10 Самих дивних експериментів з комахами
Ми любимо всяких там повзучих тварюк: павучків, мух, черв`ячків ... Чи ні? Ви здивуєтеся, але саме вони допомагають нам розкривати найогидніші і страшні злочини, присутні в деяких досить цікавих міфах і є зірками в багатьох фільмах і роликах на Youtube. Вчені живлять до них теплі почуття, і тому наші многоногие друзі так часто беруть участь в наукових експериментах. І, як Ви могли очікувати, деякі з цих експериментів досить дивні.
10. 3D окуляри для богомола.
Прочани багатьом здаються самими спокійними комахами на планеті. Вони не тільки досвідчені мисливці, а й єдині безхребетні, які бачать світ в 3D, точно так же, як і ми. І це заінтригувало дослідників в Ньюкаслський Інституті нейробіології. Насправді багато задавалися питанням, чи працює 3D бачення богомола, як і наше, або це абсолютно інший механізм.
І вчені зрозуміли, що є тільки один спосіб з`ясувати це: надіти міні 3D окуляри на богомолів і показати їм 3D кіно. Окуляри зафіксували за допомогою воску, і богомолів "посадили" перед комп`ютером. Замість того, щоб включити "Аватар", Їм показали невеликі обертові кола і рухомі блоки з Тетриса. Аналізуючи, як комахи реагували на круги, що мелькають перед їх "особами", Вчені сподівалися визначити, що відбувалося в голові у богомола. І як же вони відреагували? Вони намагалися схопити той противний невелике коло і розірвати його на частини.
Який сенс всього цього експерименту? Якщо дослідники розкриють спосіб, яким працює процес 3D бачення богомолів, і з`ясують, ніж воно відрізняються від нашого, то це допоможе вченим відкрити нові і більш прості способи створення стереоскопічного бачення для роботів.
9. Рюкзак для бабки. 
Це взагалі можливо? Бабка - досить розумне створення, принаймні коли справа доходить до полювання. Вона вираховує, куди вирушає її видобуток, обчислює можливі шляхи відступу і групує тіло, щоб зловити здобич в середині польоту і все це за частки секунди. Нам це здається досить простим, але ми дійсно не розуміємо, як бабка робить це з точки зору неврології.
Фактично, ми точно не знаємо, як хамелеон за допомогою мови ловить муху, як собака ловить фрісбі в стрибку або як тенісист відбиває сильну подачу. Згідно Ентоні Леонардо, нейробіолог в Медичному Інституті Говард Хьюз, "Ми знаємо про те, як мозок об`єднує цю сенсорну і моторну інформацію, дуже мало."
І тут на допомогу приходять бабки. Так як у них менше нейронів, ніж у людини, то їх нервову діяльність під час полювання легше контролювати. А це, в свою чергу, може допомогти вченим зрозуміти, як працює наш мозок. Але, щоб зробити запис того, що відбувається насправді, Леонардо і його команда повинні були розробити унікальний інструмент - рюкзак для бабки.
По суті, це антена і комп`ютерна мікросхема, приклеєні на спину комахи, але без будь-якої батареї, тому що це зробило б рюкзак занадто важким. Він розроблений, щоб вловлювати радіохвилі. Рюкзак робить запис діяльності в 16 нейронах, які, як вважають, відповідають за рухи бабки, і не доставляє комахою ніяких незручностей. Мало того, що рюкзак неймовірно легкий, він ніяк не впливає на життя бабки.
Піддослідні комахи містяться в спеціальній кімнаті в Ешберна, Вірджинія, яка дуже схожа на вулицю. На стінах намальовані дерева і квіти, і всюди літають тисячі мух. Ця довкілля, повна безкоштовної їжі і з відсутністю хижаків - рай для бабки. Поки маленькі вбивці перекушують, рюкзаки передають дії нейронів комп`ютера, де вчені аналізують дані. Хотілося б сподіватися, що це проллє світло на те, як працює наш мозок. В іншому випадку, бабки просто добре проведуть час.
8. Навчання мухи рахунком. 
