Ráno na jar sa nad malým mestom v brazílskej Brazílii vznášal bzučiak. 300 metrov nad zemou sa zacvakla malá nádoba, ktorá vypustila svoj obsah do úst uvoľňovacieho mechanizmu dole. Na chvíľu bolo ticho. Potom roj komárov, čerstvo prebudený z ľadového spánku, natiahol krídla a odletel.
Každý exemplár bol mužský, slobodný a pripravený na zmiešanie - a ak by všetko išlo podľa plánu, bzučiaca horda dychtivých panien neustále prenikla do miestnej populácie komárov a v najbližších dňoch sa spojila s tisíckami šťastných žien.
Vzhľadom na to, že existuje asi 100 druhov komárov, ktoré prenášajú smrtiace ľudské patogény - vrátane parazitov, ktoré spôsobujú maláriu, ako aj vírusy Zika, dengue a západonílskeho vírusu - môže to znieť ako desivý začiatok apokalyptického sci-fi filmu o vypuknutí . Ale je to presne naopak: komáre rozpútané v tomto experimente môžu byť jedny z najlepších zbraní proti šíreniu infekčných chorôb.
V posledných dvoch rokoch testoval tím vedcov a inžinierov z WeRobotics a Medzinárodnej agentúry pre atómovú energiu (IAEA) nové spôsoby, ako rozptýliť sterilné mužské komáre do oblastí, v ktorých tieto smrtiace choroby neustále rastú. Prvý pokus vedcov založený na robotoch, ktorý sa uskutočnil minulú jar v Brazílii, priniesol sľubné výsledky a už sa pripravujú na ďalšie.
„Je to skutočne vzrušujúci krok vpred, “ hovorí Kelsey Adams, biológ s komármi na Harvardskej škole verejného zdravia, ktorý nie je spojený s prácou. „S inovatívnymi technikami, ako sú tieto, môžeme rozšíriť oblasti, do ktorých uvoľňujeme [modifikované komáre].“
Konečný cieľ je jednoduchý: vytlačte úrodných samcov pomocou eunuchov a sledujte počet potenciálnych komárov prenášajúcich choroby. Táto takzvaná sterilná technika hmyzu už priniesla úspech pri poľnohospodárskych škodcoch, ako sú ovocné muchy a pri iných chybách, ktoré spôsobujú trajekty od človeka k človeku, ako sú muchy tsetse. Použitie technológie v komároch je však o niečo novší fenomén.
Pokiaľ ide o to, sterilná technika hmyzu je hra čísel. Divoké populácie musia byť zaplavené laboratórnymi pestami, niekedy v pomere vyššom ako 10 alebo viac sterilných samcov pre každú plodnú miestnu populáciu. A jednorazový dumping nebude stačiť: Región musí byť zas a znova zaplavený, až kým populácie pôvodných komárov nebudú zredukované na zanedbateľnú úroveň (a aj potom môže zostať v údržbe nepríjemným cvičením). A čo viac, niektoré druhy komárov, vrátane komárov Aedes aegypti, ktoré prenášajú Ziku, horúčku dengue a žltú horúčku, sú klasické gaučové zemiaky, ktoré za celý život často cestujú nie viac ako pár stoviek stôp. To ešte viac sťažuje zabezpečenie rozsiahleho pokrytia.
Komáre sa teraz môžu hromadne množiť a sterilizovať v rôznych laboratórnych prostrediach - rýchle prepnutie žiarenia stačí na vážne poškodenie hmyzích spermií. Proces bezpečného balenia, prepravy a prepravy týchto sterilných vojakov na miesta, kde budú vykonávať svoju špinavú prácu, je však jeho vlastnou prekážkou. Doteraz sa najviac úsilia týkalo pozemných únikov z vozidiel poháňaných ľudskou činnosťou - jazda na hrboľatých kamiónoch po nedokončených cestách nevyhnutne strháva svoj drahocenný náklad a mnohé regióny plné chorôb sú autom nedostupné.
Namiesto toho sa vedci teraz pozerajú na oblohu.
„Drones sú skutočne meničom hier, “ hovorí Jürg Germann, hlavný inžinier spoločnosti WeRobotics.
Táto technológia je prekvapivo všadeprítomná: Za niekoľko tisíc dolárov je možné kúpiť dróny a transformovať ich na šoférov komárov. V porovnaní s neohrabanými autami sú drony pri rozptyle komárov najmenej päťkrát až desaťkrát účinnejšie, hovorí Germann. Navyše sú bezpilotné lietadlá aerodynamické, opakovane použiteľné a úplne nezaťažené cestami (alebo ich nedostatok). Kdekoľvek je obloha, môže ísť dron s hibernáciami komárov v ťahu.
