10 Самых странных экспериментов с насекомыми
Мы любим всяких там ползучих тварей: паучков, мух, червячков... Или нет? Вы удивитесь, но именно они помогают нам раскрывать самые отвратительные и жуткие преступления, присутствуют в некоторых довольно интересных мифах и являются звёздами во многих фильмах и роликах на Youtube. Учёные питают к ним тёплые чувства, и поэтому наши многоногие друзья так часто принимают участие в научных экспериментах. И, как Вы могли ожидать, некоторые из этих экспериментов довольно странные.
10. 3D очки для богомола.
Богомолы многим кажутся самыми спокойными насекомыми на планете. Они не только опытные охотники, но и единственные беспозвоночные, которые видят мир в 3D, точно так же, как и мы. И это заинтриговало исследователей в Ньюкаслском Институте Нейробиологии. На самом деле многие задавались вопросом, работает ли 3D видение богомола, как и наше, или это абсолютно другой механизм.
И ученые поняли, что есть только один способ выяснить это: надеть мини 3D очки на богомолов и показать им 3D кино. Очки зафиксировали при помощи воска, и богомолов "усадили" перед компьютером. Вместо того, чтобы включить "Аватар", им показали небольшие вращающиеся круги и движущиеся блоки из Тетриса. Анализируя, как насекомые реагировали на круги, мелькающие перед их "лицами", учёные надеялись определить, что происходило в голове у богомола. И как же они отреагировали? Они пытались схватить тот противный небольшой круг и разорвать его на части.
Какой смысл всего этого эксперимента? Если исследователи раскроют способ, которым работает процесс 3D видения богомолов, и выяснят, чем оно отличаются от нашего, то это поможет учёным открыть новые и более простые способы создания стереоскопического видения для роботов.
9. Рюкзак для стрекозы. 
Это вообще возможно? Стрекоза - довольно умное создание, по крайней мере когда дело доходит до охоты. Она высчитывает, куда отправляется её добыча, вычисляет возможные пути отступления и группирует тело, чтобы поймать добычу в середине полёта и всё это за доли секунды. Нам это кажется достаточно простым, но мы действительно не понимаем, как стрекоза делает это с точки зрения неврологии.
Фактически, мы точно не знаем, как хамелеон с помощью языка ловит муху, как собака ловит фрисби в прыжке или как теннисист отбивает сильную подачу. Согласно Энтони Леонардо, нейробиологу в Медицинском Институте Говард Хьюз, "Мы знаем о том, как мозг объединяет эту сенсорную и моторную информацию, очень мало."
И тут на помощь приходят стрекозы. Так как у них меньше нейронов, чем у человека, то их нервную деятельность во время охоты легче контролировать. А это, в свою очередь, может помочь ученым понять, как работает наш мозг. Но, чтобы сделать запись того, что происходит на самом деле, Леонардо и его команда должны были разработать уникальный инструмент — рюкзак для стрекозы.
По сути, это антенна и компьютерная микросхема, приклеенные на спину насекомого, но без какой-либо батареи, потому что это сделало бы рюкзак слишком тяжёлым. Он разработан, чтобы улавливать радиоволны. Рюкзак делает запись деятельности в 16 нейронах, которые, как полагают, отвечают за движения стрекозы, и не доставляет насекомым никаких неудобств. Мало того, что рюкзак невероятно лёгкий, он никак не влияет на жизнь стрекозы.
Подопытные насекомые содержатся в специальной комнате в Эшберне, Вирджиния, которая очень похожа на улицу. На стенах нарисованы деревья и цветы, и повсюду летают тысячи мух. Эта окружающая среда, полная бесплатной еды и с отсутствием хищников - рай для стрекозы. Пока маленькие убийцы перекусывают, рюкзаки передают действия нейронов компьютеру, где учёные анализируют данные. Хотелось бы надеяться, что это прольёт свет на то, как работает наш мозг. В противном случае, стрекозы просто хорошо проведут время.
8. Обучение мухи счёту. 
