आधा किलोमीटर दूर एक पेड़ पर निर्देशित करता है। पेड़ के तने पर चढ़ा एक ब्लैक बोर्ड है, जहां किरण समाप्त हो जाती है। (लेजर के लिए एक रास्ता साफ करने के लिए, पीएचडी छात्र, जानसन को माचे के साथ अंडरब्रश के माध्यम से एक रास्ता काटना पड़ा।)

जब कीट लेजर बीम के माध्यम से उड़ते हैं, तो प्रतिबिंब अपने धड़कते हुए पंखों से डिवाइस पर वापस उछालते हैं, और वे दूसरे टेलिस्कोप द्वारा उठाए जाते हैं। तीसरा टेलिस्कोप टीम को सिस्टम को निशाना बनाने और कैलिब्रेट करने की अनुमति देता है; पूरा तंत्र एक लैपटॉप कंप्यूटर से जुड़ा है जो डेटा को एकत्रित करता है। स्क्रीन के पार नाचती हुई लाल चोटियाँ लेजर बीम को पार करते हुए कीटों का प्रतिनिधित्व करती हैं।

प्रतिबिंबों को रिकॉर्ड करने के लिए, जिसे ब्रायार्ड ने "वायुमंडलीय प्रतिध्वनि" कहा है, लिडार प्रणाली 4, 000 स्नैपशॉट प्रति सेकंड पर कब्जा कर लेती है। बाद में, टीम पंखों की आवृत्ति के लिए स्नैपशॉट के माध्यम से कंघी करने के लिए एक एल्गोरिथ्म का उपयोग करेगी - प्रत्येक प्रजाति का फिंगरप्रिंट।

यह उपकरण, दूसरे शब्दों में, प्रकाशिकी के साथ प्राप्त करता है कि ओलावी सोत्वलता ने अपने कानों के साथ क्या हासिल किया, और हैरिंगटन ने माइक्रोफोन की मदद से क्या हासिल किया।

लेकिन लिडार डेटा में कुछ विवरण हैं जो मानव कान कभी नहीं सोच सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक कीट की पंख की आवृत्ति उच्च-पिच वाले हार्मोनिक्स के साथ होती है। (हार्मोनिक्स क्या हैं जो वायलिन की आवाज़ के लिए समृद्धि प्रदान करते हैं; वे एक मौन गिटार स्ट्रिंग द्वारा उत्पादित गुंजयमान अंगूठी के लिए जिम्मेदार हैं।) लिडार प्रणाली हार्मोनिक आवृत्तियों पर कब्जा कर सकती है जो सुनने के लिए मानव कान के लिए बहुत अधिक हैं। इसके अलावा, लेजर बीम का ध्रुवीकरण किया जाता है, और जब वे विभिन्न सतहों को प्रतिबिंबित करते हैं, तो उनका ध्रुवीकरण बदल जाता है। परिवर्तन की मात्रा ब्राइडगार्ड और उनके सहयोगियों को बता सकती है कि क्या कीट का पंख चमकदार या मैट है, जो विभिन्न प्रजातियों को अलग करने की कोशिश करते समय भी उपयोगी है।

जैसे ही सूरज की अंधेरी डिस्क फिर से चमकने लगती है, वैज्ञानिक चित्रों को स्नैप करते हैं और बिना किसी सफलता के, स्थानीय बच्चों के लिए लेज़र कैसे काम करते हैं, यह बताने की कोशिश करते हैं। अब जब डेटा बह रहा है, लिडार सिस्टम के सेट अप के साथ तनाव बस पिघल गया है।

यह अंत में स्पष्ट है कि प्रयोग का उच्च मूल्य टैग व्यर्थ नहीं होगा। टीम ने लिडार प्रणाली पर लगभग $ 12, 000 खर्च किए, परिवहन और श्रम की समान रूप से भारी लागत को शामिल नहीं किया। "यह एक बहुत कुछ लगता है, एक अफ्रीकी गांव में खड़ा है, " ब्रायार्ड ने स्वीकार किया। दूसरी ओर, लिडार के पुराने रूप, जो वातावरण का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाते हैं, में सैकड़ों हजारों डॉलर खर्च हो सकते हैं। इस बीच, मलेरिया के बोझ की गणना अरबों डॉलर में की जाएगी - अगर इसकी गणना की जाए।

कुछ घंटों के भीतर, सूरज का उज्ज्वल गोल चक्र फिर से उज्ज्वल रूप से जल रहा है। उसके कुछ घंटे बाद, इसे सेट करना शुरू कर दिया।

हम मच्छरों को दूर भगाने के लिए बग स्प्रे को फिर से लागू करते हैं, जो एक बार फिर से यूपीरो के आसपास दलदली खेतों से उड़ान भरेंगे। फिर हम रात के खाने के लिए शहर में चलते हैं, जो हमेशा की तरह चावल भी शामिल है।

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प्रयोग के तीन महीने बाद, मैंने यह जानने के लिए कि उनके विश्लेषण कैसे प्रगति कर रहे थे, फॉनाफोटोनिक्स को बुलाया। इतने सारे लेज़रों के विफल होने के बाद, मैं जानना चाहता था कि क्या अंतिम ने उन्हें वे परिणाम दिए थे जिनकी उन्हें ज़रूरत थी।

