Morfologie je studium formy a struktury organismů, včetně jejich fyzických charakteristik, jako je tvar, velikost a uspořádání částí. Morfologie je klíčem k taxonomii, vědě o klasifikaci organismů, protože vědci používají morfologii k identifikaci a studiu druhů a také pro zkoumání evolučních procesů.
Identifikace druhů je náročná – dokonce i u velkých zvířat a rostlin, říká ekolog státní univerzity v Utahu Norah Saarman.
Snažit se vizuálně identifikovat různé druhy v malých organismech, jako jsou komáři, je nesmírně obtížné, protože druh je velmi podobný a jejich části těla jsou tak malé. I při zvětšení a tréninku jsou úsilí o přesnou identifikaci konkrétního druhu často neprůkazné. “
Norah Saarman, Utah State University Ecolog
Přesná identifikace je však zásadní při pokusech o identifikaci vektorů onemocnění a jak ovládat jejich šíření.
Za tímto účelem získal Saarman, odborný asistent na Katedře biologické a ekologické středisko USU, od amerického výzkumného fondu pro komáři asociaci vektorů AI pro komáři ve výši 54 000 USD pomocí technologie AI založených na počítačovém vidění AI.
Utah není mezi nejhoršími americkými státy pro komáry, přesto se různými druhy dělají doma ve stavu úlu. Mezi těmito otravnými letáky je komár v severním domě, Culex Pipienskterý může šířit virus West Nile a St. Louis encefalitida u lidí, jakož i ptačí malárie u ptáků a srdeční choroby u psů.
Novější až severní Utah je komár jižního domu, Culex quinquefasciatustaké známý jako „Quinx“, který je velmi podobný Culex Pipiensje vektor pro mnoho stejných onemocnění a je lepší šířit virus West Nile. Quinx byl poprvé identifikován v jižním Utahu v 50. letech 20. století, ale v posledních letech se dostal do oblasti Salt Lake City.
„Komáři z Southern House jsou účinnějším vektorem viru West Nile virus, protože s větší pravděpodobností kousají savce a přenášejí virus z ptáků na savce,“ říká Saarman. „Jsou také problémem veřejného zdraví, protože je známo, že jsou schopnější vyvíjet se odolnost vůči běžně používaným insekticidům.“
Kromě toho se Quinx chová s komárem Northern House a produkuje hybridní populace.
„Potřebujeme lepší identifikační nástroje pro sledování populací tohoto hmyzu spolu s hybridními populacemi vyplývajícími z prokládání,“ říká Saarman.
Dlouho spolupracovala s okresem pro snižování komárů Salt Lake City a ministerstvem zdravotnictví a lidských služeb v Utahu, aby studovala a sledovala populace komárů. S komáry shromážděnými a dodávanými těmito entitami Saarman a její členové týmu rafinují metody identifikace druhů morfologickými technikami a testováním DNA. Tyto metody kombinují s nástroji strojového učení dodávaného průmyslovým spolupracovníkem VecTech, Inc., aby vyvinuli metodu AI pro identifikaci druhů se zvýšenou účinností, přesností a nákladovou efektivitou.
„Sledování komárů a ohnisek onemocnění je náročné, protože populace komárů rostou a padají po celou sezónu a pohybují se a rychle se přizpůsobují měnícím se podmínkám,“ říká. „Když se Utah stává stále více urbanizovanými, komáři se hrnou k přivítání stanovišť, jako jsou povodí po odkupu bouří, neúmyslně vytvořené lidským vývojem.“
Komáři potřebují pro přežití alespoň dvě věci: krev od hostitelů obratlovců a vody. Zkuste, jak byste se mohli těmto hmyzem vyhnout, vaše lidská krev a vaše zvířecí společníci, včetně psů, koček a kuřat, spolu s dalšími divokými zvířaty přitahovanými lidskými stanovištěmi, jako jsou veverky, krysy, myši a ptáci – a také vaše návyky lidské vodě – jsou neodolatelné.
Saarman říká, že ženské komáři vyžadují krevní jídlo od člověka, zvířete nebo ptáka, aby poskytly energii potřebnou k úspěšné položení vejců přímo na vodě nebo v jeho blízkosti. Dokonce i ve vyprahlých oblastech, chytání povodí a bouřkových odtoků, nainstalovaných tam, kde lidé sídlí a navrhli se sbírat odtok z potoků, potoků a zavlažování, vytvořili ideální šlechtitelské stanoviště pro larvy komárů.
„Považujeme Utah jako na suchý stav a předpokládáme, že naše horká léta vyschne sdruženou vodu, přesto však nějaká infrastruktura vytváří nádrže stojaté vody – tak malé, že byste si nemysleli, že jsou problémem – to je pro komáře správné,“ říká.
Městští manažeři používají larvicid, včetně Bacillus SpaericusChcete -li rychle vymazat larvy komárů, než se objeví, aby našli krve hostitele, je však rozhodující použití.
„Tyto larvicidy jsou obecně bezpečné pro lidi, hospodářská zvířata, domácí zvířata a necílový hmyz v řízených dávkách,“ říká Saarman. „Ale larvy komárů vyvíjejí vůči nim odpor. Schopnost sledovat úroveň odporu, ve kterém se dochází k druhu a kde se odehrává, je výzvou pro řízení. Schopnost přesně a rychleji identifikovat druhy pomůže této výzvě.“
Utah uvedl u lidí 14 případů viru West Nile, což vedlo k smrti, v roce 2024, což by se mohlo zdát malému počtu.
„Ministerstvo zdravotnictví a lidských služeb v Utahu hlásí ve státě v průměru 25 lidí ročně a neměli bychom přehlížet nárůst 158 případů zaznamenaných během akce s vysokým přenosem v létě 2008,“ říká Saarman. „I v letech s několika případy je virem West Nile vážným neuroinvazivním onemocněním, které může postupovat k nebezpečným a přetrvávajícím komplikacím, včetně meningitidy, encefalitidy a akutní ochablé paralýzy.“
Ona a její tým se zaměřují na prevenci onemocnění přenášené vektorem v nejbezpečnějších, nejúčinnějších a ekologičtějších způsobech.
„To znamená, že musíme vědět, s jakým druhem jednáme a patogeny, které jsou nakaženy co nejdříve,“ říká Saarman. „Síla AI nám to pomůže.“
