Egy kora tavaszi reggelen egy zümmögő drón lebegett egy brazíliai Bahia kisvárosában. Háromszáz méterrel a föld felett egy kisméretű tartály kinyílt, és tartalmát az alábbi kioldó mechanizmus szájába dobta. Egy pillanatig csend volt. Aztán egy jeges szúnyogból frissen felébresztett szúnyogok rajta nyújtotta szárnyukat és elindultak.
Minden minta hím, egyedülálló és készen áll a keverésre - és ha minden a tervek szerint ment, akkor a lelkes szűzek hordója folyamatosan beszivárog a helyi szúnyogpopulációba, összekapcsolódva szerencsés hölgyek ezreivel az elkövetkező napokban.
Tekintettel arra, hogy körülbelül 100 szúnyogfaj hordozza a halálos emberi kórokozókat - ideértve a malárát okozó parazitákat, valamint a Zika, a dengue- és a Nyugat-Nílus vírusokat -, ez úgy tűnhet, mint az apokaliptikus tudományos fantasztikus film à la Outbreak félelmetes kezdete. De éppen ellenkezőleg: a kísérletben kiszabadult szúnyogok lehetnek a legjobb fegyverek a fertőző betegségek terjedése ellen .
Az elmúlt két évben a WeRobotics és a Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (NAÜ) tudósok és mérnökök csapata új módszereket vizsgált a steril férfi szúnyogok olyan régiókba történő szétoszlatására, ahol ezek a halálos betegségek rohamosak. A kutatók első drón alapú kísérlete, amelyet a múlt tavasszal Brazíliában hajtott végre, ígéretes eredményeket hozott, és már többet készítenek.
„Ez egy igazán izgalmas lépés előre” - mondja Kelsey Adams, a Harvard Közegészségügyi Iskola szúnyogbiológusa, aki nem áll kapcsolatban a munkával. "Az ilyen innovatív technikákkal kibővíthetjük azokat a területeket, amelyekbe [módosított szúnyogokat] engedünk."
A végső cél egyszerű: Kedvezze ki a termékeny férfiakat eunuchokkal, és figyeld meg a lehetséges betegséget hordozó szúnyogok számát. Ez az úgynevezett steril rovar technika már sikert aratott olyan mezőgazdasági kártevőkben, mint a gyümölcslegyek, valamint más olyan hibákban, amelyek személyes betegséggel járnak, például a tsetse legyek. A technológia szúnyogokon való használata azonban kissé újabb jelenség.
Mikor jön rá, a steril rovar technika számokat játszik. A vadon élő populációkat el kell tönkretenni laboratóriumi termesztéssel, esetenként 10 vagy annál nagyobb steril hímek arányában, minden termékeny helyben. És az egyszeri lerakás nem fogja megmutatni a trükköt: Egy régiót újra és újra el kell árasztani, mindaddig, amíg a natív szúnyogok populációját elhanyagolható szintre csökkentik (és akkor is furcsa karbantartási feladat maradhat). Sőt, egyes szúnyogfajok, köztük az Aedes aegypti szúnyogok, amelyek a Zikát, a dengue-kat és a sárga lázot továbbítják, klasszikus kanapéburgonya, gyakran életében csak pár száz láb hosszú. Ez tovább növeli a széles körű lefedettség biztosításának nehézségeit.
A szúnyogok nagy tömegben tenyészthetők és sterilezhetők számos laboratóriumi környezetben - egy gyors sugárzás elegendő a rovarok spermájának súlyos károsodásához. Ugyanakkor a steril katonák biztonságos csomagolása, szállítása és szállítása azokra a helyekre, ahol piszkos munkát végeznek, a saját akadálya. Az eddig tett erőfeszítések nagy része az emberek által okozott földi járművekből történő kibocsátáshoz vezetett, ám a befejezetlen tehergépkocsikkal való haladás elkerülhetetlenül elkíséri drága rakományukat, és számos betegséggel borított régió autóval megközelíthetetlen.
Ehelyett a kutatók most ég felé néznek.
„A drogok valóban játékváltók” - mondja Jürg Germann, a WeRobotics vezető mérnöke.
A technológia meglepően mindenütt jelenik meg: Néhány ezer dollárért drónákat lehet megvásárolni és szúnyog-sofőrré alakítani. A nehézkes autókhoz képest a drónok legalább ötször-háromszor hatékonyabbak a szúnyogok eloszlatásában - mondja Germann. Sőt, a drónok aerodinamikusak, újrafelhasználhatók és teljesen megterheletlenek az utakon (vagy ennek hiánya). Bárhol is van ég, drón mehet, hibernáló szúnyogok vontatva.
A gyümölcslegyekkel végzett korábbi munka nagy magasságú repülőgépeket használt. A repülőgépektől eltérően azonban a drónok alacsony szintre tudnak repülni a földre, biztosítva a nagyobb pontosságot és irányítást - és minimalizálva a sérülékeny hibákat, amelyek a hajó boltozatában vannak. A legjobb az egész, hogy a drónoknak nincs szükségük hibára hajlamos pilótákra: A kutatók otthoni alapra állíthatják útjukat, és búcsút vethetnek.
