כלי סימולציה חדש של NCSU יכול לעזור להילחם במזיקים, התקפות מחלות על יבולים, יערות
תאריך פרסום:מאת לורה אוליאץ'
חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה פיתחו כלי הדמיית מחשב כדי לחזות מתי ואיפה מזיקים ומחלות יתקפו יבולים או יערות, וגם לבדוק מתי ליישם חומרי הדברה או אסטרטגיות ניהול אחרות כדי להכיל אותם.
"זה כמו שיש לך חבורה של כדורי ארץ שונים להתנסות בהם כדי לבדוק איך משהו יעבוד לפני שמבזבזים את הזמן, הכסף והמאמץ לעשות את זה", אמר המחבר הראשי של המחקר כריס ג'ונס, חוקר מחקר באוניברסיטת צפון קרוליינה סטייט המרכז לניתוח גיאו-מרחבי.
ביומן גבולות באקולוגיה וסביבה, חוקרים דיווח על מאמציהם לפתח ולבדוק את הכלי, שהם כינו "PoPS", עבור פלטפורמת חיזוי התפשטות המזיקים או הפתוגנים. עבודה עם שירות הפיקוח על בריאות בעלי החיים והצומח של משרד החקלאות האמריקאי, הם יצרו את הכלי לחזות כל סוג של מחלה או פתוגן, לא משנה המיקום.
מערכת המודלים הממוחשבים שלהם פועלת על ידי שילוב מידע על תנאי אקלים המתאימים להתפשטות של מחלה או מזיק מסוים עם נתונים על היכן נרשמו מקרים, קצב הרבייה של הפתוגן או המזיק וכיצד הוא נע בסביבה. עם הזמן, המודל משתפר כאשר מנהלי משאבי טבע מוסיפים נתונים שהם אוספים מהשטח. משוב חוזר זה עם נתונים חדשים עוזר למערכת החיזוי להשתפר בניבוי התפשטות עתידית, אמרו החוקרים.
"יש לנו כלי שניתן להעביר לידיו של משתמש לא טכני כדי ללמוד על דינמיקה וניהול של מחלות, וכיצד החלטות ניהול ישפיעו על התפשטות בעתיד", אמר ג'ונס.
הכלי נחוץ מכיוון שסוכנויות מדינתיות ופדרליות המופקדות על שליטה במזיקים ומחלות יבול מתמודדות עם מספר הולך וגדל של איומים על יבולים, עצים ומשאבי טבע חשובים אחרים. מזיקים אלו מאיימים על אספקת המזון והמגוון הביולוגי ביערות ובמערכות אקולוגיות.
"הבעיה הגדולה ביותר היא המספר העצום של מזיקים ופתוגנים חדשים שמגיעים", אמר ג'ונס. "לסוכנויות מדינתיות ופדרליות המופקדות על ניהולן יש תקציב הולך ופוחת לבזבז על מספר הולך וגדל של מזיקים. הם צריכים להבין איך להוציא את הכסף הזה בצורה חכמה ככל האפשר".
כבר, חוקרים השתמשו ב-PoPS כדי לעקוב אחר התפשטותם של שמונה מזיקים ומחלות שונות. במחקר, הם תיארו חידוד המודל למעקב מוות אלון פתאומי, מחלה שהרגה מיליוני עצים בקליפורניה מאז שנות ה-90. זן חדש ואגרסיבי יותר של המחלה זוהה באורגון.
הם גם משפרים את המודל למעקב פנס מנומר, מזיק פולשני בארצות הברית שפוגע בעיקר בסוג פולשני מסוים של עץ המכונה "עץ גן עדן". זבוב מנוקד פוגע בגידולי פירות בפנסילבניה ובמדינות השכנות מאז 2014. הוא יכול לתקוף גידולי ענבים, תפוחים ודובדבנים, כמו גם שקדים ואגוזי מלך.
החוקרים אמרו שכמו שמטאורולוגים משלבים נתונים במודלים כדי לחזות מזג אוויר, מדענים אקולוגיים משתמשים בנתונים כדי לשפר את החיזוי של אירועים סביבתיים - כולל התפשטות מזיקים או פתוגנים.
"יש תנועה באקולוגיה לחיזוי תנאי סביבה", אמרה מייגן סקריפ, מחברת שותפה למחקר ומתקשרת מדעית במרכז לניתוח גיאו-מרחבי. "אם נוכל לחזות את מזג האוויר, האם נוכל לחזות היכן תהיה פריחת אצות, או אילו מינים יהיו באזורים מסוימים בזמנים מסוימים? מאמר זה הוא אחת ההדגמות הראשונות של ביצוע פעולה זו להפצת מזיקים ופתוגנים."
המחקר, "חיזוי איטרטיבי של פלישות עם PoPS וקצת עזרה מהחברים שלנו", פורסם ב-3 ביוני 2021 בכתב העת גבולות באקולוגיה וסביבה. הוא נכתב על ידי כריס ג'ונס, שאנון ג'ונס, אנה פטרסובה, ואצלב פטרס, דבון גאידוס, מייגן סקריפ, יו טאקוצ'י, קווין ביגסבי ורוס מיינטמייר. הוא מומן חלקית על ידי הקרן הלאומית למדע כחלק מתוכנית ה-NSF-NIH Ecology and Evolution of Infectious Diseases Program, כמו גם Google Cloud ו-NVIDIA.
מקור מקורי: WRAL TechWire