Posebna vrsta kukaca detektira infracrveno zračenje s udaljenosti od preko 100 kilometara

Sviđa ti se članak?

Tokom četrdesetih godina prošlog stoljeća gledatelji koji su prisustvovali utakmicama na Berkley’s Californian Memorial stadionu u SAD-u često bi doživjeli nezapamćene navele kukaca. Insekti bi u samo nekoliko minuta preplavili njihovu odjeću i nemilice ih grizli po vratu i rukama. Iako je u to vrijeme izgledalo kao da nema racionalnog objašnjenja za ovu nesvakidašnju pojavu, znanstvenici su ipak uspjeli razriješiti enigmu. Budući da četrdesetih godina u Americi još nije bilo ni govora o zabrani pušenja na javnim mjestima, vrlo visok postotak gledatelja uživao je u cigaretama tokom utakmice. Dim od njihovih cigareta protezao se nekoliko desetaka metara u zrak, a gdje ima dima, kaže poslovica, ima i vatre. No, poslovica ne kaže da tamo gdje ima vatre ima i posebne vrste insekata koje vatra neodoljivo privlači, piše DiscoverMagazine.

Dok većina životnija od vatre bježi glavom bez obzira, posebna vrsta kukaca čitavog svog života aktivno traži i uvijek leti upravo prema vatri. Radi se o kukcu iz roda Melanophila (engleski prijevod je fire-chasing beetle) koji svoja jajašca može polagati samo u drveću kojem je vatra uništila prve zaštitne slojeve kore. Vatra ima toliko ključnu ulogu u njihovim životima da su ovi kukci spremni letjeti i do 60 kilometara samo kako bi ju pronašli. Zanimljivo je i kako Melanophila acuminata nije pretjerano izbirljiva kod odabira vatre prema kojoj će letjeti. Jasno, šumski požari su logičan odabir, no ovi neobični kukci letjet će i prema industrijskim postrojenjima, visokim pećima, zapaljenim naftnim mrljama pa, kao što ste mogli primijetiti, i prema sportskim fanovima koji se ne odvajaju od cigareta.

Melanophilia acuminata vatru traži uz pomoć para sitnih udubljenja koje se nalaze ispod njihovog srednjeg para nogu. Svako od udubljenja široko je tek kao par vlasi ljudske kose, ali čak i na tako malenom prostoru smješteno je oko 70 zvonolikih senzora za detektiranje vatre. Kako bi ih mogli lakše zamisliti, spomenimo kako ova sitna udubljenja prilično nalikuju očima kukaca. Još tokom šezdesetih godina prošlog stoljeća znanstvenici su ustvrdili da ovi senzori detektiraju infracrveno zračenje koje emitiraju vrući objekti. Svaki od sedamdesetak senzora ispunjen je specifičnom tekućinom koja se širi kada apsorbira infracrveno zračenje. Ova ekspanzija tekućine stimulira osjetilne stanice u tijelu Melanophila acuminate i kukci na taj način znaju da se negdje u blizini nalazi vatra.

Sposobnost detektiranja infracrvenog zračenja objašnjava činjenicu da su se u prošlosti čitavi rojevi ovih kukaca skupljali na mjestima na kojima nije bilo vidljivih znakova niti vatre niti dima. Naime, Melanophila acuminata ne treba vidjeti znakove vatre, već joj njeni senzori jednostavno „kažu“ da je ona bila tu. O nevjerojatnoj osjetljivosti ovih senzora možda najbolje govori činjenica da su navale ovih kukaca zabilježene desetcima kilometara daleko od svake šume koja predstavlja njihovo prirodno stanište.

Do sada su najoptimističnije procjene govorile kako infracrveni senzori u tijelu Melanophila acuminate mogu detektirati promjene u toplini veće od 600 milivata po četvornom metru. No, ova procjena temeljena je na prilično nepouzdanom laboratorijskom eksperimentu u kojem su kukci bili zalijepljeni za štap i zatim bombardirani infracrvenim zračenjem. Zbog ovakvog načina provođenja eksperimenta znanstvenici smatraju kako zaključke donesene na temelju njega uopće ne treba smatrati relevantnima. Ovome ide u prilog i činjenica da bi kukci, ako stvarno ne detektiraju promjene u toplini manje od 600 milivata po četvornom metru, mogli privući samo požari koji se događaju u krugu od desetak kilometara od njihove trenutne lokacije. No znanstvenici su zabilježili i višestruko duže letove od ovih što jasno govori kako prvotne procjene o osjetljivosti senzora Melanophila acuminate ne mogu biti točne.


Kako bi precizno izmjerili koliko su točno osjetljiva sitna udubljenja ispod srednjeg para nogu Melanophila acuminate, Helmut Schmitz sa Sveučilišta u Bonnu i Herbert Bousack s Istraživačkog centra u Julichu iskoristili su jedan prilično neobičan događaj. U 11 i 20 ujutro desetog kolovoza 1925. munja je zapalila naftni deponij u gradu Coalinga u Kaliforniji. Veliki spremnici ispunjeni naftom vrijedni na desetke tisuće dolara jednostavno su nestali u ogromnom plamenu. Do kasnih noćnih sati goruća nafta prouzročila je požar čiji se plamen protezao nekoliko desetaka metara u zrak. Ne treba posebno ni naglašavati, u vrlo skorom roku požarište je doslovno bilo prepravljeno kukcima privučenim vatrom.