A kereskedelemben kapható drónok „szúnyog limók” -ként is választhatók, ahogyan a WeRobotics társalapítója, Patrick Meier szeretettel hivatkozik rájuk, és egyszerre 50 000 szúnyogot hordoz. (WeRobotics) Egy év prototípus készítése után a WeRobotics és a NAÜ erőfeszítéseket tett a terep területén. Először Brazíliát mutatták be, ahol az Aedes aegypti szúnyogok által terjesztett Zika-járvány ezer születési rendellenességet eredményezett 2015-ben és 2016-ban.
Három vizsgálat során a kutatók összesen 284 200 steril hím Aedes aegypti szúnyogot szétoszlottak a brazil Carnaíba do Sertão közösség köré ezen év márciusában. Mivel a drónok teljes sebességgel repültek, a kutatók percek alatt négyzetláb ezreit tudták lefedni - és a légszennyeződött szúnyogok több mint 90 százaléka tűnt ragaszkodni a leszálláshoz.
A veszélyes csepp túlélése még csak a kezdet volt, de a NAÜ szúnyogszakértő, Jérémy Bouyer örömmel látta, hogy ezek a drónból származó figurák maguk tartják termékeny társaik ellen, és körülbelül egy steril tojást apjanak minden vadon élő hím által létrehozott életképes tojás számára. Bouyer optimista, hogy ha finomabb, a számok tovább fognak emelkedni.
Egy ilyen korai szakaszban kihívást jelent az, hogy megvizsgálja ezeknek a terméketlen rovaroknak a hosszú távú hatását. De a járványok akkor sújtanak, amikor a legkevésbé számítanak rájuk - és a rovarok elleni védekezés a rügybe történő becsapódásról szól. A WeRobotics és a NAÜ már tervez további vizsgálatokat az elkövetkező hónapokban és években. Időközben Germann és csapata az egyes drónok kapacitásának növelésén és a szúnyoghalálozás minimalizálásán dolgozik. Végül a kutatók azt remélik, hogy technológiájuk egy jobb változatát átadják a helyi szakembereknek egy intenzív képzési program révén, fenntartható és önellátó diszperziós rendszert hozva létre. 2020-ra a WeRobotics körülbelül 30 drón-diszpécser állomást tervez szerte a világon.
"Nem csak arra törekszünk, hogy a technológiát a problémára dobjuk - ez nem befolyásolja" - mondja Patrick Meier, a WeRobotics társalapítója. „A drónoknak hősöknek kell lenniük ebben a történetben. Nem a nyugati szervezetek.
A technológia folyamatos fejlődésével még több ajtó nyílik ki. A betegséget hordozó rovarok elleni küzdelemben a drónok nem alkalmasak a kártevők csomagjának szaporítására. Pilóta nélküli repülőgépeket már használtak a szúnyog-szaporodási helyek térképezésére - amelyeket nehéz látni és szabad szemmel követni -, így a kutatók könnyebben megvizsgálhatják a szúnyogok viselkedését és terjedését. Ezenkívül a drónok magas színvonalú szempontból kiváló eszköz rovarirtó szerek permetezésére.
Adams , még a szúnyogtámadók számára is, további teret enged a növekedésnek - mondja Adams, aki az Anopheles szúnyogok reprodukciós viselkedését vizsgálja, amely malacot okozó parazitákat hordozhat , a fertőző betegségekkel foglalkozó kutató, Flaminia Catteruccia felügyelete alatt. A drónok minden bizonnyal nem fajspecifikusak, és Bouyer, Germann és Meier optimista abban, hogy az Anopheles és más szúnyogok életképes jelöltek lehetnek a jövőbeni terjesztésre.
Valójában, amikor az Anopheles szúnyogokról van szó, Adams szerint, a drónok még inkább áldás lehetnek. Az anopheles nem letargikus csomók, mint Aedes unokatestvéreik. Ezeket a malária-kereskedőket levegőztetjük lehet nagyobb ütés a dollárért, mert kevesebb szúnyog fedezhet nagyobb földrajzi területet.
Sőt, bizonyítékok vannak arra, hogy a legtöbb anopheles (és néhány Aedes ) nő nagyrészt monogám; Valójában egyes Anopheles fajok hölgyei esetében a páros választás szó szerint egyszeri döntés az életben. És a Catteruccia és mások csoportjában végzett hormonális és viselkedésbeli kutatások kimutatták, hogy még párosodó szúnyogok rajában is egy maroknyi aránytalanul sikeresek. Ez pár dolgot jelent: először is, a legtöbb férfi szúnyog szomorúan meghal a szűzekben. Másodszor, és ami még ennél is fontosabb, a nőstények valószínűleg a férfi machismo valamilyen mutatójára utalnak, amikor áthaladnak a tömegből. Adams szerint a tudósok valamikor képesek lehetnek arra, hogy a női szúnyogokat a steril hímekre inkább a termékenyekre tegyék, ha megfelelő ösztönzőket kapnak.
