Srpen 2006

Vycvičené včely odhalí teroristy

Eva Hníková

Krysa dovede najít minu, potkan člověka v sutinách a pes nemocného s rakovinou. Obdivuhodné schopnosti zvířat společně s moderní technikou otevírají lidem zcela nové možnosti. Terorista vstupuje na rušné letiště. Protože se chová nenápadně, nevzbudí zájem ostrahy. Nikdo si tak ani nevšimne, že ukrývá pod košilí výbušninu. Životy lidí v letadle ale naštěstí na poslední chvíli zachrání vynikající čich včel. Drobní živočichové, kteří prošli speciálním „výcvikem“, totiž umějí ve vzduchu přicházejícím ventilací z letištní haly rozpoznat výbušninu. Z včelí do lidské řeči tuto informaci „přeloží“ speciální přístroj. Ten následně také spustí poplašný alarm a terorista se do letadla již nedostane.

Popsaný příběh je zatím pouhé sci-fi, již brzy by se však mohl stát realitou. Jak uvádí v jednom z posledních vydání časopis New Scientist, britští odborníci nyní testují prototyp podobného zařízení. A první výsledky tohoto i dalších vědeckých týmů vypadají opravdu slibně.

Hledání šťavnaté housenky

Vynikající čich blanokřídlého hmyzu začalo v poslední době ve prospěch lidí využívat hned několik skupin odborníků. Američtí výzkumníci z Georgijské univerzity si vybrali parazitické vosičky druhu Microplitis croceipes. Tito zhruba centimetroví a velice všestranní živočichové mají citlivější čich než uměle vytvořený elektronický nos. Na jejich tykadlech najdeme mikroskopické senzory, které dovedou odhalit i velmi slabou vůni. Také se rychle učí a umí najít i látky, s nimiž se v přírodě nikdy nesetkaly. Samičky těchto vosiček kladou vajíčka do těla housenek poškozujících kukuřičná nebo tabáková pole. Proto na ně také vědci původně soustředili svou pozornost. Zjišťovali, jak by se daly vosičky využít k ochraně polí před škodlivými housenkami.

Během výzkumu se ukázalo, že čich hraje u těchto živočichů opravdu významnou roli, a to nejen při hledání potravy, tedy chutného květinového nektaru, ale i při pátrání po vhodném hostiteli budoucích potomků. Když housenky žvýkají listí, uvolňuje se vůně, která spolehlivě přiláká samičku nachystanou ke kladení vajec. A jakmile se vosička dostane blíž k housence, zachytí i její pach a podle něj se pak orientuje.

Celkově se během života blanokřídlý hmyz druhu Microplitis croceipes setká s tisícovkami různých čichových vjemů. Schopnost správně je rozlišovat rozhodujícím způsobem ovlivňuje jeho naději na přežití.

Lepší než pes

Nedávno nasměrovala americká vojenská agentura DARPA výzkum vědců z Georgijské univerzity do nové oblasti. Požádala je, aby zjistili, zda vosičky dovedou „vyčenichat“ například také výbušninu. Jak následně výzkumníci uvedli v časopise Chemical Senses, jde to poměrně jednoduše. Postačí, aby drobní živočichové absolvovali krátký výcvik spočívající ve vytvoření podmíněných reflexů, které popsal již I. P. Pavlov u psů. Vosička si přičichne k určité vůni a vzápětí dostane cukerný roztok. Když takto vytrénovaný živočich ucítí danou vůni, očekává chutné sousto a podle toho se také chová.

„Dosud se vosičky naučily rozpoznat všechny látky, které jsme jim předložili,“ podotýká biolog Glen Rains z Georgijské univerzity. Studie zveřejněná v odborném časopise Journal of Forensic Sciences například uvádí, že druh Microplitis croceipes dovede odhalit i několik molekul aromatické látky, která se uvolňuje z trinitrotoluenu. Najde také drogu, zkažené jídlo nebo třeba plíseň.

Výcvik vosičky je levnější a rychlejší než výcvik policejního psa. Její schopnost „vyčenichat“ hledanou látku je mnohem lepší. Vědci proto začali přemýšlet, jak konkrétně by drobní živočichové mohli pomáhat policistům nebo vojákům. Nakonec vyvinuli zařízení, které kombinuje moderní techniku s unikátními schopnostmi hmyzu, a nazvali ho „wasp hound“ neboli „vosí chrt“. Funkci senzoru v něm plní vosičky.

Alarm upozorní na teroristu

Když hladová vosička ucítí potravu, snaží se k ní dostat. Tykadly prozkoumává místo, které považuje za zdroj libé vůně. Pokud ve své blízkosti vycítí housenku, připravuje se zase na kladení vajec. Vědci zvolili motivaci jídlem. Vosičky nejprve „natrénovali“ na potřebnou vůni, například na výbušninu, a pak je umístili do speciální komůrky s několika průduchy. Jejich pohyb zaznamenávala kamera napojená na počítač. Ten posbírané informace následně vyhodnocoval. Když do jednoho z průduchů vehnali výzkumníci vůni výbušniny, vosičky začaly být velice aktivní a rychle se kolem něj shlukly. Toto „srocení“ pak počítač považoval za stav nouze a spustil alarm. Případný terorista s výbušninou by tak mohl skončit v rukou policie.

