Моль с дистанционным управлением

Постройка миниатюрных летательных аппаратов всегда была нетривиальной задачей. Инженерам, использующим примеры из живой природы, требуется воспроизвести очень сложный механический комплекс. Современный технический уровень еще не достиг совершенства естественной среды, поэтому ученые сконцентрировались на альтернативных разработках. Так на свет появилась "высокотехнологичная моль", которой можно управлять на расстоянии.

Идея использовать насекомых в качестве природных беспилотных летательных аппаратов возникла очень давно, но долгое время оставалась лишь темой для фантастических произведений. На научном фронте ситуация выглядела гораздо более пессимистичной.

Главной задачей биотехнологов была разработка настолько крошечных и легких приборов, чтобы их можно было закрепить на насекомом, не причиняя ему вреда. Реальные прорывы в этом направлении начали происходить только в последние годы, когда развитие нанотехнологий и микроэлектроники позволило создавать по-настоящему миниатюрные устройства, которые позволяют управлять живыми существами.

Читайте также " Комариная вакцинация спасет от малярии "

Самым простым способом манипулирования является воздействие на объект веществами, вызывающими у него предсказуемую реакцию. Для Manduca quinquemaculata, также известной как томатная бабочка (подвид моли), такими возбудителями являются различные яды природного и искусственного происхождения.

Сначала исследователи из американского Университета Корнеля опробовали воздействие на взрослую особь томатной бабочки нескольких ядовитых веществ – токсинов, вырабатываемых другими насекомыми и пауками, а также произведенных человеком инсектицидов. Оказалось, что разные реагенты по-разному влияют на моль, причем их всех можно разделить по зоне действия на локальные и глобальные.

В зависимости от размера инъекции каждый токсин по-своему воздействует на метаболизм томатной бабочки, замедляя или ускоряя его, а, следовательно, влияя и на скорость движения крыльев. Отобрав из всего ряда препаратов один наиболее безопасный для моли, ученые перешли ко второй стадии исследования.

Группе взрослых особей Manduca quinquemaculata, которым оставалось несколько дней до окукливания, имплантировали микроустройство, способное по радиосигналу выделять токсин в организм носителя. После проведенной операции все подопытные остались живы, но после окукливания и перехода в последнюю жизненную стадию – имаго – оказалось, что многие насекомые не могут контролировать работу собственных крыльев.

Те же создания, чьи организмы справились с поставленной задачей, перестали быть самостоятельными. При помощи инъекций токсина исследователи смогли контролировать скорость передвижения томатной бабочки, причем каждый ввод яда замедлял метаболизм строго на заданное значение.

Конечно, ученым не удалось полностью взять под контроль Manduca quinquemaculata, и они не в силах заставить насекомых совершить полет по заданной траектории. Но авторы исследования Арам Чанг и Дэвид Эриксон уверены, что находятся в самом начале пути и уже скоро смогут найти подходящий способ заставить моль поворачивать вправо и влево.

Уже сейчас биологи разрабатывают конструкцию, которая даст возможность при помощи электрического тока на короткие промежутки времени изменять частоту взмахов выбранного крыла. А вот над способами контролировать высоту полета бабочек ученым еще предстоит поломать голову.

Смотрите также фоторепортажи в разделе " Наука и история "

Томатная бабочка была выбрана в качестве объекта эксперимента неспроста. Она способна поднимать грузы, масса которых равна ее собственной, без потери летных характеристик. Кроме того, эти насекомые очень выносливы и преодолевают до десяти километров в день без посадок.

Когда исследования будут завершены, радиоуправляемая моль найдет множество применений. Конечно, первым в голову приходит использование контролируемых насекомых для шпионажа и разведки. Томатную бабочку можно посылать в любом направлении – она отлично справляется с турбулентностью и может преодолевать сильные порывы встречного ветра.

Вместе с тем, ученые называют и другие, более мирные цели, в которых Manduca quinquemaculata способна оказаться полезной. С ее помощью можно будет изучать течения ветров, исследовать состав воздуха и измерять уровень задымления при пожарах и на производстве – моль практически не восприимчива к углекислому газу.

Читайте также на " Правде.Ру "