Kísérleteik előkészítéseként a NAÜ tudósai laboratóriumokban Aedes aegypti szúnyogok százezreit tenyésztették ki. (WeRobotics) A steril rovarok technikája azonban csak egy a sok stratégiából, amelyek révén megcélozhatják ezeket a vérszomjas rovarokat. És bár sok kontextusban nagyon hatékony, ez a stratégia nem hiányzik hátrányaival.
„Az egyik legnagyobb probléma az, hogy nem önmegtartósító” - magyarázza Adams. "Gyakran több szúnyogra van szüksége, mint gondolnád."
Egyrészt félelmetes feladat lenne ennek a laboratóriumi tenyésztő és sterilizáló központnak a felállítása világszerte. A Brazíliában folytatott kicsi, egy közösségbeli próba során a WeRobotics és a NAÜ több mint 700 000 szúnyogot hozott fel - ezt a számot nagymértékben meg kellene növelni, hogy még a globális szükséglet egy részét is kielégítsék. Ezenkívül a férfiak körében a sterilizáláshoz és a felszabadításhoz szükséges izolálás nem olyan egyszerű, mint amilyennek hangzik, és a hibák rendkívül költségesek is lehetnek. A nőstények a csomó véralvadói - és így a betegség követei. Adams szerint az akár 1 százalékos nők véletlenszerű szabadon bocsátása valójában súlyosbíthatja a járványt.
Szerencsére számos alternatíva létezik. Az egyik lehetőség a szúnyogok gyártása, amelyek átadhatják a halálos géneket utódaiknak - ez a szokatlan fogamzásgátló egy másik formája. Ez a technológia különösen erős lehet, ha úgy tervezték, hogy egy „génmeghajtóval” együtt jár - valójában egy olyan genetikai elem mellett, amely minden utódba bejut, függetlenül attól, hogy melyik szülő hordozza a vonást. A génhajtások így gyorsított ütemben terjednek a populációkban, és hatékonyabbak, mint az olyan stratégiák, mint a steril rovarok technika: Kisebb rovarok uralhatják a vadon élő populációt, enyhítve ezáltal a tömegszúnyog-előállítás szükségességét.
Az egyik aggodalom, amelyet néhány tudós felvetett az elmúlt években, az, hogy ezeknek a módszereknek több célja a szúnyogok bizonyos fajtáinak teljes eltávolítása. És a betegséggel összefüggésben vagy sem, a kihaltás kihalás.
Ám körülbelül 3500 szúnyogfaj jár az égen - és közülük sokan átfedésben vannak az ökológiai funkciókkal - mondja Adams. „Egy szúnyogfaj kiküszöbölése nem feltétlenül jár hatalmas környezeti következményekkel, figyelembe véve, hogy több ezer ilyen” - magyarázza. "De természetesen továbbra is óvatosan kell eljárnunk."
A kimaradt népirtás egyik alternatívája a paraziták vagy vírusok immunitásának bevezetése a szúnyogpopulációba. Génmeghajtással párosulva ez a technológia potenciálisan létrehozhat egy tartós rovarfajtát, amelyek szívük tartalmához szabadon vért adhatnak és boldogul betegségmentesek.
Természetesen ezek a módszerek sem bizonytalanok. Ahogyan a baktériumok, vírusok és paraziták fejlesztenek a gyógyszerekkel szembeni rezisztenciát, a szúnyogok megváltoztathatják a génmeghajtó és más típusú DNS-manipulációk útját. Még ha ez alacsony sebességgel is megtörténik, az egyén gyorsan elterjesztheti genetikai csuklását a következő generációk számára, évek óta elvégzendő erőfeszítés nélkül.
Bouyer rámutat arra, hogy a mutációkkal kapcsolatos baleseteket megkerülhetjük az eredeti besugárzás-alapú steril rovarok módszerére támaszkodva: Nem könnyű genetikai megoldást találni a szexuális partner meddőségére. Ezen túlmenően, bár a steril rovarok technikáit évtizedek óta alkalmazzák, hozzáteszi, hogy a kifinomult és invazív genetikai módosítások még több akadályt találhatnak a forgalomba hozatal útján, tekintettel a sok országban szigorú GMO-előírásokra.
Egyetlen szúnyogvédelmi stratégia önmagában sem valószínűleg csodaszer. Bouyer szerint azonban a jövőben ezen technikák némelyikét hatékonyan lehet használni kombinációban. Mint a gyógyszerek és más gyógyszerek esetében, a népesség számára sokkal nehezebb az ellenállás kialakulása, ha egyszerre több ellenfelet harcol.
Mindenesetre Meier lelkesedik az új utasok lehetősége miatt az Air Mosquito számára. "Mi csak a limuzin vagyunk" - mondja nevetve. „Bármelyik szúnyog bejut a limuzinba, az más szakértők feladata. A végén, amíg vannak szúnyogok, a [csepp] működni fog - függetlenül attól, hogy miként módosították őket. "