Ви повинні відчувати жалість до мухам. Вони - найпопулярніші лабораторні миші серед комах. Їм роблять рентген, заражають смертельними бактеріями, а деяких навіть залишали в повній темряві на 57 років. Це 1400 поколінь мух, якщо Вам цікаво.
Дослідники з університету Вілфріда Лоріра і Каліфорнійського університету зайшли ще далі: вони помістили групу мух в коробку і трясли її, як божевільні. Тільки на цей раз мухи отримували вигоду від дослідження. Їх навчали рахувати.
Експеримент був досить простий. Після заповнення коробки мухами, вчені включали яскраве світло. Іноді вони включали і вимикали його двічі, іноді три рази, іноді чотири. Якщо світло вмикається і вимикається два або чотири рази, вчені трясли коробку. Якщо він спалахував три рази, мухи залишалися в спокої.
Мухи явно не люблять тряску, і тому перше покоління випробовуваних так і не встановило зв`язку між світлом і тремтінням. Цього не зробило і в другому поколінні і навіть третє і четверте. Але коли вчені дісталися до сорокового покоління, все змінилося.
Тепер, коли світло спалахувало два або чотири рази, мухи готувалися до насувається землетрусу. Щось змінилося в їхньому мозку, і тепер вони зрозуміли значення чисел. Це величезних скачок в еволюції мухи, і це може допомогти вченим зрозуміти нездатність до навчання математики у деяких людей, але будемо сподіватися, що ці комахи ніколи не втечуть з лабораторії. Нормальні мухи і без того досить сильно дратують, що ж буде з суперінтеллектуальнимі.
7. Що пам`ятає метелик?
Коли-небудь замислювалися, що відбувається з гусеницею, коли вона зникає в своєму коконі? Якщо Ви просто розкриєте лялечку, Ви виявите щось на кшталт миски супу з гусениці. Коли товсте комаха запечатує себе в коконі, воно просто тане в море блідо-білого відстою. Все, від її ніг до кишок, перетворюється в рідину, а п`ять тижнів по тому з`являється гарний метелик (або моль).
Виникає питання, як гусінь перетворюється з моря слизу в комаха? Коли гусениця розпадається, мікроскопічні частини її тіла перетворюються в суп. Навіть їх мозок розріджується. У той час, як більша частина невеликих сірих клітин перетворюється на місиво, частина виживає і стає наріжним каменем для нового мозку метелики. Але як щодо крил? Якби Ви розрізали гусеницю уздовж (будь ласка, не робіть цього), Ви виявили б тонкі структури під її шкірою. Коли гусениця окукливается, ці структури дбайливо зберігаються в стінах кокона з слизу, де вони в кінцевому рахунку перетворюються в повноцінні крила метелика.
Однак, залишається ще одне цікаве питання: "Чи пам`ятає метелик своє життя в якості гусениці?" Зрештою, варто пам`ятати, що велика частина її мозку перетворилася в рідину. Березня Вайс і Дуг Блекістон з Університету Джорджтаун захотіли дізнатися відповідь на це питання, і вони помістили гусениць в коробку. Потім, вони заповнили коробку етилацетат, противним газом, який пахне як рідина для зняття лаку. Але і цього їм було мало, кожен раз, коли Вайс і Блекістон впливали газом на гусениць, вони піддавали їх впливу електричним струмом.
Це тривало до тих пір, поки гусениці вирішували, що з них вистачить, і не почали намагатися втекти кожен раз, коли відчували запах етилацетату. Як тільки вони розвинули страх перед газом, вони увійшли в той солодкий глибокий сон лялечки, і кілька тижнів по тому вони перетворилися в моль. І тоді настав вирішальний момент. Тепер потрібно було відповісти на питання: "Після перетворення в моль, чи будуть вони все ще боятися газу?"
Відповіддю було однозначне «так». Коли дорослі особини вдихали етилацетат, вони відлітали в протилежному від джерела поширення газу напрямку. Спогади вижили в мікроскопічній клітці головного мозку. Вони витримали перетворення і, навіть при тому, що вони стали схожі на абсолютно нова істота, комахи все ще пам`ятали ключові моменти свого минулого життя.
6. Я - залізний жук. 