Вы должны испытывать жалость к мухам. Они - самые популярные лабораторные мыши среди насекомых. Им делают рентген, заражают смертельными бактериями, а некоторых даже оставляли в полной темноте на 57 лет. Это 1400 поколений мух, если Вам интересно.
Исследователи из университета Уилфрида Лорира и Калифорнийского университета зашли ещё дальше: они поместили группу мух в коробку и трясли её, как сумасшедшие. Только на сей раз мухи получали выгоду от исследования. Их учили считать.
Эксперимент был довольно прост. После заполнения коробки мухами, учёные включали яркий свет. Иногда они включали и выключали его дважды, иногда три раза, иногда четыре. Если свет включался и выключался два или четыре раза, учёные трясли коробку. Если он вспыхивал три раза, мухи оставались в покое.
Мухи явно не любят тряску, и поэтому первое поколение испытуемых так и не установило связи между светом и тряской. Этого не сделало и второе поколение и даже третье и четвёртое. Но когда учёные добрались до сорокового поколения, всё изменилось.
Теперь, когда свет вспыхивал два или четыре раза, мухи готовились к надвигающемуся землетрясению. Что-то изменилось в их мозге, и теперь они поняли значение чисел. Это огромных скачек в эволюции мухи, и это может помочь учёным понять неспособность к обучению математике у некоторых людей, но будем надеяться, что эти насекомые никогда не сбегут из лаборатории. Нормальные мухи и без того достаточно сильно раздражают, что же будет с суперинтеллектуальными.
7. Что помнит бабочка?
Когда-нибудь задумывались, что происходит с гусеницей, когда она исчезает в своём коконе? Если Вы просто вскроете куколку, Вы обнаружите что-то вроде миски супа из гусеницы. Когда толстое насекомое запечатывает себя в коконе, оно просто тает в море бледно-белого отстоя. Всё, от её ног до кишок, превращается в жижу, а пять недель спустя появляется красивая бабочка (или моль).
Возникает вопрос, как гусеница превращается из моря слизи в насекомое? Когда гусеница распадается, микроскопические части её тела превращаются в суп. Даже их мозг разжижается. В то время, как большая часть небольших серых клеток превращается в месиво, часть выживает и становится краеугольным камнем для нового мозга бабочки. Но как насчёт крыльев? Если бы Вы разрезали гусеницу вдоль (пожалуйста, не делайте этого), Вы обнаружили бы тонкие структуры под её кожей. Когда гусеница окукливается, эти структуры бережно хранятся в стенах кокона из слизи, где они в конечном счёте превращаются в полноценные крылья бабочки.
Однако, остаётся ещё один интересный вопрос: "Помнит ли бабочка свою жизнь в качестве гусеницы?" В конце концов, стоит помнить, что большая часть её мозга превратилась в жижу. Марта Вайс и Дуг Блэкистон из Университета Джорджтаун захотели узнать ответ на этот вопрос, и они поместили гусениц в коробку. Затем, они заполнили коробку этилацетатом, противным газом, который пахнет как жидкость для снятия лака. Но и этого им было мало, каждый раз, когда Вайс и Блэкистон воздействовали газом на гусениц, они подвергали их воздействию электрическим током.
Это продолжалось до тех пор, пока гусеницы не решали, что с них хватит, и не начали пытаться убежать каждый раз, когда чувствовали запах этилацетата. Как только они развили страх перед газом, они вошли в тот сладкий глубокий сон куколки, и несколько недель спустя они превратились в моль. И тогда наступил решающий момент. Теперь нужно было ответить на вопрос: "После превращения в моль, будут ли они всё ещё бояться газа?"
Ответом было однозначное «да». Когда взрослые особи вдыхали этилацетат, они улетали в противоположном от источника распространения газа направлении. Воспоминания выжили в микроскопической клетке головного мозга. Они выдержали преобразования и, даже при том, что они стали похожи на абсолютно новое существо, насекомые всё ещё помнили ключевые моменты своей прошлой жизни.
6. Я — железный жук. 
