Przez tysiące lat ludzie dzielili swoje łóżka z pasożytami krwiopijnymi. Starożytni Grecy narzekali na pluskwy, podobnie jak Rzymianie. Kiedy zgasną światła dla osób cierpiących dziś na tę pasożytniczą inwazję, spod materaca lub za łóżkiem pełznie do 150 000 owadów wielkości ziarna ryżu (chociaż średnie zarażenia to około 100 owadów). Chociaż pluskwy są jednym z niewielu pasożytów, które żyją blisko ludzi, ale nie przenoszą poważnej choroby, powodują u niektórych swoich ofiar paskudne czerwone wysypki, nie wspominając już o psychologicznym przerażeniu wiedząc, że twoje ciało staje się bufetem dla pełzających krwiopijców po zmroku.
W latach 40. XX wieku ten odwieczny pasożyt został w większości wyeliminowany z domów i hoteli w krajach rozwijających się. Ale około 1995 roku pluskwy pluskwy znów się odwróciły. Plagi zaczęły wybuchać zemstą. Kierownicy szkodników i naukowcy nie są pewni, co się dokładnie wydarzyło, ale mogła to być kombinacja osób podróżujących częściej i zwiększających ich szanse na spotkanie z pluskwami w zaniedbanych motelach lub zainfekowanych mieszkaniach; pluskiew wzmacniających ich odporność na powszechne pestycydy; i ludzi po prostu osłaniających się przed nieznanymi teraz pasożytami.
Duże miasta, takie jak Nowy Jork, szczególnie ucierpiały w wyniku tego odrodzenia. Od 2000 r. New York Times opublikował dziesiątki artykułów dokumentujących trwającą plagę pluskiew, z nagłówkami takimi jak „Nawet Departament Zdrowia”. Nie jest bezpieczny przed pluskwami i przynoszeniem do filmów własnej plastikowej osłony siedzenia.
Jak zauważyło wielu nieszczęsnych Nowojorczyków, wykrycie ukrytych pluskiew jest tylko pierwszym krokiem, który zwykle zamienia się w długą, desperacką walkę o eliminację. Większość ludzi musi łączyć zarówno pestycydy, jak i niechemiczne metody czyszczenia mieszkań. Oprócz zalewania mieszkania i jego zawartości pestycydami, obejmuje to także wyrzucenie wszystkich mebli, na których żyją robale (materace przy ulicach Nowego Jorku z napisem „BEDBUGS!” Na nich wypisanym nie są niczym niezwykłym), fizycznie usuwając ciała zatrutych owadów, narażając dom na ekstremalne upały lub zimno, a nawet wynajmując psa węszącego pluskwę. Czasami po tylu nieprzespanych nocach i dniach skrupulatnego przeczesywania pęknięć między materacem a prześcieradłem lub przeszukiwania poduszek na poduszki, mieszkańcy po prostu podnoszą ręce, wyprowadzają się i zaczynają życie od nowa.
Uznając ten ciągły problem, naukowcy stale próbują wymyślić nowe metody szybkiego i skutecznego zabijania szkodników. Najnowsza technika, opisana dzisiaj w Journal of the Royal Society Interface, czerpie wskazówki z matki natury i historii. Przez lata mieszkańcy Bałkanów w Europie Wschodniej wiedzieli, że liście fasoli wychwytują pluskwy pluskiew, niczym naturalny papier muchowy. W przeszłości osoby cierpiące na inwazję rozsypywały liście na podłodze otaczającej łóżko, a następnie zbierały poranną zieleń i niszczyły ją. W 1943 r. Grupa badaczy zbadała to zjawisko i przypisała je mikroskopijnym włoskom roślin zwanym włosieniami, które rosną na powierzchni liści, oplatającym nogi owadów. Zapisali swoje odkrycia w „Działaniu liści fasoli na pluskwę”, ale II wojna światowa odwróciła uwagę od papieru i skończyło się na tym, że nie poświęcali uwagi swojej pracy.
Odkrywając na nowo ten zapomniany klejnot badawczy, naukowcy z University of California, Irvine i University of Kentucky postanowili dokładniej udokumentować, w jaki sposób fasola tworzy tę naturalną pułapkę pluskiew i, potencjalnie, w jaki sposób można ją wykorzystać do poprawy wysiłków związanych z usuwaniem pluskiew. „Zmotywowaliśmy nas do zidentyfikowania zasadniczych cech mechaniki wychwytywania liści fasoli, aby pokierować projektowaniem i produkcją powierzchni biomimetycznych do wychwytywania owadów”, piszą w swoim artykule.
Obrazy nóg pluskiew (żółte) na powierzchniach liści fasoli z zaczepionymi włoskami (zielone). (Zdjęcie skaningowego mikroskopu elektronowego z The Royal Society) Użyli skaningowego mikroskopu elektronowego i wideo, aby wyobrazić sobie, jak rzęsistki na liściach zatrzymują pluskwy na swoich wygłodniałych śladach. Wydaje się, że zamiast zaplątania przypominającego rzep, jak sugerowali autorzy z 1943 r., Liście wbijają się w stopy owadów jak gigantyczne kolce, fizycznie wbijając szkodniki.
Wiedząc o tym, badacze zastanawiali się, czy mogliby ulepszyć tę metodę jako sposób leczenia infestacji pluskiew, ponieważ pozostawia się suche i nie można go powiększać do większych rozmiarów. „To fizyczne uwięzienie jest źródłem inspiracji w opracowywaniu nowych i zrównoważonych metod kontrolowania rosnącej liczby pluskiew”, piszą.
Użyli świeżych liści fasoli jako szablonu do mikrodrukcji produkowanych powierzchni, które dokładnie naśladowały liście. Aby to zrobić, stworzyli ujemne formowanie liści, a następnie wlano je do polimerów o podobnym składzie materiałowym ścian komórkowych żywej rośliny.
Wytwarzanie powierzchni biomimetycznych (d i e) z liści fasoli (b i c). (1–3) Negatywny materiał formujący wylewa się na powierzchnię liścia i wywiera nacisk. (4–6) Liść jest usuwany, a negatywna pleśń jest wypełniona dodatnim materiałem repliki. (7) Forma ujemna jest usuwana z repliki. (Zdjęcie z Royal Society) Następnie zespół pozwolił pluskwom przejść przez syntetyczne liście, aby sprawdzić ich skuteczność w porównaniu z prawdziwą okazją. Sfabrykowane liście porywały robale, ale nie utrudniały ruchów owadów tak skutecznie, jak żywe rośliny. Ale początkowe wyniki nie zniechęcają badaczy. Planują kontynuować pracę nad problemem i ulepszać swój produkt, dokładniej włączając właściwości mechaniczne żywych rzęsistek. Optymistycznie podsumowują:
Dzięki licznym populacjom pluskiew na całym świecie i powszechnej odporności na pestycydy, techniki mikrowłókien o inspiracji bioinżynieryjnej mogą potencjalnie wykorzystać moc naturalnych powierzchni liści, która porywa robaki, przy użyciu środków czysto fizycznych.