Predchádzajúca práca s ovocnými muškami využívala vysokohorské lietadlá. Na rozdiel od lietadiel však môžu bezpilotné lietadlá lietať nízko na zem, čím zaisťujú väčšiu presnosť a kontrolu - a minimalizovať škody, ktoré môžu krehké chyby utrpieť, keď sú vyvedené z plavidla. Najlepšie zo všetkého je, že bezpilotné lietadlá nepotrebujú pilotov so sklonom k chybám: Vedci si môžu nastaviť svoj kurz na domácej základni a rozlúčiť sa.
Komerčne dostupného drona možno kooptovať do „komárskych limuzín“, ako sa na nich spolieha zakladateľ WeRobotics Patrick Meier s obľubou, ktorý má 50 000 komárov naraz. (WeRobotics) Po roku prototypovania sa WeRobotics a IAEA začali venovať tejto oblasti. Zameriavajú sa predovšetkým na Brazíliu, kde epidémia Zika šírená komármi Aedes aegypti spôsobila v rokoch 2015 a 2016 tisíce vrodených chýb.
V priebehu troch pokusov vedci v marci tohto roku rozptýlili celkom 284 200 sterilných komárov Aedes aegypti okolo brazílskej komunity Carnaíba do Sertão. Keď drony lietali plnou rýchlosťou, vedci dokázali pokryť tisíce štvorcových stôp behom niekoľkých minút - a vyše 90 percent komárov vyslaných vzduchom sa zdalo, že pristávalo.
Prežiť nebezpečný pokles bol len začiatok - odborník na komáre JEAEMA Bouyera však s potešením videl, že títo chlapíci pochádzajúci z dronov sa držali proti svojim úrodným náprotivkom a splodili jedno sterilné vajíčko za každé životaschopné vajíčko produkované divým samcom. Bouyer je optimistický, že s väčším počtom bodov bude počet naďalej stúpať.
V takom ranom štádiu je náročné posúdiť dlhodobý vplyv týchto neplodných hmyzích bliesov. Epidémie však zasiahnu, keď ich najmenej očakávate - a kontrola hmyzu spočíva predovšetkým v tom, že sa v púčiku vymknú choroby. WeRobotics a IAEA už plánujú ďalšie skúšky v nasledujúcich mesiacoch a rokoch. Medzitým Germann a jeho tím pracujú na zvýšení kapacity každého z nich a minimalizácii úmrtnosti na komáre. Vedci nakoniec dúfajú, že miestnym odborníkom odovzdajú lepšiu verziu svojich technológií prostredníctvom intenzívneho školiaceho programu, ktorý vytvorí udržateľný a sebestačný systém rozptylu. Do roku 2020 spoločnosť WeRobotics plánuje mať na svete asi 30 dispečerských staníc.
„Nie sme len na to, aby sme tento problém hodili technológiou - to nemá vplyv, “ hovorí Patrick Meier, spoluzakladateľ WeRobotics. „Drony by mali byť hrdinami tohto príbehu. Nie západné organizácie. “
S postupujúcou technológiou sa môže otvoriť ešte viac dverí. V boji proti hmyzu prenášajúcemu chorobu nie sú bezpilotné lietadlá vhodné iba na rozmnožovanie balíkov škodcov. Lietadlá bez posádky sa už používajú na mapovanie miest rozmnožovania komárov - ktoré sú ťažkopádne na mieste a sledujú voľným okom - čo umožňuje vedcom ľahšie študovať správanie a rozptyl moskytov. Okrem toho sú bezpilotné lietadlá od svojho vznešeného hľadiska vynikajúcim nástrojom na rozstrekovanie insekticídov.
Adams, ktorý študuje reprodukčné správanie komárov Anopheles, ktoré môžu prenášať parazity spôsobujúce maláriu , je pod dohľadom výskumného pracovníka v oblasti infekčných chorôb Flaminia Catteruccia ďalší priestor pre rast. Drony určite nie sú druhovo špecifické a Bouyer, Germann a Meier sú optimistickí, aby Anopheles a iné komáre mohli byť v budúcnosti vhodnými kandidátmi na šírenie.
V skutočnosti, pokiaľ ide o komáre Anopheles, tvrdí Adams, dróny by mohli byť ešte viac prospešné. Anofeli nie sú letargické hrudky ako ich bratranci Aedes . Airdropping tieto monitory malárie by mohla byť väčšia rana za vaše peniaze, pretože menej komárov môže pokryť väčšiu geografickú oblasť.
Navyše existujú dôkazy, že väčšina žien Anopheles (a niektoré Aedes ) sú väčšinou monogamné; v skutočnosti, pre dámy niektorých druhov Anopheles, výber kamarátov je doslovným rozhodnutím raz za život. A hormonálny a behaviorálny výskum v skupine Catteruccia a ďalších ukázal, že aj pri roji komárov je hŕstka hladov neúmerne úspešná. To znamená pár vecí: Najprv väčšina mužských komárov, bohužiaľ, umrie panny. Po druhé, a čo je možno ešte dôležitejšie, ženy sa pravdepodobne presúvajú do nejakého ukazovateľa mužského machizmu, keď prechádzajú davom. Adams tvrdí, že jedného dňa môžu vedci z dôvodu správnych stimulov dať sterilné samce pred plodné.
