Sztuczna inteligencja pomoże zmniejszyć liczbę populacji tse-tse w celu ograniczenia częstości występowania chorób u zwierząt i ludzi

Kategorie: 

youtube.com

Samice tse-tse latają raz w życiu, co pozwala kontrolować liczebność populacji tych szkodliwych owadów. Zatem samica, która łączy się z jałowym samcem, nie będzie miała potomstwa. W rezultacie, podczas monitorowania wystarczającej liczby kojarzeń, można zmniejszyć liczbę groźnych owadów, a co za tym idzie ograniczyć częstość występowania chorób u ludzi i bydła.

 



Badanie przeprowadzone w Senegalu pokazało, że ten pomysł jest możliwy do zrealizowania. W ciągu ostatnich pięciu lat sterylizuje się samce tse-tse, wykorzystując promieniowanie gamma uwalniane trzy razy w tygodniu do skażonych obszarów. Pozwoliło to zmniejszyć miejscową populację much o 98%, z odpowiednim spadkiem częstości występowania śpiączki. Takie projekty są niezwykle trudne, bo wymagają dużej liczby wysterylizowanych samców osadzanych i dostarczanych w odpowiednim czasie i miejscu.



Jednym z problemów jest to, że hodowla samców nieuchronnie wpływa na rozmnażanie samic. Sortowanie według płci jest konieczne, aby napromieniowywać wyłącznie samce. Elementarne napromieniowanie obu płci powoduje problemy, ponieważ w przypadku sterylizacji u samic wymagana jest wyższa dawka napromieniania, co może spowodować śmierć samców. Sortowanie tse-tse polega na odczekaniu, aż muchy wyklują się z poczwarek. Jednocześnie ochładza się ich otoczenie w celu zmniejszenia metabolizmu, a co za tym idzie, ich aktywności. Rozdzielanie samców od samic odbywa się ręcznie za pomocą pędzla. Samiec różni się od samicy narządem zwanym anteną, co pomaga w identyfikacji. Ten proces jest efektywny, ale czasochłonny i wymaga dużo pracy. Zelda Moran z Columbia University uważa, że istnieje w tym zakresie lepsza metoda.



W 2014 roku Moran, który w tym czasie była pracownikiem naukowym w entomologia laboratorium Międzynarodowej Agencji Energii Atomowej w Wiedniu (International Atomic Energy Agency), wykonując podobną pracę, zauważyła, że poczwarki samców i samica tse-tse rozwijają inaczej. Dorosłe muchy wyłaniają się z poczwarek po 30 dniach od przepoczwarzenia. Chociaż poczwarki tse-tse nie są przezroczyste, Moran zauważyła, że w pewnych warunkach oświetleniowych, takich jak podczerwień, można zobaczyć, że skrzydełka owadów zaczęły ciemnieć. W przypadku samic występuje to około 25-26 dni po przepoczwarzeniu. W przypadku samców dzieje się to później, tj. 27-29 dni po przepoczwarzeniu. Zasadniczo umożliwia to sortowanie much przed opuszczeniem poczwarek.



Ta metoda była stosowana, dopóki Moran przypadkowo nie spotkała dr Szabolcs Márka, astrofizyka z Kolumbii. W tym czasie dr Márk wykorzystywał sztuczną inteligencję do znajdowania wzorców w ogromnych grupach danych astrofizycznych. Zaproponował zastosowanie podobnego procesu do identyfikacji płciowej poczwarek.



Po pierwsze, dr Márk i jego współpracownicy użyli skanera podczerwieni do stworzenia obrazów dużej liczby poczwarek. Następnie użyli tych obrazów, aby nauczyć algorytm komputerowy decydowania, czy poczwarka jest określana jako męska, żeńska, czy jeszcze nie uformowana. Umożliwia to również oddzielenie martwych od żywych stworzeń. Uczenie maszynowe automatycznie sortowało żywe poczwarki samców z innych, używając pęcherzyków powietrza lub dysz wodnych, aby wyeliminować niechciane osobniki. Tak więc indywidualnie muchy mogły być napromieniowane i uwalniane.



Sztuczna inteligencja powinna uprościć sterylizację samców w projektach takich jak ten w Senegalu. Być może znajdzie on zastosowanie przy innych gatunkach. Jeżeli definicja uczenia maszynowego rozróżniania płci może być zastosowana u innych owadów, np. u komarów, choroby takie jak malaria, czy denga mogą być również kontrolowane przez ludzi.



Mucha tse-tse należy do rodzaju owadów z much Glossinida. Żyją w tropikalnych i subtropikalnych regionach Afryki, zwykle w wilgotnych lasach i wzdłuż rzek. Zidentyfikowanych jest 21 gatunków tej muchy. Interesujące jest to, że jedynym zwierzęciem, którego mucha tse-tse nie atakuje, jest zebra. Zakłada się, że owady postrzegają ją jako migotanie czarno – białych pasków. Ustalono również, że muchy tse-tse zawsze atakują poruszające się obiekty, w tym także te mechaniczne.



Niektórzy zapytają, dlaczego całkowicie nie można wyeliminować much tse-tse. Niektórzy naukowcy uparcie do tego dążą, stosując promieniowanie gamma. Problem ma zostać rozwiązany w ciągu najbliższych trzydziestu lat. Wiele innych osób żywi przekonanie, że gdyby nie mucha tse-tse, ogromna różnorodność dzikiej fauny afrykańskiej już dawno ustąpiłaby miejsca stadom bydła.
 

 

 

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen



Skomentuj