Растровий електронний мікроскоп (або SEM) - досить зручний інструмент. Вчені використовують його, щоб розгледіти крупним планом комах, але існує невелика проблема. Працює мікроскоп за допомогою вакууму, а вакуум не дуже подобається комахою. Помістіть туди жука, і він помре за хвилини. Найгірше те, що вакуум висушує комах. В даний момент, це - абсолютно звичайний жук, а в наступний, це - висушена комашка.
Однак в 2013 році дослідники з Медичної школи Хамамацу в Японії зробили цікаве відкриття. Коли вони поміщали личинку москіта або личинку мурашки в вакуум мікроскопа, ті перетворювалися в в`ялене м`ясо. Але кожен раз, коли вони поміщали личинку мухи в SEM, вони створювали новий вид мега личинки.
Коли вчені впливали на личинки електронами, жуки розвивали подібну залозу шкіру. Личинки мухи покриті слизом під назвою ECS або іншими словами позаклітинними речовинами. Неймовірно, але промінь мікроскопа полімерізіруется ECS, створю "нано костюм" приблизно в 50-100 міллімікронов товщиною. Це в 1000 разів тонше, ніж людський волос, але цього достатньо, щоб зберігати личинки в вакуумі протягом години.
Натхненні цим спостереженням дослідники провели повторний експеримент на москітів і мурах. Вони покрили личинки речовиною під назвою «Tween-20», яке використовується в миючих засобах і льодяниках. Покриті цим нетоксичним складом, личинки помістили під мікроскоп і, замість того, щоб висохнути, москіти і мурахи розвинули свій власний нано костюм.
Очевидно, що ця речовина вирішує проблему зневоднення і допомагає вченим вивчати жуків за допомогою SEM протягом більш тривалого проміжку часу. Однак, деякі вчені думають, що подібні полімерні суперкостюмами могли б стати в нагоді під час космічного польоту. Звичайно, все не так просто, оскільки процес подорожі у відкритому космічному просторі на додачу до безводушному простору, в якості бонуса, пропонує велику кількість радіації, але думка взагалі цікава. Можливо, є й інші істоти окрім мух, які можуть розвивати власні нано костюми. І, якщо вони зможуть так чи інакше потрапити в космос, тоді, можливо, десь у всесвіті можна посіяти життя або можливо саме так життя потрапила на нашу планету.
5. Лазери, віск і управління свідомістю.
У лютому 2014 дослідники в Медичному Інституті Говард Хьюз (ті ж самі люди, які придумали рюкзак для бабки), представили Пристрій Зміни Мислення Мухи (FlyMAD), лазер з дивною назвою був створений, щоб вбивати мозок мух. Тільки замість того, щоб перетворювати їх мозок в місиво, лазер змушує мух шалено закохуватися в кульки з воску.
Як Ви змусите зустрічатися муху з шматком воску? Спочатку вчені активували певні частини мозку комахи, що відповідають за секс і прийняття рішень. Потім, вони використовували FlyMAD. Лазер активував білки, перетворюючи комаха в шестиногого Ромео, закохується в що завгодно поблизу.
У цьому випадку об`єктом прихильності пана Мухи ставав кульку з воску. Комаха кружляло близько воску і тремтіло крилами, що у мух означає "Давайте познайомимось". Навіть після того, як вчені вимкнули FlyMAD, комаха продовжувало свій танець спарювання протягом 15 хвилин, перш ніж зрозумів, що домагається до воску і поповзла геть в замішанні.
Який у цьому сенс? Вчені сподіваються, що зможуть з`ясувати, як взаємодіють нейрони в мозку мухи під час прийняття рішення. Якщо дослідники зможуть вивчити, як працює інтелект комахи, вони на один крок наблизяться до розуміння таємниць людського розуму. Звичайно, дослідникам мало простого втручання в особисте життя мухи, вони хочуть побачити, що відбувається, коли вони активують дві протилежних частини мозку одночасно, наприклад, нейрони, що відповідають за рух вперед і назад. Збоченці, що ще можна про них сказати.
4. Павук ненавидить людську сечу. 
