Трансмиссивные болезни — это болезни, которые могут передаваться человеку кровососущими насекомыми, такими как комары, клещи и блохи. Известно, что комары способствуют распространению ряда трансмиссивных заболеваний, в том числе малярии, денге, желтой лихорадки и Зика.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), на этот класс заболеваний приходится 17% всех инфекционных заболеваний в мире, что приводит к гибели более 1 миллиона человек в год. Таким образом, разработка методов сокращения распространения и распространенности этих заболеваний имеет первостепенное значение, поскольку в конечном итоге может спасти бесчисленные человеческие жизни.
В последние годы ученые разработали ряд методов контроля для сокращения или управления вредными популяциями насекомых без попадания вредных химических веществ в окружающую среду. Одним из таких методов является метод стерильных насекомых (SIT), форма контроля рождаемости насекомых, которая влечет за собой использование радиации для стерилизации самцов комаров, которые затем выбрасываются в воздух в целевой области и начинают спариваться с дикими самками насекомых.
Поскольку стерильный самец и фертильная самка не дают потомства после того, как они спариваются, SIT приводит к сокращению популяции насекомых. Однако для снижения частоты трансмиссивных болезней необходимо постоянно выпускать большое количество стерильных насекомых хорошего качества в пострадавшие географические районы. Таким образом, методы рентабельного выброса стерильных комаров с воздуха в расширенные географические регионы являются узким местом для возможности применения SIT в больших масштабах.
Учитывая это, исследователи из Лаборатории борьбы с насекомыми-вредителями Объединенной продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) / Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) в Вене, WeRobotics и Biofábrica Moscamed Brasil недавно разработали систему для применения МСН с использованием беспилотные летательные аппараты (БЛА) или беспилотники для управления и сокращения популяций комаров, передающих трансмиссивные заболевания. Эта уникальная система, представленная в статье, опубликованной в журнале Science Robotics , предусматривает выпуск стерильных комаров в воздух над большими географическими районами с использованием беспилотных летательных аппаратов.
«Мы сообщаем о полностью автоматизированной системе высвобождения комаров, управляемой с помощью дрона», — сказал Джереми Бойер, медицинский энтомолог, который проводил исследование и который также работает в объединенном подразделении ФАО / МАГАТЭ по ядерным методам в области продовольствия и сельского хозяйства. «Система, протестированная в Бразилии, позволила равномерно распределить стерильных самцов комаров Aedes aegypti, сохраняя при этом их качество, что привело к постоянному соотношению стерильности и дикости самцов».
Основной целью исследования, проведенного Бойером и его коллегами, было измерение выживаемости, рассеивания и сексуальной конкурентоспособности стерильных самцов комаров после того, как они были произведены в массовом порядке, отсортированы, обработаны, облучены, маркированы и выпущены в пределах географического района с использованием БПЛА. Разработанная ими система выпуска на основе БПЛА использует канистру, в которой комары охлаждают до 8-12 ° C и уплотняют. Каждая канистра может содержать до 50 000 стерильных самцов. Когда канистра открывается, комары падают во вращающийся цилиндр, который с каждым вращением выпускает их на открытый воздух.
«Скорость вращения контролирует количество стерильных самцов, выпущенных в минуту», — сказал Бойер. «Он полностью автоматизирован, и скорость выброса можно контролировать в зависимости от местоположения и скорости беспилотника. Наши результаты представляют собой значительный прорыв в применении SIT против комаров. Он обеспечивает экономически эффективные выбросы, в том числе в районах, густонаселенных людьми. «.
До сих пор исследователи оценивали систему в Бразилии с целью сокращения популяции Aedes aegypti, вида комаров, который может распространять трансмиссивные заболевания. В целом, они обнаружили, что стерильные самцы насекомых, которых они выпустили в окружающую среду, могли конкурировать с дикими самцами в спаривании с самками. Это означает, что они эффективно индуцировали бесплодие в общей популяции комаров Aedes aegypti в этом географическом регионе.
Система высвобождения стерильных комаров на основе БПЛА может значительно снизить затраты на внедрение SIT, упрощая их проведение в больших масштабах. Их метод также может оказаться идеальным для операций SIT, поскольку он может преодолеть такие ограничения, как недоступность, позволяя выпускать стерильных комаров-самцов в труднодоступные районы.
«В будущем предполагается, что взрослые комары облучаются, когда они уже упакованы в кассеты, которые могут быть отправлены через курьерские службы для освобождения мест», — сказал Бойер. «Эти кассеты будут загружаться непосредственно в дроны для выпуска, устраняя необходимость в центре выпуска».
В Бразилии исследователи оценили свою систему выпуска комаров, используя беспилотник, который весит приблизительно 12 кг. Однако в своих следующих исследованиях они планируют разработать меньший прототип БПЛА, который весит 900 г, соответствует европейской категории дронов C1, может принимать 200 г полезного груза комаров (~ 30 000 особей) и может летать до 15 минут над городскими районами. ,
«Еще одной проблемой для широкомасштабного применения SIT против комаров является использование более экономичных технологий сортировки пола», — сказал Бойер. «Это важно для предотвращения массового разведения самок комаров, поскольку они кусают и передают болезни. МАГАТЭ в партнерстве с ФАО и в сотрудничестве с другими партнерами разрабатывает технологию для решения этой проблемы, и в ближайшее время запланированы некоторые испытания». «