Раздражает назойливо жужжащий над ухом ночью комар и хочется его прихлопнуть? Не спешите этого делать. Оказывается, эти насекомые обладают очень важным и полезным для человека свойством.
Какие насекомые могут уничтожить популяцию борщевика? Как выглядят жуки-киборги?
Зачем ученые вывели пауков, плетущих светящуюся паутину? Подробности – в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.
Природные детекторы землетрясений: какую пользу могут принести комары
Через мгновение на место, где работала девушка, упал тяжелый шкаф, а еще через 30 секунд целый район турецкой провинции Балыкесир превратился в руины.
Землетрясение магнитудой 6,1 на Анатолийском полуострове произошло вечером 10 августа. Почти 500 зданий получили серьезные повреждения. Всю ночь спасатели доставали из-под обломков пострадавших.
Люди не успели вовремя выбежать из домов. Предупреждение об опасности появилось лишь за пару секунд до того, как земля задрожала.
Но скоро предсказывать такие стихийные бедствия можно будет даже за сутки. А помогут в этом – кто бы мог подумать – самые надоедливые существа в мире – комары.
Американские ученые Университета Пердью выяснили: усы этих неприятных насекомых способны уловить самые ничтожные колебания в недрах планеты.
Пугающие рога-антенны над глазами – едва ли не самый важный орган комара. Это одновременно и радар, и навигатор, и детектор обнаружения добычи, то есть нас с вами.
- Усы состоят из микропузырей, очень похожих на туго надутые воздушные шары, каждый размером с молекулу.
- Когда до этих природных сенсоров долетает звук, они вибрируют.
- Именно по частоте их колебаний комар с невероятной точностью определяет источник акустических волн и ориентируется в пространстве.
Но при чем же здесь землетрясения? Все очень просто. Перед толчками гигантские плиты в глубинах планеты начинают тереться друг о друга. Движение порождает инфразвук.
Это очень низкий гул, недоступный человеческому уху. А вот ус насекомого отлично чувствует его на огромном расстоянии.
Вот ученым и пришла гениальная идея – распечатать искусственный аналог комариных антенн на 3D-принтере. Пока все на уровне теории, но перспективы потрясающие.
"Все существующие сейсмографы фиксируют только сами толчки. То есть оповестить о бедствии мы можем в лучшем случае за пару минут. А вот детектор, сделанный по принципу комариного уса, будет предсказывать землетрясение за многие часы и даже дни, когда плиты только начинают движение.
Для этого нужно расставить такие сверхчувствительные датчики в сейсмоопасных зонах и подключить их к искусственному интеллекту.
Обученная нейросеть поможет различать инфразвук, предшествующий землетрясению, от шума штормов или тяжелых грузовиков", – рассказал профессор кафедры гражданского строительства и материаловедения Университета Пердью Заваттьери.
Стать спасителями человечества способны не только комары, но и другие насекомые.
Настоящие всеядные: какие насекомые питаются борщевиком
Самые злостные крылатые вредители тоже готовы стать на службу науки. Избавить Россию от страшного зеленого врага – борщевика Сосновского – сможет пастернаковая моль. Обычно она уничтожает злаковые культуры.
Но российским ученым Института проблем экологии и эволюции РАН удалось невозможное. Они приучили вредителя пожирать борщевик, который вообще-то никто из насекомых не ест.
"Мы развели эту моль пастернаковую на ее любимом кормовом растении, а потом взяли гусениц младших возрастов и пересадили на зонтики борщевика. Очень удачно они съедали эти семена.
Дальше у них цикл заключался в том, что они прогрызали дырку в стебле и уходили внутрь стебля на окукливание. Повреждали еще часть стебля. Получалось, что даже если они съели не все семена, то они опутывали этот зонтик паутиной.
Там находились экскременты. Все это вместе загнивало", – объяснила старший научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции РАН Марина Кривошеина.
Справиться с борщевиком пастернаковой моли поможет импозантный жук-фрачник. Обычно он питается петрушкой и морковкой.
Но в последние годы агроэкологи замечают изменения в меню этого долгоносика. Несъедобный борщевик ему тоже оказался по вкусу.
"Личинки фрачника прогрызают в цветоносах борщевика, до самого верха доходя, и при этом отдельные зонтики начинают подсыхать. А зонтики борщевика, в них основная сила, то есть там тысяча семян, это слабое его место.
И, собственно говоря, если этот процесс будет продолжаться дальше, что мы наблюдаем его как раз в Московской области, Ярославской, Тверской и так далее, все больше и больше, то, тем самым, это может немножко изменить баланс сил в нашу пользу", – поделился агроэколог, создатель движения по борьбе с борщевиком Антон Гладилин.
Прежде чем разводить в лабораториях армию насекомых, которая уничтожит борщевик, ученые должны продумать, как защитить от моли и долгоносиков культурные растения. До этого пока далеко.
Полеты станут безопаснее: кто заменит авиамехаников в обозримом будущем
Уже сейчас жуки способны принести огромную пользу… авиаторам и пассажирам самолетов.
Произошло страшное – взрыв правого двигателя. И всего через четыре минуты после вылета из американского Денвера.
