夏天蚊子擾民？現在手機就能參與滅蚊

編者按：夏天，最讓人煩惱的事情之一就是蚊子了。對我們來說，蚊子還只是煩人而已，而在那些貧困地區，蚊子所傳染的疾病能造成千千萬萬人的死亡。最近，科學家想到了一個相對簡單卻有效地追蹤蚊子的方法，通過手機來檢測蚊子的種類了。

靈感

週五晚間，Haripriya Mukundarajan正在試圖記錄蚊子翅膀發出的煩人的嗡嗡聲。

想與蚊子以及他們所攜帶的疾病作鬥爭，你就必須要知道它們是誰，從哪裡來，現在在哪裡。在逮捕、計數和識別昆蟲的問題上，我們做過很多無用功。Mukundarajan發現了一種更簡單的方法。 蚊子通過拍打翅膀讓自己飛翔，同時發出了惱人的聲音。如果可以找到一種簡單的跟蹤聲音的方法，就可以發明一種簡單的蚊子探測器。於是，在斯坦福大學的實驗室，她的導師Manu Prakash與她一起，用他們借來的高性能麥克風進行了世界上最無聊的錄音會議。

突然她的手機響了。

聽到手機鈴聲的那一刻，她突然有了一個想法，手機是否也可以檢測蚊子的嗡嗡聲。於是她把手機放進籠子裡，發現手機像高級麥克風一樣好用。她說：“我們意識到，人們的口袋裡就裝有蚊子探測器。”

蚊子的嗡嗡聲不僅揭示了它的存在，也揭露了它的身份。每個物種似乎都以自己獨特的音調嗡嗡作響，Mukundarajan和Prakash已經證明，手機麥克風的解析度足以用於對昆蟲的分類。他們已經在Shazam為蚊子的聲音創造了數位指紋。Prakash說：“我告訴人們世界上有3500種蚊子，他們大笑不已。對他們來說，這只是一隻蚊子。如果我們要正確對待這些疾病，我們首先要改變這種觀念。”

在貧困國家，蚊子傳播的疾病尤為盛行。科學家們通常會在特定村莊的幾棟房屋內設置陷阱來監測昆蟲。經驗豐富的技術人員需要在顯微鏡下識別，然後對昆蟲進行篩選。由此產生的資料是很珍貴、來之不易的，但也是有限的。格拉斯哥大學的希瑟·弗格森（Heather Ferguson）說：“開發易於使用、低成本的大規模蚊蟲監控系統需求巨大，且需求越來越多。”他認為Mukundarajan可能找到了一個。“這是一個非常有創意的解決方案。”

手機聲音雷達追蹤蚊子

全球有52億手機用戶。世界上受蚊蟲叮咬最嚴重的地區：非洲，亞洲和拉丁美洲的手機用戶市場正在蓬勃發展。並且Mukundarajan證實，即使是“我們曾經在中學時代使用的老式翻蓋手機”也可以準確記錄實驗室中昆蟲的聲音。“這讓我們相信，手機監控可能真的會成為全球蚊子跟蹤的解決方案。”

在疾病控制和預防中心（CDC），Mukundarajan將她更新後的翻蓋手機帶入了蚊子孵化場，並記錄了能夠攜帶19種疾病的蚊子的聲音。在大多數情況下，僅通過聲音就可以識別它們。但在兩個物種相似的情況下，時間和地點將提供重要的線索。例如，攜帶瘧疾的甘比亞按蚊與攜帶寨卡病毒的埃及伊蚊的音調重疊。但前者會在晚上進行叮咬，而後者則是在白天。這麼多蚊子中，只有幾對物種無法區分。但是即使像埃及伊蚊和白紋伊蚊這樣非常相似的蚊子，也很容易分辨。

如果距離太遠，手機則無法記錄。您只能成功記錄距手機5釐米以內的蚊子。這樣的話，手機識別蚊子看來就不可行了。但，實際上你不需要在空中追逐盤旋飛行的蚊子。 “你發現一隻蚊子，等著它停下來，把手機靠近，”Prakash說。 “我們只需要蚊子飛走那一瞬間的嗡嗡聲。”

Prakash團隊在該領域取得了成功。即使每只蚊子的音調隨著年齡、大小和健康狀況的變化而改變，這些改變也不會大到影響個體飛行的頻率範圍。這樣說吧：一些蚊子可能天生是女高音，其他的可能天生是男高音，但每個蚊子都有完整的發聲範圍。這意味著Mukundarajan可以成功地將野生的自由飛行的昆蟲與她在CDC建立的資料庫進行匹配。

全民參與

其他人也可以做到。她和Prakash招募了一批志願者來測試他們的技術。在加利福尼亞州的大盆地紅杉州立公園，一個由13名徒步旅行者組成的團隊。使用他們的手機，在短短3個小時內就記錄了大約125只蚊子的聲音。該團隊在馬達加斯加的拉諾馬法納（Ranomafana）村內的一條繁忙的街道上重複了這項活動。 “這些都是志願者新手，”Prakash說。“我只培訓了他們半小時，然後讓他們自己記錄。這是為了證明：每個人都能夠記錄蚊子的聲音。”

這是Prakash最喜歡的事情。我以前談到過他的廉價折疊顯微鏡Foldscope。一個可以用一張紙折疊起來的、1美元的口袋顯微鏡。以及他的紙制離心機Paperfuge。一個以兒童玩具為模型的20美分的設備。甚至可以取代體積龐大、昂貴的實驗室離心機。由於這些發明，Prakash在2016年獲得了令人垂涎的625000美元的麥克亞瑟天才補助金。所以，將手機變成蚊子檢測器只是他想將科學帶給大眾的一個小專案。

該小組已將一份描述他們工作的文件上傳到了bioRxiv伺服器上，並將其交給了其他同行進行評議。在此期間，Ferguson指出，該技術尚未完全準備好。該團隊需要證明，他們可以在許多蚊子同時飛行、並且背景嘈雜的情況下，分辨出所有的蚊子。但她補充說：“如果有一個有效的、以電話為基礎的、測量蚊子活動的工具，我確信自己和很多同事會非常樂於使用它。”

其他科學家也採取了類似的做法。牛津大學的瑪麗安娜•辛卡（Marianne Sinka）正在設計一種可以遠距離檢測蚊子的聲學感測器。她說：“讓人們和科學家們跟在蚊子後面追逐，會引起巨大的抽樣誤差。他們無法捕獲許多在室內和睡眠時咬人的蚊子，尤其是一些瘧疾載體。”

Sinka還注意到，一些手機不適合捕捉蚊子的聲音，因為他們的軟體刪除了一部分關鍵的音程。她說：“最終，準確的監視是至關重要的。如果這些人可以成功建立一個全民參與的科學項目，讓我們可以準確監視，那就最好不過了。”

翻譯來自：蟲洞翻翻 譯者ID：王煒 編輯：郝鵬程

（發佈/韋康）