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圖片來源：Pixabay

在2016年的一次日食期間，瑞典隆德大學(xué)（Sweden's Lund University）的研究人員帶領(lǐng)一個(gè)小組將一束紅外激光投射到坦桑尼亞黑暗的天空中，以測(cè)量昆蟲對(duì)這種不同尋常的昏暗燈光的反應(yīng)。此后，小組持續(xù)監(jiān)視了四天五夜。這種基于激光的系統(tǒng)被稱為激光雷達(dá)，在此期間共檢測(cè)到300,000多只昆蟲。

這其中的大部分是世界上最致命的昆蟲之一：一種蚊子，攜帶著每年可導(dǎo)致五十萬人因瘧疾死亡的寄生蟲。在這種蚊子大量出沒的早上和晚上，研究人員監(jiān)測(cè)了每天幾乎完全相同時(shí)段飛行的昆蟲。他們發(fā)現(xiàn)，日食引來了大量蚊子。該結(jié)果表明，在自然界中，是光照水平而不是晝夜規(guī)律決定了蚊子的活動(dòng)。更重要的是，該研究還證明了激光雷達(dá)在評(píng)估瘧疾風(fēng)險(xiǎn)、提出預(yù)防措施以及幫助收集昆蟲學(xué)數(shù)據(jù)方面的潛力。該研究發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》雜志。

該研究的第一作者、隆德大學(xué)的物理學(xué)家Mikkel Brydegaard說：“這項(xiàng)研究標(biāo)志著首次可以在自然環(huán)境中對(duì)多種不同類型的昆蟲進(jìn)行分類?！?/p>

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該研究測(cè)試了Brydegaard發(fā)明的一種昆蟲激光雷達(dá)，該激光雷達(dá)在世界范圍內(nèi)已投入使用。在他的系統(tǒng)中，每只飛過激光雷達(dá)光束的昆蟲都會(huì)將光反射回望遠(yuǎn)鏡，這種光被稱為反向散射光，分析這種光可以得到昆蟲震動(dòng)翅膀的頻率，使研究人員能夠確定飛過光束的昆蟲的數(shù)量和種類。該團(tuán)隊(duì)能夠識(shí)別蚊子、飛蛾、蒼蠅和蠓蟲，甚至可以區(qū)分雄性和雌性蚊子。

與瘧疾作斗爭(zhēng)的科學(xué)家通常使用物理誘捕器捕獲處于不同生命階段的蚊子，然后在實(shí)驗(yàn)室中分析它們及其基因。但是這種方法既耗時(shí)又昂貴，并且不允許科學(xué)家們?cè)u(píng)估一段時(shí)間內(nèi)的種群數(shù)量，也不能評(píng)估噴灑藥物或采取其他控制措施的效果。

圖片來源：Thomas Fuchs

新澤西理工學(xué)院（New Jersey Institute of Technology）的物理學(xué)家Benjamin Thomas說：“使用這種激光雷達(dá)，就可以在日食時(shí)或者平時(shí)以更高的精度追蹤昆蟲的種群數(shù)量。這可以觀察到成千上萬的昆蟲，最終為我們監(jiān)控這些種群敞開了大門?！?他沒有參與該項(xiàng)研究，但是越來越多的使用激光雷達(dá)研究昆蟲學(xué)的科學(xué)家中的一員。

科學(xué)家們表示，激光雷達(dá)裝置可以提高瘧疾風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，就像氣象站可以預(yù)告即將來臨的暴風(fēng)雨一樣。跟蹤蚊子只是該技術(shù)的一種應(yīng)用，Brydegaard說，它還可以用于檢測(cè)傳粉昆蟲的多樣性，或監(jiān)測(cè)農(nóng)場(chǎng)和保護(hù)區(qū)中的害蟲。