Дым, пламя, паника – людей на борту спасло только мастерство пилотов. Они сумели посадить воздушное судно. Никто не пострадал.
Экспертиза показала – аварию спровоцировала изношенная лопасть. Правда, во время проверки перед рейсом дефектов никто не заметил. Вот и как после такого доверять свою жизнь авиаперевозчикам?
Оказывается, можно и даже нужно. Но лишь в том случае, если перед полетом борт проинспектирует не человек, а уникальный австралийский жук-киборг на дистанционном управлении.
Это самый крошечный, быстрый и надежный авиамеханик на планете. Чтобы обнаружить поломку, ему не нужно неделями разбирать двигатель и сверяться с чертежами. Киборг пролезет даже в самую узкую щель – туда, куда человеку доступ закрыт.
Но как уговорить жука ползти в нужную сторону? Просто нажать кнопку на джойстике. На спине насекомого – что-то вроде маленького рюкзака. На самом деле это микроконтроллер с инфракрасным приемником.
Он-то и улавливает команды с пульта. Дальше передает импульсы на микроэлектроды, которые ученые вживили в надкрылья насекомого. Сигналы заставляют киборга двигаться вправо, влево, вперед и даже взбираться на отвесные стены.
"Мы планируем дополнительно установить на спине жука микролабораторию с мегачувствительными сенсорами. Они будут улавливать частицы металлической пыли от износа деталей, микротрещины, невидимые глазу, и даже пары опасных жидкостей, которые могут спровоцировать катастрофу.
Если с силовой установкой что-то не так – это сразу же отобразится на мониторе, перед которым сидит инженер-человек. Ускорить такую точечную диагностику можно, запустив в силовую установку не одного, а сразу десятки жуков", – отметил преподаватель факультета машиностроения и горного дела университета Квинсленда Т. Тханг Во-Доан.
Лучшее средство от комаров: как пауки создают ловушки для кровососов
Но какими бы полезными ни были насекомые, иногда они все-таки здорово раздражают. Кто из нас не сходил с ума по ночам от назойливого комариного писка? Настало время расплаты. Идеальное оружие уже наготове.
От крошечных кровососов людей спасут другие мелкие и не слишком приятные существа – пауки. Поразительно, но они сами научились распознавать комаров по звуку и, как гладиаторы в Колизее, набрасывать на них сеть.
В программе показали теридиосому самоцветную. В отличие от собратьев этот паук не ждет, пока пища угодит в его сети, он нападает сам.
Американские биологи университета Акрона с удивлением обнаружили: некоторые членистоногие этого вида эволюционировали – наловчились предсказывать появление комара по вибрации воздуха от взмахов его крыльев. Звучит уже впечатляюще.
Но и это не самое удивительное. Только вообразите, крошечный паук, словно разумное существо, натренировался плести настоящие акустические ловушки.
Это не обыкновенные хаотичные сети, а идеальные конусы-воронки. Благодаря такой форме они работают как антенны – улавливают и фокусируют звуки пролетающей добычи.
"Заслышав приближение комара, паук молниеносно дергает за сигнальную нить, и вся конструкция резко сжимается. Упругая паутина, словно батут или катапульта, резко выстреливает вверх – и сбитая с толку добыча врезается в липкие ловчие нити!
На это уходит всего 38 миллисекунд, насекомое не успевает увернуться. Мы можем сделать подобный прибор. Он будет приманивать комаров, а затем захлопываться, как капкан", – объяснил профессор биологического факультета университета Акрона Тодд Блэкледж.
Сверхнасекомые в нашей жизни: как пауки могут помочь людям
А что если наделить суперспособностями самих пауков? Звучит как фантастика, и тем не менее это удалось немецким ученым. Исследователи Университета Байройта сразили мир наповал, создав первого в мире восьминогого ткача, который прядет светящуюся паутину.
Не стильный ночник и не светлячок в банке, а потрясающие воображение плоды труда улучшенного наукой кругопряда. Ученые встроили в ген шелка паучихи красный флуоресцентный белок, и теперь ее сети мерцают в темноте багряным оттенком.
Но самое интересное даже не это. Невероятно, но потомство модифицированной особи унаследовало мамину суперспособность. Это открывает потрясающие перспективы. Такие пауки и их детеныши смогут снабжать суперматериалом медиков.
"Паучий шелк – невероятно прочный материал. Самое простое – из него можно создавать светящиеся хирургические нити. Используя их, врач будет лучше видеть шов или имплант во время и после операции. К тому же вместо флуоресцентного белка мы можем встроить в гены паука и другие компоненты, чтобы у нитей появились новые функции. Например, сделать материал противомикробным или использовать его для доставки лекарств к труднодоступным органам", – заявил заведующий кафедрой биоматериалов университета Байройта Томас Шайбель.
Удивительно, что такие маленькие и не самые приятные существа могут принести миру колоссальную пользу. Неужели мы зря их недолюбливаем?
В следующий раз, завидев комара или паука, не спешите хвататься за мухобойку. Возможно, именно с их помощью человечество сможет спастись от страшных болезней, землетрясений, цунами и борщевика.