物理科技生物学-PHYICA

科学家使用机器学习方ABP-592法来追踪携带疾病的蚊子

生物 2022-10-11 00:03:08

犹他州立大学 一只雌性埃及伊蚊从人类宿主那里获得了一份血粉

犹他州立大学生物学家诺拉·萨尔曼与加州大学戴维斯分校和耶鲁大学的同事一起,正在研究该物种的景观连通性,这是登革热、基孔肯雅病毒和寨卡病毒在人类中传播的主要媒介

信用:疾病预防控制中心詹姆斯·加坦尼 犹他州立大学生物学家诺拉·萨尔曼说:“你可能不喜欢蚊子,但它们喜欢你。”

你领导的地方,他们就会跟随

除了令人讨厌的叮咬和嗡嗡声,一些蚊子还携带有害的疾病

埃及伊蚊,即所谓的黄热病蚊子,是萨尔曼及其同事最近一项研究的主题,是导致登革热、基孔肯雅病和寨卡病以及黄热病的病毒在人类中传播的主要媒介

“埃及伊蚊是一种入侵北美的物种,已经在美国东部广泛传播,”密歇根州立大学生物系和密歇根州立大学生态中心的助理教授萨尔曼说,他的研究重点是进化生态学和种群基因组学

“我们正在检查这个物种适应新环境和扩大范围时的基因连接性

" 在2021年2月22日出版的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,萨尔曼与加州大学的埃夫林·普莱斯(Evlyn Pless)、戴维斯(Davis)和杰弗里·鲍威尔(Jeffrey Powell)、耶鲁大学的安达lgisa Caccone和朱塞佩·阿马图利(Giuseppe Amatulli)一起,发表了用机器学习方法绘制景观连通性的发现

该团队的研究得到了美国国立卫生研究院的支持

“我们对这种方法感到兴奋,它使用随机森林算法,使我们能够克服经典空间模型的一些限制,”萨尔曼说

“我们的方法结合了机器学习框架和整合遗传和环境数据的迭代优化过程的优势

" 在它的故乡非洲,埃及伊蚊是一种森林居民,在无人居住或几乎没有人类居住的地方生存

这种蚊子后来专门以人类为食,并在受人类影响的地区繁殖,喜欢垃圾堆、散落的公路和灌溉良好的花园

“使用我们的机器学习模型和美国国家航空航天局提供的卫星图像,我们可以将这些空间数据与我们已经收集的遗传数据结合起来,深入研究这些蚊子的非常具体的运动,”萨尔曼说

“例如,我们的数据揭示了它们对人类运输网络的吸引力,表明植物苗圃等活动无意中将这些昆虫运输到了新的地区

" 政府官员和土地管理者曾经依靠杀虫剂,包括滴滴涕来驱赶讨厌的蚊子

“正如我们现在所知,这些杀虫剂造成了环境危害,包括对人类的危害,”她说

“与此同时,蚊子对我们发现对环境安全的杀虫剂产生了抗药性

这就产生了一个挑战,这个挑战只能通过更多关于蚊子生活在哪里以及它们如何活动的信息来解决

" 萨尔曼补充说,这些强壮的幸存者不仅适应不同的食物来源和抵抗杀虫剂,他们还适应不同的温度,这使他们能够扩展到更冷的范围

目前抑制携带疾病的蚊子的方法集中在生物技术解决方案上,包括尖端的基因改造

“我们希望我们正在开发的工具能够帮助管理人员找到有效的方法来保持蚊子数量足够少,以避免疾病传播,”萨尔曼说

“虽然本地物种在食物链中发挥着重要作用,但埃及伊蚊等入侵物种构成了重大的公共健康风险,需要我们保持警惕

"

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