Bönder i Sunshine State har sett sin del av förödande skadedjur. Det finns den invasiva asiatiska citruspsylliden (Diaphorina citri), en vektor för bakterier som orsakar den ökända citrusgrönningssjukdomen, som sliter genom statens apelsinlundar, kostar Florida uppskattningsvis 4,5 miljarder dollar i förlorad ekonomisk produktion och mer än 8, 000 jobb under bara en femårsperiod. Och om det inte vore illa nog, potatis/tomat psyllid (Bactericera cockerelli), så uppkallad för att bära på en sjukdom som förstör dessa grödor och andra, har setts på lastbilar som transporterar varor över Floridas gränser:ett angrepp som väntar på att hända.
För att stoppa ett sådant angrepp, hundratals statliga inspektörer i Florida kör fällor för att se vilka insekter som förs in i staten. De vanligaste psyllidövervakningsinsatserna använder klibbiga fällor gjorda med ett lim som kallas "tanglefoot". Klibbiga fällor kräver frekventa resor av inspektörer för att ta bort insekter, och ofta är proverna för skadade för att göra något meningsfullt molekylärt eller genetiskt arbete.
Men forskare använder nu 3D-utskriftsteknik för att bygga mycket mer komplicerade enheter.
"Dessa skrivare låter oss designa och skapa fällorna direkt. Det är mindre fördröjning mellan en idé och när något faktiskt görs, säger Tony Dickens, en tekniker vid FDACS. "Och nu kan vi försöka göra nästan vad som helst vi kan tänka oss."
"Dessa skrivare låter oss designa och skapa fällorna direkt. Och nu kan vi försöka göra nästan vad som helst vi kan tänka oss.'
Trevor Smith, FDACS-forskare och chef för 3-D-utskriftsprojektet, påpekar att klibbiga fällor inte innehåller något konserveringsmedel, vilket innebär att du behöver konstant insamling för att få användbar information om molekylär eller genetisk forskning. De nya 3D-tryckta fällorna verkar fungera bättre för sjukdomsövervakning eftersom insekterna kan återvinnas från en reservoar av konserveringsmedel. Detta innebär att forskare lättare kan testa förekomsten av bakterierna som orsakar citrusgrönning, Zebra chip och bladgrönande sjukdom.
"Fånga och hålla kvaliteten på insekten intakt, så att du kan isolera DNA och upptäcka patogenen, är superviktigt, säger Judith Brown, en växtvetenskapsprofessor vid University of Arizona. Brown forskar om både den asiatiska citruspsylliden och potatis/tomatpsylliden men är inte involverad i 3D-utskriftsprojektet.
"Du skulle vilja kunna ha ett mycket känsligt test för att veta exakt vilka psyllider som hyser de bakterierna och var de kommer ifrån, " hon säger. "Om du väntar tills du börjar se symtom i växten, då är det för sent. De har redan blivit smittade."
Förhoppningen är att dessa nya fällor ska ge mer riktad övervakning av psyllider, eftersom de också är designade för insektens biologi. Innan FDACS köpte skrivaren för mindre än ett år sedan, designen var ganska enkla "" till exempel, en cylinder med hål i toppen och en markis för att skugga hålen. Teamet arbetade också med nya mönster när de gjorde fällor för hand, vilket krävde att de sökte i olika butiker för att hitta befintligt material.
Nu, när fällan är ritad på en dator, någon trycker bara på print. Plasten placeras sedan lager-för-lager "" "som en varm limpistol, ” Dickens säger ”“ för att göra bitarna som kommer att bilda insektsfällan. De nya designerna inkluderar funktioner som falska grenar som lurar insekter. När en insekt klättrar längs de falska grenarna, den faller ner i ett av de små hålen på fällan och hamnar omedelbart i en pöl av konserveringsmedel. De 3D-printade fällorna fångar inte heller lika många oönskade insekter, så det läggs mindre tid på att sortera psylliderna från det totala draget.
"När du känner till målskadegörarens beteende, sedan kan du skräddarsy fällan efter insekten, säger Smith. "Det är halv konst, hälften biologi."
Teknikern Tony Dickens fäster en 3D-insektsfälla på ett träd. / Med tillstånd från Joshua Reid Carswell med Florida Department of Agriculture and Consumer Services.
USDA och delstaten Florida samfinansierar projektet. Smith säger att 3D-skrivaren, programvara och material för fällorna är "förvånansvärt prisvärda". Skrivarens pris var cirka $2300 och fällorna kostade $5 till $10 styck att tillverka. Den växande forskargruppen ”“ för närvarande ett team på fyra ”“ planerar att köpa en större skrivare i slutet av året.
De bästa fälldesignerna för psyllider testas i labbet och på Florida Citrus Arboretum i Winter Haven, Florida. Pilottesterna kommer att hjälpa till att bestämma insektssvar. Till exempel, fällan måste locka till sig psylliden för att komma in, men då får insekten inte kunna ta sig ut.
Form, Färg, ljus och kemikalier kan alla manipuleras för att locka till sig insekter. Just nu, fällorna är gula, eftersom färgen verkade fungera bra som ett psyllidattraherande medel med klibbiga fällor. Gruppen experimenterar också med LED-lampor i designen, använder olika färger och ljusstyrka. Psylliderna har en tendens att krypa uppåt från skugga till solljus, så ljus som skiner genom hålen inifrån cylindern kan hjälpa dem att falla i fällan. Andra oberoende forskargrupper undersöker också möjliga kemiska lockmedel för psyllider.
Resultaten av pilottesterna kommer att vara tillgängliga om några månader. När psyllidfällans design är spikad, forskarna hoppas kunna expandera till andra typer av invasiva insekter och kanske också samarbeta med en stor fällatillverkare för att producera deras design.
Psyllids kanske ännu möter sin match.