Растровый электронный микроскоп (или SEM) - довольно удобный инструмент. Учёные используют его, чтобы разглядеть крупным планом насекомых, но существует небольшая проблема. Работает микроскоп при помощи вакуума, а вакуум не очень нравится насекомым. Поместите туда жука, и он умрёт за минуты. Хуже всего то, что вакуум высушивает насекомых. В данный момент, это — абсолютно обычный жук, а в следующий, это — высушенная козявка.
Однако в 2013 году исследователи из Медицинской школы Хамамацу в Японии сделали интересное открытие. Когда они помещали личинку москита или личинку муравья в вакуум микроскопа, те превращались в вяленое мясо. Но каждый раз, когда они помещали личинку мухи в SEM, они создавали новый вид мега личинки.
Когда учёные воздействовали на личинки электронами, жуки развивали подобную железу кожу. Личинки мухи покрыты слизью под названием ECS или другими словами внеклеточными веществами. Невероятно, но луч микроскопа полимеризирует ECS, создая "нано костюм" приблизительно в 50-100 миллимикронов толщиной. Это в 1000 раз тоньше, чем человеческий волос, но этого достаточно, чтобы сохранять личинки в вакууме в течение часа.
Вдохновлённые этим наблюдением исследователи провели повторный эксперимент на москитах и муравьях. Они покрыли личинки веществом под названием «Tween-20», которое используется в моющих средствах и леденцах. Покрытые этим нетоксичным составом, личинки поместили под микроскоп и, вместо того, чтобы высохнуть, москиты и муравьи развили свой собственный нано костюм.
Очевидно, что это вещество решает проблему обезвоживания и помогает учёным изучать жуков с помощью SEM в течение более длительного промежутка времени. Однако, некоторые учёные думают, что подобные полимерные суперкостюмы могли бы пригодиться во время космического полёта. Конечно, всё не так просто, поскольку процесс путешествия в открытом космическом пространстве вдобавок к безводушному пространству, в качестве бонуса, предлагает большое количество радиации, но мысль вообще интересная. Возможно, есть и другие существа кроме мух, которые могут развивать собственные нано костюмы. И, если они смогут так или иначе попасть в космос, тогда, возможно, где-то во вселенной можно посеять жизнь или быть может именно так жизнь попала на нашу планету.
5. Лазеры, воск и управление сознанием.
В феврале 2014 исследователи в Медицинском Институте Говард Хьюз (те же самые люди, придумавшие рюкзак для стрекозы), представили Устройство Изменения Мышления Мухи (FlyMAD), лазер с удивительным названием был создан, чтобы убивать мозг мух. Только вместо того, чтобы превращать их мозг в месиво, лазер заставляет мух безумно влюбляться в шарики из воска.
Как Вы заставите встречаться муху с куском воска? Сначала учёные активировали определённые части мозга насекомого, отвечающие за секс и принятие решений. Затем, они использовали FlyMAD. Лазер активировал белки, превращая насекомое в шестиногого Ромео, влюбляющегося во что угодно поблизости.
В этом случае объектом привязанности г-на Мухи становился шарик из воска. Насекомое кружило около воска и трепетало крыльями, что у мух означает "давайте познакомимся". Даже после того, как ученые выключили FlyMAD, насекомое продолжало свой танец спаривания в течение 15 минут, прежде чем поняло, что домогается до воска и уползло прочь в замешательстве.
Какой в этом смысл? Учёные надеются, что смогут выяснить, как взаимодействуют нейроны в мозгу мухи во время принятия решения. Если исследователи смогут изучить, как работает интеллект насекомого, они на один шаг приблизятся к пониманию тайн человеческого разума. Конечно, исследователям мало простого вмешательства в личную жизнь мухи, они хотят увидеть, что происходит, когда они активируют две противоположных части мозга одновременно, например, нейроны, отвечающие за движение вперёд и назад. Извращенцы, что ещё можно о них сказать.
4. Паук ненавидит человеческую мочу. 
