Znajdź zawartość

Japońscy naukowcy z Centrum Badawczego Zaawansowanej Nauki i Technologii Uniwersytetu Tokijskiego chcą poznać mózgi owadów, by skonstruować sztuczny mózg, który będzie można programować do specyficznych zadań. Jeśli to się uda na ulicach mogą znaleźć się np. sztuczne muchy szukające laboratoriów produkujących narkotyki czy pszczoły-roboty, które w gruzach będą poszukiwały ofiar katastrof. Japoński zespół pracuje pod kierunkiem profesora Ryohei Kanzaki, który od 30 lat bada mózgi owadów i jest pionierem na polu badań hybryd owadów i robotów. Jego długoterminowym celem jest zrozumienie budowy mózgu człowieka, by można było odtwarzać uszkodzone neurony. Jednak, by to osiągnąć, musi najpierw poznać znacznie prostsze mózgi owadów. "Zakładając, że mózg to puzzle, możemy go skonstruować pod warunkiem, iż będziemy wiedzieli jak każdy z klocków jest zbudowany i gdzie powinien się znaleźć. W przyszłości możliwe będzie odtworzenie mózgu owada za pomocą obwodów elektronicznych. To z kolei da nam możliwość kontrolowania prawdziwego mózgu dzięki modyfikacji jego obwodów" - mówi profesor. Japończycy mają już na swoim koncie pierwsze poważne osiągnięcia. Prowadzili badania nad mózgami jedwabników. Samce tego gatunku z odległości ponad kilometra potrafią wyczuć feromony wydzielane przez samice. Zespół Kanzakiego tak zmienił połączenia pomiędzy neuronami, że mózgi reagowały na światło, a nie na feromony. Przeprowadzono też takie zmiany, wskutek których pojawiła się reakcja na feromony innych gatunków. Podczas jednego z eksperymentów jedwabnik... kierował samochodem. Owad został przymocowany do niewielkiego zdalnie sterowanego samochodu, a jego odnóża do swobodnie obracającej się kulki. Za pomocą feromonów skłaniano zwierzę, by skręcało w prawo lub w lewo. Naukowcy zauważyli, że owad błyskawicznie przystosowuje się do nowych warunków. Gdy kulkę skonfigurowano tak, by sterowanie nią dawało podobne uczucie, jak jazda samochodem z przedziurawioną oponą, owad szybko sobie poradził z nowymi warunkami i nauczył się prawidłowo skręcać. W bardziej zaawansowanym eksperymencie uczeni odcięli jedwabnikowi głowę i umieścili ją z przodu pojazdu. Połączyli mózg owada z układem sterującym pojazdem i stymulowali go feromonami. Mózg potrafił zakręcać w lewo i w prawo w czasie rzeczywistym. Dalsze badania wykazały, że naukowcom udało się jednocześnie uzyskiwać dane z 1200 neuronów. To jeden z najlepszych osiągniętych kiedykolwiek wyników. Profesor Kanzaki zauważa, że ludzie i owady wykazują duże zdolności adaptacyjne. Potrafimy maszerować z prędkością kilku kilometrów na godzinę, ale radzimy sobie też ze sterowaniem samochodem jadącym ponad 100 km/h. Dzieje się tak, gdyż mózg traktuje maszynę jak przedłużenie naszego ciała. Zdaniem Kanzakiego, owady również są zdolne do tego typu adaptacji. Stworzenie robaka-robota, który poruszałby się z prędkością prawdziwego robaka nie jest interesujące. Chcemy stworzyć maszynę, która będzie znacznie potężniejsza niż prawdziwy organizm - mówi profesor.

Odkryty niedawno wirus atakujący komary może stać się skuteczną bronią w walce z malarią - donoszą badacze z Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. Trwają intensywne badania nad właściwościami mikroorganizmu. Wirus, nazwany AgDNV, należy do grupy densowirusów. Atakuje liczne insekty, lecz dla ludzi i innych kręgowców jest całkowicie nieszkodliwy. Istotną jego cechą jest zdolność do trwałego wbudowania własnego materiału genetycznego do genomu larw komara Anopheles gambiae, odpowiedzialnego za przenoszenie zarodźców malarii. Zastosowanie odpowiednio zmodyfikowanego wirusa jest interesującym pomysłem na ograniczenie epidemii tej choroby, pochłaniającej rocznie około miliona ofiar. Odkrycia dokonano przypadkiem podczas badań nad bakteriami z rodzaju Wolbachia, także zdolnych do atakowania Anopheles gambiae. Podczas wykonywania testu na obecność bakterii w komórkach komara wykryto dodatkowe cząsteczki DNA nieznanego pochodzenia. Uznano je początkowo za artefakt, lecz dalsze analizy wykazały, że jest to właśnie nieznany wcześniej wirus. Co więcej, odkryto, że przekazuje on swoje geny znacznie skuteczniej od bakterii, która pierwotnie miała posłużyć właśnie do tego celu. Prowadzący badania dr Jason Rasgon komentuje znalezisko: odkrywanie artefaktów takich jak ten nie jest rzadkością podczas eksperymentów, lecz ten jeden postanowiliśmy zbadać dokładniej, gdyż pojawiał się on bez przerwy. Kiedy zbadaliśmy sekwencję tej cząsteczki DNA okazało się, że odkryliśmy nowego wirusa. Naukowiec twierdzi, że odkryty mikroorganizm mógłby zostać użyty w celu przekazywania genów śmiertelnych dla komarów lub likwidujących ich podatność na infekcję przez zarodźce malarii. Druga opcja wydaje się być szczególnie atrakcyjna, gdyż wystarczyłoby wówczas zainfekować tylko niewielką populację insektów, a dalsze przekazywanie genu następowałoby podczas rozmnażania. Obecnie trwają dalsze badania nad właściwościami AgDNV. Jak twierdzi dr Rasgon, w teorii moglibyśmy użyć wirusa do produkcji śmiertelnej toksyny lub wywołać śmierć komara po dziesięciu dniach, zanim będzie w stanie przekazać pasożyta ludziom. Na razie jednak jest to bardzo odległa koncepcja.

