Door de trillingsgevoelige antennes van muggen te bestuderen, hopen wetenschappers nieuwe manieren te vinden om aardbevingen en tsunami’s tijdig aan het licht te brengen.
Zzzz… Niets is vervelender dan midden in de nacht opgeschrikt worden door akelig gezoem rond je oren. Muggen staan dan ook bekend als een van de meest gehate dieren uit de natuur. Ze zijn niet alleen hinderlijk door hun jeukende beten en gezoem, maar ze kunnen ook gevaarlijke ziektes zoals malaria, dengue en het Zika-virus verspreiden. Toch blijkt uit een nieuwe studie dat we deze irritante insecten misschien ook in ons voordeel kunnen inzetten.
Muggen
Een team wetenschappers van de Purdue University werkt momenteel hard aan het reconstrueren van de antennes van muggen, om zo meer te leren over hun gevoeligheid voor trillingen. Als het onderzoek zijn vruchten afwerpt, kan het de manier waarop we natuurrampen zoals aardbevingen en tsunami’s detecteren flink verbeteren. “We staan nog aan het begin, maar we zijn behoorlijk optimistisch dat we in ieder geval veel waardevolle inzichten zullen opdoen”, aldus onderzoeker Pablo Zavattieri.
Antennes
Hoewel muggen geen traditionele oren hebben, gebruiken ze hun antennes om zich in hun omgeving te oriënteren en belangrijke geluiden te onderscheiden van het constante gezoem van hun eigen vleugels. Door de antennes van muggen te analyseren – vooral de structuur en vorm van de sensorische haartjes – hebben de onderzoekers al waardevolle inzichten opgedaan in hoe deze aanpassingen de geluidsgevoeligheid en selectieve reacties op omgevingssignalen verbeteren. “Met geavanceerde micro-CT-beelden hebben we uiterst precieze modellen gemaakt”, legt onderzoeker Phani Saketh Dasika uit. “Daaruit blijkt dat de structuur van muggenantennes hen in staat stelt om geluiden van verschillende soorten en geslachten te herkennen, zelfs met hun eigen vleugelslag op de achtergrond. We ontdekten ook dat muggenantennes een breder bereik van geluiden kunnen horen dan we dachten, al gebruiken ze niet alle frequenties actief.”
Akoestische sensoren
De bevindingen van het team bieden belangrijke inzichten over de mogelijkheid om de antennes van muggen te gebruiken bij het ontwerpen van akoestische sensoren. “Door te kijken naar hoe de antennes van verschillende muggensoorten reageren – soorten die geluid gebruiken om partners te vinden of kikkers te lokaliseren – ontdekten we welke kenmerken hun gehoorgevoeligheid beïnvloeden”, vertelt co-auteur Ximena Bernal. “Het begrijpen van hoe deze antennes werken, is de eerste stap in het ontwikkelen van akoestische sensoren die op hun gevoeligheid geïnspireerd zijn.”
Natuurrampen
Het betekent dat de manier waarop muggen horen, wel eens nieuwe methodes zou kunnen opleveren om natuurrampen te detecteren. “Het gebruik van natuur als inspiratie om wetenschappelijk onderzoek vooruit te helpen, is altijd een belangrijk principe van de techniek geweest”, aldus de onderzoekers.
Geluidsisolerende materialen
Hoewel het al geweldig zou zijn als we van muggen kunnen leren hoe we beter aardbevingen en tsunami’s kunnen detecteren, is er nog veel meer mogelijk. “Op maatschappelijk vlak zouden de inzichten uit muggenantennes bijvoorbeeld kunnen helpen bij het ontwikkelen van slimme geluidsisolerende materialen”, zegt Zavattieri. Deze materialen zouden gebruikt kunnen worden voor geluidsdichte panelen in gebouwen, noise-canceling koptelefoons of zelfs apparaten voor akoestische camouflage. “Stel je voor: steden vol bio-geïnspireerde sensoren, alsof ze ‘grote oren’ hebben, die in staat zijn om specifieke geluiden op te pikken te midden van het stadse lawaai”, gaat Zavattieri verder. “In tijden van crisis, zoals aardbevingen of andere rampen, zouden deze sensoren van onschatbare waarde zijn, doordat ze zwakke noodsignalen snel detecteren en reddingsoperaties naar de juiste plek leiden.”
Het team richt zich momenteel op het reconstrueren van de antennes met 3D-printtechnologie, waarbij ze verschillende materialen en formaten testen om diverse frequenties te analyseren. Hoewel het onderzoek zich nog in een vroege fase bevindt, wijzen de eerste resultaten op veelbelovende toepassingen die zowel de wetenschap als de samenleving ten goede kunnen komen.