У 1948 році фармаколог по імені П.М. Вітт відправив групу павуків в Психоделічне подорож. Вітт зауважив, що павуки в саду плели свої мережі між 2:00 і 5:00. Сподіваючись змінити їх графік, він нагодував їх мухами, накачаними LSD, гашишем і мескаліном. Павуки не змінили свого звичного режиму, вони просто влаштували безлад зі своїх мережах, особливо павуки на кофеїн або хлоралгідрат.
У той час як експеримент був визнаний невдалим, він надихнув на ще більш дивне дослідження в 1950-х. Психіатри з Швейцарії відзначили, що люди, які беруть LSD або мескалін, були схильні до галюцинацій і змін індивідуальності, точно так же, як шизофреніки. Вони думали, що тіло шизофреніка виробляє ті ж самі речовини, що і знайдені в галюциногенних. Але як вони могли перевірити свою теорію?
За допомогою павуків і сечі, звичайно. Дослідники зібрали 50 літрів сечі у 15 шизофреніків, виділили концентрат, додали трохи цукру для смаку і нагодували їм групу павуків. Ідея полягала в тому, що якщо тіло шизофреніка виробляє подібні наркотичним речовини, хімікати залишаться в сечі і змусять павуків плести дійсно дивні мережі. Звичайно ж, теорія провалилася, і павуки продовжували плести нормальні мережі.
Але вчені не розгубилися і зробили цікавий висновок. Як виявилося, павуки ненавидять людську сечу. Після того, як павукоподібні комахи зробили всього один ковток, вони тікали геть і несамовито терли рот, намагаючись позбутися від неповторного смаку. Згідно дослідникам, павуків "неможливо було змусити зробити хоча б ще один ковток".
3. Пересадка голови у комахи. 
У комах є щось дійсно інопланетне. Можливо, це їх складні очі, страшні вуса або дивні нижні щелепи. Або, можливо, це тому, що їм не потрібні голови, щоб жити. Наприклад, до таргана. Цей товариш може жити кілька тижнів без голови. Але як?
Його кровоносна система радикально відрізняється від нашої, таким чином, він не закінчиться кров`ю, коли втратить голову. По-друге, він дихає через отвори в екзоскелет, таким чином, йому не потрібен рот. І, найголовніше, він може переміщатися без мозку завдяки групам нервових тканин, що знаходяться на його тілі.
Ще дивніше те, що і голова таргана може існувати протягом багатьох годин самостійно. Зберігайте її в холоді і давайте їй їжу, і маленька голова проживе протягом досить довгого часу. Але що, якщо взяти голову одного таргана і прикріпити її до тіла іншої таргана?
У 1923 році вчений по імені Уолтер Фінклер вирішив з`ясувати це. Він пішов ще далі і не став використовувати виключно тарганів. Для експерименту він взяв відразу кілька видів комах. Він взяв навіть земляні черв`яків і метеликів. Хлопець взяв ножиці, відрізав трохи тут, трохи там, а потім почав складати комахи-Франкенштейна.
Липкі голови і тіла було досить просто з`єднати разом, і Фінклер створив своїх власних маленьких монстрів. І, згідно з його записами, комахи особливо не здивувалися тому, що тільки що відбулося. Фінклер також зазначив, що, якщо голова належала самці, а тіло - самцеві, комаха діяло як жіноча особина.
Дійсно дивно те, що пересадки голів комах тривають і донині. Наприклад, вчені вивчають конусоносних клопів (південноамериканських комах, які поширюють хворобу Чагаса), часто пересаджують їм голови, щоб подивитися, як це зачіпає їх метаболізм. Вони роблять те ж саме і з личинками, і видалення голови зупиняє метаболізм. Але, коли вони прилаштовують нову, процес поновлюється. Комахи дійсно дивні.
2. Експерименти на воші під час Другої світової війни. 
Під час Другої світової війни люди, які відмовляються від військової служби, але бажали допомогти країні британці, часто добровільно погоджувалися брати участь у дивних експериментах, таких як Мінесотський Експеримент Голодування. У 1944 році 36 чоловіків добровільно сіли на шестимісячну голодну дієту. Ідея полягала в тому, щоб отримати інформацію про те, як допомогти голодуючим людям Східної Європи.
