Помимо надоедливых укусов и жужжания, некоторые комары переносят вредные заболевания. Aedes aegypti, так называемый комар желтой лихорадки, являющийся предметом недавнего исследования Саармана и его коллег, является основным переносчиком вирусов, вызывающих лихорадку денге, чикунгунью и Зика, а также желтую лихорадку у людей.
«Aedes aegypti – это инвазивный вид в Северной Америке, который стал широко распространен в восточной части Соединенных Штатов», – говорит Саарман, доцент кафедры биологии УрГУ и Экологического центра УрГУ, чьи исследования сосредоточены на эволюционной экологии и популяционной геномике. «Мы изучаем генетическую связь этого вида, поскольку он адаптируется к новым ландшафтам и расширяет свой ареал."
Вместе с Эвлином Плессом из Калифорнийского университета, Дэвисом и Джеффри Пауэллом, Андалгисой Какконе и Джузеппе Аматулли из Йельского университета Саарман опубликовал результаты применения машинного обучения к отображению взаимосвязанности ландшафтов в выпуске журнала Proceedings of the National Academy от 22 февраля 2021 года. наук (PNAS).
Исследование команды было поддержано Национальным институтом здоровья.
«Мы рады этому подходу, который использует алгоритм случайного леса, который позволяет нам преодолеть некоторые ограничения классических пространственных моделей», – говорит Саарман. «Наш подход сочетает в себе преимущества структуры машинного обучения и итеративного процесса оптимизации, который объединяет генетические и экологические данные."
В своей родной Африке Aedes aegypti был лесным жителем, питаясь ландшафтами, необитаемыми или малонаселенными людьми. С тех пор комар специализировался на питании людей и процветает в районах, пострадавших от человека, предпочитая груды мусора, замусоренные дороги и хорошо орошаемые сады.
«Используя нашу модель машинного обучения и спутниковые изображения, предоставленные НАСА, мы можем объединить эти пространственные данные с генетическими данными, которые мы уже собрали, чтобы детализировать очень специфическое движение этих комаров», – говорит Саарман. «Например, наши данные показывают их привлекательность к транспортным сетям для людей, указывая на то, что такие виды деятельности, как питомники растений, непреднамеренно доставляют этих насекомых в новые районы."
Государственные чиновники и землеустроители когда-то полагались на пестициды, в том числе ДДТ, для защиты от надоедливых комаров.
«Как мы теперь знаем, эти пестициды нанесли вред окружающей среде, в том числе людям», – говорит она. «В то же время у комаров вырабатывается устойчивость к пестицидам, которые, как мы сочли, безопасны для окружающей среды.
Это создает проблему, которую можно решить только путем получения дополнительной информации о том, где живут комары и как они передвигаются."
Саарман добавляет, что суровые выжившие не только приспосабливаются к различным источникам пищи и сопротивляются пестицидам, они также приспосабливаются к различным температурам, что позволяет им расширяться в более холодные области.
Современные методы борьбы с болезнетворными комарами сосредоточены на биотехнологических решениях, включая передовые генетические модификации.
«Мы надеемся, что разрабатываемые нами инструменты помогут менеджерам определить эффективные методы удержания популяций комаров достаточно небольшими, чтобы избежать передачи болезней», – говорит Саарман. "В то время как местные виды играют важную роль в пищевой цепочке, инвазивные виды, такие как Aedes aegypti, представляют значительный риск для здоровья населения, требующий нашего бдительного внимания."