Istnieją setki gatunków owadów zdolnych do życia pod wodą. Naukowcy wiedzą o tym od dawna, lecz dotychczas nie wiadomo było, jaki czynnik umożliwia im pozostawanie przez długi czas pod powierzchnią bez potrzeby wynurzania się. Badanie wykonane przez naukowca z Uniwersytetu Alberta rzuca nowe światło na ten fenomen. Studium, prowadzone przez pracującego na kanadyjskiej uczelni prof. Morrisa Flynna, doprowadziło do odkrycia nieznanych dotąd właściwości woskowatej powłoki ciała niektórych insektów. U części z nich warstwa ta, silnie ograniczająca przenikanie wody, jest wytwarzana w taki sposób, że po uwolnieniu z organizmu spoczywa na powierzchni warstwy włosków. Powstaje w ten sposób pęcherz powietrza, zwany przez entomologów (specjalistów zajmujących się badaniem owadów) plastronem, pozwalający zwierzęciu na przebywanie pod wodą przez bardzo długi czas. Właściwości plastronu pozwalają nie tylko na przechowywanie zapasu powietrza. Jego unikalna struktura ułatwia dodatkowo wymianę gazową między wnętrzem pęcherza i otaczającą wodą, polegającą na pobieraniu rozpuszczonego w wodzie tlenu i wydzielaniu dwutlenku węgla do otoczenia. Niezwykła struktura przypomina więc nieco płuco, w którym rolę półprzepuszczalnej błony pełnią komórki nabłonka. Co ciekawe, insekt jest w stanie przeżyć wyłącznie w wodzie o określonej głębokości. Jak tłumaczy Flynn, im ciaśniej ułożone są włoski, tym większy nacisk może wytrzymać pęcherzyk zanim się zapadnie. Nie oznacza to jednak, że w płytkiej wodzie wymiana gazowa zachodzi optymalnie. Okazuje się bowiem, że przy niższym nacisku z zewnątrz bąbel gazu nadmiernie rośnie i jego kształt przybliża się do kształtu kuli, co utrudnia przepływ gazów pomiędzy ciałem insekta i otoczeniem. Trzeba przyznać, że zdolności owadów budzą podziw. Wiele z nich jest zdolnych do zanurkowania nawet na głębokość trzydziestu metrów i pozostanie tam przez długi czas, często nawet przez znaczną część życia. Dla porównania, większość ludzi jest w stanie zejść samodzielnie zaledwie kilka metrów pod powierzchnię.

Żyjemy w jednej z niezbyt wielu kultur, w których nie jada się owadów. Tymczasem, jak donosi The New Zealand Herald, ich spożywanie niesie ze sobą praktycznie same korzyści. Insekty są bogate w białko i substancje odżywcze, ich jedzenie jest dobrym sposobem na walkę ze szkodnikami roślin i znacznie mniej zanieczyszcza planetę, niż żywienie się mięsem zwierząt hodowlanych. Naukowcy już dawno zauważyli liczne korzyści płynące z jedzenia owadów. Jednak przekonanie do takiej diety kogoś, wychowanego w naszym kręgu cywilizacyjnym, jest niemal niemożliwe. Tymczasem, jak mówi ekolog David George Gordon: insekty to najbardziej wartościowe spośród wszystkich nieużywanych przez nas stworzeń na świecie. Naukowcy z Universidad Nacional Autónoma de México skatalogowali 1700 różnych gatunków owadów, które są spożywane w co najmniej 113 krajach świata. I nie chodzi tutaj tylko o kraje Afryki czy Ameryki Południowej. Ponoć ulubionym daniem cesarza Japonii Hirohito były osy z ryżem. O tym, że owady są bogate w białko, można usłyszeć od dawna. Naukowcy zwracają jednak uwagę na to, że są one też "produktem" ekologicznym. Nie wymagają zamieniania lasów w pola uprawne, które - paradoksalnie - są chronione za pomocą toksycznych pestycydów, tylko po to, by zabić owady, mające większe wartości odżywcze niż rośliny, które usiłujemy przed nimi chronić. Badania wykazały, że insekty to nie tylko białko, ale też mniej cholesterolu i więcej nienasyconych kwasów tłuszczowych. Przeciętny Europejczyk skrzywi się z niesmakiem na myśl o tym, że mógłby jeść robaki. Jednocześnie ślinka cieknie mu na myśl o takich luksusach jak kraby, krewetki czy homary. Tymczasem, jak zauważa profesor Gene DeFoliart z University of Wisconsin-Madison, wymienione owoce morza to padlinożercy, a większość spożywanych przez ludzi owadów żywi się tylko i wyłącznie roślinami.