В 1948 году фармаколог по имени П.Н. Витт отправил группу пауков в психоделическое путешествие. Витт заметил, что пауки в саду плели свои сети между 2:00 и 5:00. Надеясь изменить их график, он накормил их мухами, накачанными LSD, гашишем и мескалином. Пауки не изменили своему привычному режиму, они просто устроили беспорядок из своих сетях, особенно пауки на кофеине или хлоралгидрате.
В то время как эксперимент был признан неудачным, он вдохновил на ещё более странное исследование в 1950-х. Психиатры из Швейцарии отметили, что люди, принимающие LSD или мескалин, были подвержены галлюцинациям и изменениям индивидуальности, точно так же, как шизофреники. Они думали, что тело шизофреника вырабатывает те же самые вещества, что и найденные в галлюциногенах. Но как они могли проверить свою теорию?
С помощью пауков и мочи, конечно. Исследователи собрали 50 литров мочи у 15 шизофреников, выделили концентрат, добавили немного сахара для вкуса и накормили им группу пауков. Идея состояла в том, что если тело шизофреника вырабатывает подобные наркотическим вещества, химикаты останутся в моче и заставят пауков плести действительно странные сети. Конечно же, теория провалилась, и пауки продолжали плести нормальные сети.
Но ученые не растерялись и сделали интересный вывод. Как оказалось, пауки ненавидят человеческую мочу. После того, как паукообразные насекомые сделали всего один глоток, они убегали прочь и неистово тёрли рот, пытаясь избавиться от неповторимого вкуса. Согласно исследователям, пауков "невозможно было заставить сделать хотя бы ещё один глоток".
3. Пересадка головы у насекомого. 
В насекомых есть что-то действительно инопланетное. Возможно, это их сложные глаза, жуткие усы или странные нижние челюсти. Или, возможно, это потому, что им не нужны головы, чтобы жить. Например, таракану. Этот товарищ может жить несколько недель без головы. Но как?
Его кровеносная система радикально отличается от нашей, таким образом, он не истечёт кровью, когда потеряет голову. Во-вторых, он дышит через отверстия в экзоскелете, таким образом, ему не нужен рот. И, самое главное, он может перемещаться без мозга благодаря группам нервных тканей, находящихся на его теле.
Еще более странно то, что и голова таракана может существовать в течение многих часов самостоятельно. Храните её в холоде и давайте ей еду, и маленькая голова проживёт в течение достаточно долгого времени. Но что, если взять голову одного таракана и прикрепить её к телу другого таракана?
В 1923 году учёный по имени Уолтер Финклер решил выяснить это. Он пошёл ещё дальше и не стал использовать исключительно тараканов. Для эксперимента он взял сразу несколько видов насекомых. Он взял даже земляные червей и бабочек. Парень взял ножницы, отрезал немного тут, немного там, а затем начал составлять насекомого-франкенштейна.
Липкие головы и тела было довольно просто соединить вместе, и Финклер создал своих собственных маленьких монстров. И, согласно его записям, насекомые особо не удивились тому, что только что произошло. Финклер также отметил, что, если голова принадлежала самке, а тело — самцу, насекомое действовало как женская особь.
Действительно удивительно то, что пересадки голов насекомых продолжаются и по сей день. Например, учёные изучают конусоносных клопов (южноамериканских насекомых, которые распространяют болезнь Чагаса), часто пересаживают им головы, чтобы посмотреть, как это затрагивает их метаболизм. Они делают то же самое и с личинками, и удаление головы останавливает метаболизм. Но, когда они приделывают новую, процесс возобновляется. Насекомые действительно странные.
2. Эксперименты на вшах во время Второй мировой войны. 
Во время Второй мировой войны люди, отказывающиеся от военной службы, но желавшие помочь стране британцы, часто добровольно соглашались участвовать в странных экспериментах, таких как Миннесотский Эксперимент Голодания. В 1944 году 36 мужчин добровольно сели на шестимесячную голодную диету. Идея состояла в том, чтобы получить информацию о том, как помочь голодающим людям Восточной Европы.