Однак, Експеримент Голодування був не першим подібним тестом Другої світової війни. Перший мав місце в Кемптоне, Нью-Гемпшир, на спеціальній базі "Кемп Лісеум". В експерименті брали участь 32 чоловіки, в спеціальному нижній білизні і з величезною кількістю вошей.
Якщо Вам в дитинстві довелося перенести неприємне випробування вошами, Ви знаєте, що вони дуже сильно дратують. Але сьогодні багато хто забув наскільки вони можуть бути небезпечні. Ці паразити можуть переносити висипний тиф, хвороба, яка забрала мільйони життів під час Першої світової війни. Сподіваючись запобігти повторенню, Фонд Рокфеллера і американський уряд відкрили "Louse Lab" з метою вивчення вошей і способів їх знищення.
Щоб визначити, які отрути працюють краще, дослідники Louse Lab взяли на роботу групу людей, які відмовилися від військової служби. Експеримент був досить простий. Тридцять два учасники експерименту носили нижню білизну з вошами (дорослими особинами, і яйцями), вшитими в певні ділянки. Піддослідні мали носити білизну протягом 18 днів, також їм було заборонено знімати одяг. Ну, вони могли зняти куртку, якщо їм ставало жарко, коли вони будували дороги, але повністю роздягатися вони не мали права.
Після дев`яти днів роботи, їжі і сну з вошами в трусах чоловікам видали різні порошки для дезінсекції, і час, що залишився експерименту вони кожен день втирали в себе різні хімікати. Ці порошки дратували шкіру, залишаючи на їх тілах опіки і лусочки. Цей експеримент проводили три рази і, коли він був закінчений, вчені так і не знайшли ідеальний порошок.
Все стало навіть гірше. Після того, як вчені вибрали два найкращих порошку, виявилося, що все це було марною тратою часу, тому що незабаром після того, як експеримент закінчився, світу був відкритий ДДТ, і ті другорядні порошки просто не могли конкурувати з ним.
1. Дивний експеримент з бджолами. 
До сих пір всі експерименти в цьому списку служили корисним цілям. Зрештою, всі хочуть зрозуміти принципи роботи мозку, запобігти висипний тиф, і всі думають, що богомоли потрясно виглядають в 3D окулярах. Однак, цей, останній в нашому списку, експеримент змушує чухати голову і питати, про що думав цей хлопець.
Майкл Сміт, студент Корнельського університету, є, мабуть, самим хоробрим, найбожевільнішим і самим мазохистским вченим, які живуть сьогодні. Сміт - фахівець з меду, написав багато робіт про наших друзів, що живуть у вулику. На жаль, іноді він і його тріскучі друзі ставали небезпечно близькими. Одного разу, бджола заповзла в його шорти і вкусила його в яєчко.
Безсумнівно, це завдало біль, але не таку, як Сміт чекав. І саме тоді він придумав самий дивний експеримент в історії ентомології. Він збирався дізнатися, яка частина тіла людини була найгіршим місцем для укусу бджоли, і він збирався експериментувати на собі.
За більш ніж 38 днів Сміт піддавався 190 укусів на 25 частинах тіла. Його жалили в живіт, соски, зап`ясті, долоні, шию і філейну частину. І, кожен раз, коли медоносних бджіл утикала своє жало в його шкіру, Сміт оцінював біль по 10 бальною шкалою. Наприклад, п`ята отримала 5.0, верхівка 2.3, а яєчка 7.0.
Всіх, я думаю, цікавлять якісь частини тіла найболючіші при укусі бджоли? Як Ви могли б очікувати, чоловічий член отримав 7.3, але це була не найвища оцінка. Чемпіоном став ніс з оцінкою 9.0. Сміт навіть сказав: "Якщо Вас ужалять в ніс і член, Ви віддасте перевагу отримати ще кілька тиснув в член, щоб врятувати ніс." Пам`ятайте це, хлопці, коли будете розгулювати голими поруч з вуликами.
Звичайно, думка дозволити бджолі вжалити Ваші яйця, як мінімум ненормальна, але Сміт пішов далі. Хочете вірте, хочете ні, він збирався дозволити бджолі вжалити його в очне яблуко. На щастя, його напарник відрадив його від цього.