Melanophila acuminate su, odmah je bilo jasno, doputovale iz prilično udaljenih krajeva. Naftni deponij nalazio se na pustom području oko kojeg u krugu deset kilometra nije bilo nikakvog skupa stabala u kojemu bi ovi kukci mogli živjeti. U šumama koje su okruživale požarište u posljednjih nekoliko godina nije zabilježen nikakav požar i, smatraju znanstvenici, nije vjerojatno da se u njima mogla nalaziti tako velika populacija Melanophila acuminata. Prema teoriji Schmitza i Bousacka, većina kukaca je u potrazi za zapaljenim drvećem stigla iz nacionalnih parkova Sequoia i Kings Canyon koji su od naftnih deponija udaljeni otprilike 130 kilometara prema istoku.

Schmitz i Bousack zatim su koristili računalne simulacije (standardna procedura pri procjeni rizika i određivanju sigurnosnih strategija u slučaju požara) kako bi procijenili koliko je visok bio i u kojem smjeru se kretao plamen koji je prouzročila zapaljena nafta. Uz pomoć ove simulacije saznali su i koliko je otprilike toplinske energije prouzročio požar. Nakon što su saznali ove informacije, Schmitz i Bousack izračunali su kako su, da bi bile u stanju primijetiti požar s udaljenosti od 130 kilometara, Melanophile acuminate opremljene senzorima koji mogu detektirati toplinske promjene od 0,13 milivata po četvornom metru. Kako bi bolje shvatili o kakvoj nevjerojatnoj sposobnosti se radi, spomenimo kako ovi podatci sugeriraju da su „senzori“ Melanophila acuminata osjetljivi poput radio teleskopa koje danas koriste astronomi. Također, njihovi senzori su  neusporedivo osjetljiviji od bilo kojeg detektora infracrvenog zračenja koje danas postoji na tržištu.

S tako velike udaljenosti, praktički svaki signal otvorenog plamena trebao bi biti u potpunosti neprimjetan zbog efekta termalnog šuma – slučajnih varijacija u toplinskim valovima koje postoje u svakom okolišu. No, kažu znanstvenici, moguće je da Melanophile acuminate „pročišćavaju“ toplinski šum tako što uspoređuju „podatke“ koje zaprima svaki od sedamdesetak senzora za detekciju infracrvenog zračenja. Na ovaj način bi mogli precizno odrediti radi li se uistinu o slučajnim i (za njih) beznačajnim promjenama ili one sugeriraju kako negdje u blizini postoji požar koji stvara povoljne uvjete za polaganje jajašaca.

Osim ovoga, postoji i još jedna teorija o tome kako Melanophile acuminate primjećuju požare s tako velikih udaljenosti. Schmitz i Bousack smatraju kako ovi neobični kukci mogu iskorištavati fenomen koji se naziva stohastička rezonanca. Ukratko, radi se o tome da će određeni signal koji oscilira od normalnog biti tim izraženiji što je okolinski šum snažniji.

Znanstvenici već znaju da životinje imaju neurone koji iskorištavaju fenomen stohastičke rezonance. Primjerice, posebna vrsta skakavaca koristi ovaj fenomen kako bi detektirali sitnu promjenu u tlaku zraka koju stvara mahanje „krila“ nadolazeće ose ili pčele, posebna vrsta ribe fenomen koristi kako bi detektirala sitne promjene u električnom polju koje stvara plankton kojim se hrane itd. Zasad se ne može sa sigurnošću tvrditi koristi li Melanophila acuminata istu metodu, ali Schmitz i Bousack su uvjereni kako je ovo prilično smislena hipoteza. Oni smatraju kako je moguće da treperenje vatre stvara oscilirajući signal koji može biti detektiran s prilično velikih udaljenosti.

Njihove pretpostavke definitivno se uklapaju u priču o plamenoj buktinji koja je nastala u Coalingu. No, ako znanstvenici uistinu žele testirati sposobnost ovih neobičnih kukaca da detektiraju infracrveno zračenje, morat će ih podvrgnuti mnoštvu testova u strogo kontroliranim uvjetima u laboratoriju. Ukoliko ovi testovi uistinu potvrde hipoteze Schmitza i Bousacka, sasvim je vjerojatno kako će nevjerojatnih prirodni senzori ovih malenih životinja jednog dana poslužiti kao idealan model za razvitak tehnologije naprednije od svega što trenutno poznajemo.

Zanimljivo na webu:


3 komentara na ovaj članak

Odgovori

02_05_09-icub_300x400
Robot uči jezik kroz “razgovor” s ljudima
google
Što možemo očekivati od Googlea u bližoj budućnosti?