डेटा गड़बड़ था, उन्होंने कहा। "खाना पकाने के समय के आसपास, हवा में बहुत अधिक धुआं और धूल है, " जोर्ड प्रांग्मा ने कहा कि टीम को वापस लाने वाले डेटा का विश्लेषण करने के लिए जिम्मेदार एक इंजीनियर। उन्होंने कहा कि डेटा में अलग-अलग विंगबेट्स दिखाए गए थे। लेकिन उन बीट्स को एक ग्राफ पर रखना एक बात है। "एक कंप्यूटर को बताने के लिए, 'कृपया मुझे सही आवृत्ति का पता लगाएं, ' एक और बात है, " उन्होंने कहा। व्यक्तियों का अध्ययन करने वाले सोत्तावल्टा के विपरीत, तंजानिया में टीम ने कई हजारों कीड़ों से डेटा एकत्र किया था। वे एक ही बार में उन सभी को पंखों का विश्लेषण करने की कोशिश कर रहे थे।

लेकिन बाधाएँ अकल्पनीय नहीं थीं। "हम दोपहर के आसपास एक उच्च गतिविधि देखते हैं, " सैमुअल जानसन ने कहा, ग्रहण से डेटा के बारे में बोल रहा हूं। इससे पता चलता है कि मच्छर वास्तव में, क्यू के रूप में प्रकाश का उपयोग कर रहे थे, जो कि घंटे के दौरान भोजन की खोज शुरू करते थे। प्रांग्स्मा ने कहा कि उनके द्वारा विकसित एक एल्गोरिथ्म महत्वपूर्ण डेटा को अलग करना शुरू कर रहा था। "वैज्ञानिक दृष्टिकोण से, यह बहुत समृद्ध डेटासेट है, " उन्होंने कहा।

इसके बाद के महीनों में, फॉनाफ़ोटोनिक्स ने प्रगति करना जारी रखा। "प्रारंभिक लेजर समस्याओं के बावजूद, " हाल ही में एक ईमेल में ब्रायार्ड ने लिखा, "सिस्टम ने हमारी सभी अपेक्षाओं की संतुष्टि के लिए प्रदर्शन किया।"

प्रत्येक दिन जब सिस्टम चालू था, उन्होंने कहा, उन्होंने 100, 000 कीटों का अवलोकन किया। "संकेत हैं कि हम कई प्रजातियों और कीड़ों के लिंग वर्गों में भेदभाव कर सकते हैं, " ब्रायार्ड ने कहा।

अपने लुंड विश्वविद्यालय के सहयोगियों के साथ, ब्रायडगार्ड परिणाम प्रकाशित करेंगे; FaunaPhotonics, उनके वाणिज्यिक साझेदार के रूप में, क्षेत्र में कीटों पर नज़र रखने वाली कंपनियों और अनुसंधान संगठनों को, उनके विश्लेषणात्मक विशेषज्ञता के साथ अपने लिडार डिवाइस की पेशकश करेगा। "अगर हमारे पास एक ग्राहक है जो एक निश्चित प्रजाति में दिलचस्पी रखता है, तो हम प्रजाति को लक्षित करने के लिए एल्गोरिथ्म को थोड़ा दर्जी करेंगे, " प्राणगामा ने समझाया। "प्रत्येक डेटासेट अद्वितीय है, और इसे अपने तरीके से निपटना पड़ता है।" हाल ही में, फॉनाफ़ोटोनिक्स ने बेयर के साथ अपनी प्रौद्योगिकी विकसित करने के लिए तीन साल का सहयोग शुरू किया।

विंगविट का अध्ययन एक अविश्वसनीय रूप से लंबा रास्ता तय कर चुका है क्योंकि ओलवी सोतावलाटा ने कीटों की पहचान करने के लिए अपनी पूर्ण पिच का उपयोग किया था - और फिर भी कुछ मायनों में, स्कैंडिनेवियाई वैज्ञानिकों का काम फिनिश एंटोमोलॉजिस्ट से बहुत कम है। सोत्तावलता की तरह, वे अलग-अलग विषयों को एक साथ ला रहे हैं - इस मामले में भौतिकी और जीव विज्ञान, लिडार और एन्टोमोलॉजी - प्रकृति में पैटर्न को उजागर करने के लिए। लेकिन उनके पास अभी बहुत काम करना बाकी है। FaunaPhotonics और इसके साझेदार, आगामी पेपर में, प्रकाश, पराबैंगनीकिरण और मच्छरों के बीच डॉट्स को जोड़ने की कोशिश करके शुरू करेंगे। फिर वे यह प्रदर्शित करने की कोशिश करेंगे कि पंखों की आवृत्ति का अध्ययन मनुष्यों को मलेरिया के अलावा अन्य बीमारियों को नियंत्रित करने में मदद कर सकता है, साथ ही फसलों को नष्ट करने वाले कीड़े भी।

"यह एक यात्रा है जो कुछ महीने नहीं है, " रासमुसेन ने कहा, इंजीनियर। "यह एक यात्रा है जो आगे के वर्षों के लिए जाएगी।"

इस लेख को वेलकम द्वारा मोज़ेक पर पहली बार प्रकाशित किया गया था और एक क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के तहत यहां पुनः प्रकाशित किया गया है।