Vedci MAAE v rámci prípravy na svoje skúšky chovali v laboratóriách stovky tisíc komárov Aedes aegypti . (WeRobotics) Ale sterilná technika hmyzu je iba jednou z mnohých stratégií, prostredníctvom ktorých je možné zamerať sa na reprodukčný cyklus týchto krvilačných chýb. A hoci to bolo v mnohých kontextoch vysoko efektívne, táto stratégia nie je bez nedostatkov.
"Jedným z najväčších problémov je to, že to nie je trvalé, " vysvetľuje Adams. "Často nakoniec potrebujete viac komárov, ako ste si mysleli."
Na jednej strane by bolo zriadenie týchto stredísk laboratórneho šľachtenia a sterilizácie na celom svete obrovským činom. Počas svojho malého pokusu v rámci jedného spoločenstva v Brazílii vyťažili WeRobotics a IAEA vyše 700 000 komárov - počet, ktorý by sa musel ohromne zväčšiť, aby vyhovoval aj zlomku globálnej potreby. Navyše izolácia populácie iba pre mužov na sterilizáciu a uvoľnenie nie je taká jednoduchá, ako to znie, a chyby môžu byť veľmi nákladné. Samice sú krvavými bunkami strapca - a teda vyslancami choroby. Adams povedal, že neúmyselné prepustenie populácie, ktorá je dokonca 1% ženy, by mohlo skutočne zhoršiť epidémiu.
Našťastie existuje veľa alternatív. Jednou z možností je výroba komárov, ktoré môžu preniesť smrtiace gény na ich potomstvo - ďalšia forma záludnej antikoncepcie. Táto technológia môže byť obzvlášť výkonná, keď je navrhnutá spolu s „génovou jednotkou“ - v podstate genetický prvok, ktorý posilňuje svoju cestu ku všetkým potomkom bez ohľadu na to, ktorý rodič má túto vlastnosť. Génové jednotky sa tak šíria populáciou zrýchleným tempom, čo ich robí efektívnejšími ako stratégie, ako je sterilná technika hmyzu: Menší počet hmyzu môže dominovať divokej populácii, čo trochu zmierňuje potrebu hromadnej výroby komárov.
Jednou z obáv, ktorú niektorí vedci v posledných rokoch uviedli, je to, že cieľom niekoľkých z týchto metód je úplne zničiť určité druhy komárov. A zánik súvisiaci s ochorením alebo nie, vyhynutie je vyhynutie.
Ale okolo 3 500 druhov komárov putuje po oblohe - a mnoho z nich má prekrývajúce sa ekologické funkcie, hovorí Adams. „Eliminácia jedného druhu komárov nemusí mať nevyhnutne obrovské environmentálne následky, pretože ich existujú tisíce, “ vysvetľuje. "Ale samozrejme, mali by sme pokračovať opatrne."
Jednou z alternatív k genocíde „out-and-out“ je zaviesť imunitu voči parazitom alebo vírusom do populácie komárov. V spojení s génovými pohonmi by táto technológia mohla potenciálne vytvoriť trvalú líniu hmyzu, ktorý môže voľne šíriť krv podľa svojho srdca - a blažene bez choroby.
Tieto metódy samozrejme nie sú spoľahlivé. Rovnako ako baktérie, vírusy a paraziti vyvíjajú rezistenciu na lieky, komáre môžu mutovať cestu z génovej jednotky a iných typov manipulácie s DNA. Aj keby sa to stalo pri nízkych mierach, jeden jednotlivec by mohol rýchlo šíriť svoje genetické čkanie na budúce generácie, čím by sa zbavil rokov úsilia.
Bouyer poukazuje na to, že nehody s mutáciami sa dajú obísť spoľahnutím sa na pôvodnú sterilnú techniku hmyzu založenú na ožarovaní: Nie je ľahké nájsť genetické riešenie neplodnosti sexuálneho partnera. Okrem toho, hoci sa sterilné techniky hmyzu používajú už desaťročia, dodáva, sofistikované a invazívne genetické modifikácie sa môžu na ceste k komercializácii stretnúť s ďalšími prekážkami, vzhľadom na prísne nariadenia o GMO, ktoré existujú v mnohých krajinách.
Žiadna jediná stratégia kontroly komárov nebude pravdepodobne samoopelením. Bouyer však tvrdí, že v budúcnosti by sa niektoré z týchto techník mohli používať efektívne v kombinácii. Rovnako ako v prípade liekov a iných liekov je pre obyvateľstvo omnoho ťažšie vyvinúť rezistenciu, keď zápasí s viacerými súpermi naraz.
V každom prípade je Meier nadšený možnosťou nových cestujúcich pre Air Mosquito. "Sme len limuzína, " hovorí so smiechom. „Čokoľvek komáre idú do limuzíny, záleží na iných expertoch. Na našom konci, pokiaľ budú mať komáre, bude [kvapka] fungovať - bez ohľadu na to, ako boli upravené. “
