Czy muszki owocówki mogą pomóc nam wywęszyć narkotyki i bomby?

Na Uniwersytecie w Sussex odkryto, że zmysł węchu muszki owocówki mógłby być wykorzystywany w nowej technologii wykrywania narkotyków i bomb.

Czy muszki owocówki mogą pomóc nam wywęszyć narkotyki i bomby

Rys.1 Muszki owocówki

Profesor Thomas Nowotny, naukowiec zajmujący się badaniem mózgu, był zaskoczony kiedy odkrył, że „nos” muszek owocówek jest w stanie zidentyfikować zapachy narkotyków i substancji wybuchowych niemal tak celnie, jak zapach wina, który naturalnie przyciąga owady. Pachnie ono fermentującymi owocami – ulubionym jedzeniem muszki owocówki.

Opublikowane (15 października 2014 roku)  w czasopiśmie Bioinspiration & Biomimetics[1]  badanie jest w stanie przybliżyć naukowców do opracowania nosów elektronicznych (e-nosy), które stanowiłyby ścisłe odwzorowanie zmysłu węchu wrażliwych zwierząt. Możliwe, że takie elektroniczne nosy będą bardziej czułe i znacznie szybsze niż obecnie dostępne w handlu – zwykle oparte na czujnikach tlenków metali i bardzo powolne w porównaniu z prawdziwym nosem.

„Psy potrafią wyczuć zapach narkotyków, a pszczoły są szkolone przez ludzi do wykrywania materiałów wybuchowych. Teraz skupiamy się bardziej na tym, jakie receptory w nosie pozwalają zwierzętom na taką identyfikację. Patrząc na muszki owocówki stwierdziliśmy, w przeciwieństwie do naszych oczekiwań, że nieznane im zapachy, np. pochodzące od materiałów wybuchowych, były nie tylko wykrywane, ale rozpoznawane z taką samą dokładnością, jak zapachy bardziej istotne w życiu muszek” mówi Thomas Nowotny, profesor informatyki na Uniwersytecie w Sussex.

Profesor Nowotny i jego współpracownicy zarejestrowali jak 20 różnych receptorów muszek owocówek odpowiedziało na istotny dla nich ekologicznie zestaw 36 substancji chemicznych związanych z winem („zestaw wina”) i ekologicznie nieistotny zestaw 35 substancji chemicznych związanych z materiałami niebezpiecznymi, takimi jak te w narkotykach, produktach spalania i przestrzeniach po eksplozjach („zestaw przemysłowy”). Poprzez monitorowanie „szybkości wypalania” każdego neuronu, byli w stanie ocenić, które zapachy wywołały najsilniejsze reakcje muszek. Następnie użyli programu komputerowego do symulacji części mózgu używanego przez muszkę do rozpoznawania, aby pokazać, że reakcje receptorów zawierały wystarczającą ilość informacji do identyfikacji zapachów. Z zestawu wina, 29 na 36 związków wywołało wyraźne pobudzające reakcje w co najmniej jednym  z receptorów neuronu. Badacze byli jednak zaskoczeni, że muszki odpowiedziały również na 21 z 35 substancji związanych z narkotykami i materiałami wybuchowymi.

„Długoterminowym celem tego kierunku badań jest odtworzenie zwierzęcego nosa do zastosowań technicznych, a także do wykrywania materiałów wybuchowych, broni chemicznej i narkotyków. Istnieje szeroki wachlarz innych możliwych zastosowań, takich jak: pomiar jakości żywności, analiza oddechu (zdrowie), monitoring środowiska, a nawet monitoring geologiczny (wulkany) czy wykrywanie szkodników (rolnictwo).  Oczywiście, sukces muszek w identyfikacji „zestawu wina” może okazać się przydatny dla tych w branży winiarskiej.  Odtworzenie całego nosa będzie jednak dość trudne, nawet przy adaptacji wszystkich czujników . Może udałoby się otrzymać 5 czy 10 z 43 receptorów u owocowych muszek lub setki u psów. Pojawia się więc pytanie: które z 10 powinniśmy użyć i czy to zadziała? Zakładamy, że zaledwie 10 receptorów muszek owocówek wystarczy, aby wynalazek mógł zadziałać, więc szukamy tych najlepszych  do wykorzystania”, dodaje prof. Nowotny.

  1. Thomas Nowotny, Marien de Bruyne, Amalia Z Berna, Coral G Warr, Stephen C Trowell.Drosophila olfactory receptors as classifiers for volatiles from disparate real world applications. Bioinspiration & Biomimetics, 2014; 9 (4): 046007 DOI: 1088/1748-3182/9/4/046007
  2. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/10/141014211800.htm

Opracowała: Agnieszka Krawczyk

 

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*