„Obyčejně získáme odpověď do 25 sekund,“ podotýká k rychlosti zpracování informací Glen Rains. Společně se svými kolegy se domnívá, že „vosí chrt“ pronikne do praxe během tří let.

Po stopách levné whisky

Ještě více se k praktickému využití hmyzího čichu v boji s terorismem přiblížili britští odborníci z firmy Inscentinel, která je součástí vývojového střediska Rothamsted Research v Hertfordshire. Vyvinuli prototyp detektoru, který využívá jako senzor včely medonosné. Zařízení sice dosud nemá jméno, ale už našlo výbušniny v autě. Nyní ho odborníci testují na malém dopravním letišti v Británii.

Včely patří mezi jeden z nejlépe prostudovaných zástupců blanokřídlého hmyzu, právě proto si je britští odborníci vybrali. Při hledání potravy využívají čich i zrak. Když se vrátí do úlu, předají informace o nejbohatších „nalezištích“ potravy ostatním, a to prostřednictvím specifického tance a vůně, kterou přinášejí na svém těle. Během čtyřtýdenního života se naučí rozeznávat velké množství různých pachů.

Když včela očekává přísun potravy, automaticky vystrčí svůj jazýček. A právě tento pohyb britští vědci sledovali. Prototyp jejich zařízení se však v základních principech podobá tomu americkému. Výzkumníci k „vycvičeným“ včelám umístěným ve speciální zásuvce vhánějí vzduch s příměsí vůně a kamera sleduje jejich reakci. Následně ji přenáší na obrazovku počítače. „Vystrčení jazyku pak software chápe jako slovo ano,“ vysvětluje Rachael Carsonová.

Výzkumníci z firmy Inscentinel původně vyvíjeli zařízení ke zkoumání kvality potravin. Chtěli, aby například dovedlo najít kazící se jahody nebo levnou whisky vydávanou za prvotřídní nápoj. „Postupně se však těžištěm výzkumu stalo odhalování výbušnin,“ poznamenává Rachael Carsonová. Včely se podle ní mohou naučit rozpoznávat všechny známé trhaviny. A najdou je i ve stopových množstvích.

Čtyřnohý lékař zasahuje

Hmyzí čich však nemusí hledat jen bomby nebo drogy. Vědci se domnívají, že pomůže také lékařům při odhalování nemocí v raném stadiu. Peptický vřed, některé typy rakoviny nebo tuberkulóza o sobě totiž dávají vědět specifickým pachem moči, dechu nebo slin ještě dříve, než se objeví první symptomy.

Roli „zdravotníků“ však vědci přisoudili i dalším živočichům. Tým amerických a polských výzkumníků například testoval schopnosti psů. Jak uvádí studie zveřejněná počátkem letošního roku v časopise Integrative Cancer Therapies, poznali „čtyřnozí lékaři“ z dechu člověka rakovinu prsu v 88 procentech, rakovinu plic pak dokonce v 99 procentech případů. Méně se jim dařilo v případě kuřáků.

Ryby zase mohou podat informaci o znečištění pitné vody jedem. Když slunečnice velkoploutvá ucítí ve vodě toxickou látku, začne rychleji dýchat a pohybovat se specifickým způsobem. Počítač, který sleduje chování ryb v nádrži, pak spouští alarm. Popsaný systém hlídá například rezervoár s pitnou vodou v New Yorku.

Do služeb vojáků a záchranářů vstupují také hlodavci. Belgičtí vědci například nedávno vycvičili krysy obrovské k pátrání po minách. Až tříkiloví živočichové s tělem dlouhým 40 centimetrů se při testech osvědčili lépe než psi nebo detektory kovů. Ty reagují na jakýkoli kousek kovu a jen málokdy se skutečně jedná o minu. Psa zase znevýhodňuje jeho hmotnost. Když na minu šlápne, může ji odpálit. Krysy by měly pomoci především při odminování rozsáhlých oblastí v subsaharské Africe.

Dalšího hlodavce, v tomto případě potkana, chtějí vědci z Floridské univerzity využít k hledání lidí zasypaných v budovách při zemětřesení. Dovede totiž snadno prolézt troskami. Tentokrát ovšem badatelé zvolili o něco drsnější přístup: implantovali do mozku potkanů elektrody a na hřbet jim připevnili malý vysílač. Když potkan ucítí pach člověka, vyvolají vědci v jeho mozku příjemný pocit. Díky tomu se zvíře naučí hledat zasypané lidi.

(Lidovky, www.lidovky.cz)