Однако, Эксперимент Голодания был не первым подобным тестом Второй мировой войны. Первый имел место в Кэмптоне, Нью-Хэмпшир, на специальной базе "Кэмп Лисеум". В эксперименте участвовали 32 мужчины, в специальном нижнем белье и с огромным количеством вшей.
Если Вам в детстве довелось перенести неприятное испытание вшами, Вы знаете, что они очень сильно раздражают. Но сегодня многие забыли насколько они могут быть опасны. Эти паразиты могут переносить сыпной тиф, болезнь, которая унесла миллионы жизней во время Первой мировой войны. Надеясь предотвратить повторение, Фонд Рокфеллера и американское правительство открыли "Louse Lab" в целях изучения вшей и способов их уничтожения.
Чтобы определить, какие яды работают лучше, исследователи Louse Lab приняли на работу группу людей, отказавшихся от военной службы. Эксперимент был достаточно прост. Тридцать два участника эксперимента носили нижнее бельё с вшами (взрослыми особями, и яйцами), вшитыми в определённые участки. Испытуемые должны были носить бельё в течение 18 дней, также им было запрещено снимать одежду. Ну, они могли снять куртку, если им становилось жарко, когда они строили дороги, но полностью раздеваться они не имели права.
После девяти дней работы, еды и сна со вшами в трусах мужчинам выдали разные порошки для дезинсекции, и оставшееся время эксперимента они каждый день втирали в себя различные химикаты. Эти порошки раздражали кожу, оставляя на их телах ожоги и чешуйки. Этот эксперимент проводили три раза и, когда он был закончен, учёные так и не нашли идеальный порошок.
Всё стало даже хуже. После того, как учёные выбрали два лучших порошка, оказалось, что всё это было пустой тратой времени, потому что вскоре после того, как эксперимент закончился, миру был открыт ДДТ, и те второразрядные порошки просто не могли конкурировать с ним.
1. Странный эксперимент с пчёлами. 
До сих пор все эксперименты в этом списке служили полезным целям. В конце концов, все хотят понять принципы работы мозга, предотвратить сыпной тиф, и все думают, что богомолы потрясно выглядят в 3D очках. Однако, этот, последний в нашем списке, эксперимент заставляет чесать голову и спрашивать, о чём думал этот парень.
Майкл Смит, студент Корнелльского университета, является, пожалуй, самым храбрым, самым сумасшедшим и самым мазохистским учёным, живущим сегодня. Смит - специалист по мёду, написал много работ о наших друзьях, живущих в улье. К сожалению, иногда он и его жужжащие друзья становились опасно близкими. Однажды, пчела заползла в его шорты и укусила его в яичко.
Несомненно, это причинило боль, но не такую, как Смит ожидал. И именно тогда он придумал самый странный эксперимент в истории энтомологии. Он собирался узнать, какая часть тела человека была худшим местом для укуса пчелы, и он собирался экспериментировать на себе.
За более чем 38 дней Смит подвергался 190 укусам на 25 частях тела. Его жалили в живот, соски, запястье, ладони, шею и филейную часть. И, каждый раз, когда медоносная пчела вонзала своё жало в его кожу, Смит оценивал боль по 10 балльной шкале. Например, пятка получила 5.0, макушка 2.3, а яички 7.0.
Всех, я думаю, интересуют какие части тела самые болезненные при укусе пчелы? Как Вы могли бы ожидать, мужской член получил 7.3, но это была не самая высокая оценка. Чемпионом стал нос с оценкой 9.0. Смит даже сказал: "Если Вас ужалят в нос и член, Вы предпочтёте получить ещё несколько жал в член, чтобы спасти нос." Помните это, парни, когда будете разгуливать голыми рядом с ульями.
Конечно, мысль разрешить пчеле ужалить Ваши яйца, как минимум ненормальная, но Смит пошёл дальше. Хотите верьте, хотите нет, он собирался позволить пчеле ужалить его в глазное яблоко. К счастью, его напарник отговорил его от этого.
