Jedním z dávných snů inženýrů všech dob je propojit živý organismus a stroj. Na prestižní univerzitě v kalifornském Berkeley se nedávno týmu vědců podařil na cestě k tomuto cíli skutečně nečekaný skok. Do těl velkých brouků se jim podařilo implementovat čipy a udělat si z nich tak „hračky“ na dálkové ovládání. A to skutečně doslova!
Představte si, že kdesi v pralese okolo vás proletí mohutný hmyz. Možná se po něm otočíte či oženete, každopádně mu příliš pozornosti věnovat nebudete – takových přece okolo létá! Takové opomenutí by vás však mohlo stát život! Nepříjemný letící bručoun, kterého jste právě odehnali rukou, totiž mohl být vojenským špionem nebo dokonce přinesl na nepřátelské území náklad nebezpečných virů. Zařadit takového nenápadného pomocníka do svého arzenálu je již dlouho snem mnoha armádních generálů po celém světě. Není proto divu, že ačkoliv se takové výzkumy dějí na běžných univerzitách a výzkumných ústavech, peníze na své výzkumy získávají vědci především od vojenských institucí. Důležitý pokrok na cestě k propojení živého organismu a stroje učinili nedávno američtí vědci, které sponzoroval přímo Pentagon.
Zvířata ve službách vojska
Spojení zvířete a vojáka či bojovníka zná lidstvo odnepaměti. Nejčastější službou, kterou zvířata vojákům nabízejí, je přirozeně doprava. V době před nástupem motorových vozidel si lze stěží představit jedinou armádu, která by nevyužívala sílu koní či oslů. V pozdní helénistické antice byly zase velmi populární sloni. Ti toho sice nikdy příliš mnoho neuvezli, před jejich mohutnými těly se však soupeřům snadnou podlomila kolena. K nahánění hrůzy byla užívána i jiná zvířata, například psi. Hlavním a tradičním úkolem psů je však stopování a vyhledávání nebezpečných chemikálií, bomb či těl zraněných. Stejné úkoly, které plní psi na souši, je však třeba někdy splnit i pod vodou. V posledních letech se tak čím dál častěji dostávají ke slovu i speciálně vycvičení savci mořští – delfíni a příbuzní lachtanů, lvouni. V řadě úkolů může zase naopak posloužit zvířatům jejich nenápadnost. Kdo by si všímal holuba, který přelétá celá bojiště se zprávou? Kdo by se staral o netopýra nebo krysu, kteří uhánějí do nepřátelského týlu jako živé bomby? Těžko si však představit větší přeborníky v nenápadnosti, než je hmyz. Zatímco včely bývají trénovány, aby „vyčenichaly“ miny či zbraně hromadného ničení, broukům připadla role vyzvědačů a sebevražedných atentátníků.
Kyborgové z hmyzí říše
Americká Agentura pro výzkum pokročilých obraných projektů (DARPA), která je přímo podřízena Pentagonu, se zaměřuje na výzkum a podporu drobných projektů, které však mohou mít velmi rychlé a efektivní využití ve službách armády. Za 52 let své existence má na svém kontě již slušnou řádku velmi úspěšných projektů – jmenujme například předchůdce internetu ARPANET či přístroje pro určování polohy na zemi, předchůdce dnešních GPS. Jedním z posledních projektů, který je realizován pod hlavičkou DARPA, je znám pod zkratkou HI-MEMS. Nejde o nic jiného, než že se v řadě laboratoří napříč Spojenými státy vědci snaží vypěstovat skutečný superhmyz pomocí elektronických vylepšení. A kde by takoví hmyzí kyborgové mohli nacházet své uplatnění? Autoři očekávají celou řadu možností. Zabijácká armáda hmyzích útočníků by mohla roznést po nepřátelském území smrtící viry či bakterie. Proti takovému útoku dnes neexistuje prakticky žádná obrana. Brouci se mohou stát dokonale nenápadnými špiony. Pomocí miniaturních senzorů a kamer mohou informovat o dění za nepřátelskými liniemi i ve velitelských štábech. Implantovaná elektronická zařízení by například mohla stimulovat hmyz k vylučování větších dávek feromonů. „Jelikož hmyz z velké části komunikuje právě díky vylučování stopového množství těchto látek, mohli bychom v budoucnu manipulovat jeho chováním. Své využití by takové úpravy našly například u škůdců nebo naopak u domácích včel,“ říká programový manažer projektu, dr. Jack Judy. „Stejně tak lze očekávat i vylepšení letových a smyslových schopností hmyzu,“ upřesňuje.
Zlatohlávek napojený na počítač
Na univerzitě v kalifornském Berkeley se tým pod vedením dr. Hirotaka (-ky?) Sata pokusil vylepšit obří zlatohlávky druhu Mecynorrhina torquata. Tyto brouky si vybrali zejména proto, že jsou dostatečně masivní, a tak jim nějaké to závaží navíc velké vrásky nedělá. Dr. Sato si proto mohl dovolit voperovat do jejich štítu čili pronota zvláštní zařízení, které se napojuje přímo na živé tkáně brouků. Tato drobná „aktovka“ na jejich zádech v sobě nese svalové a nervové stimulátory, přijímač radiových vln a také mikrobaterii. Vědci byli sami překvapení, jak snadno se jim pomocí tohoto zařízení podařilo získat nad šestinohými svěřenci kontrolu. Pomocí vysílačky napojené na osobní počítač dokázali brouky přinutit nejen k tomu, aby vzlétli nebo přistáli, ale dokázali je přinutit i měnit výšku letu či zatáčet. K nastartování a ukončení pohybu křídel stačil jediný elektrický impulz z elektrody, implantované do optického laloku v broučím mozku, k zatáčení zase stačilo vyslat slabý impulz do svalů, ovládajících křídla. Dr. Sato však nevidí budoucí využití svých výzkumů pouze v armádě. „Naše výsledky mohou být užitečné i pro ty, kdo se zabývají námluvami a pářením hmyzu, jejich jídelními zvyklostmi či dynamikou a energetikou jejich letu,“ uzavírá mladý americký vědec japonského původu.
Listorozí brouci – živá obrněná letadla
Kdybychom vypsali pomyslnou soutěž o evolučně nejúspěšnější skupinu organismů, byla by volba zcela jednoduchá. Na celé čáře by zvítězila druhově nejpočetnější skupina hmyzu – brouci (Coleoptera), kterým se podařilo adaptovat na většinu podmínek, které na suché zemi nalezneme. (Nežijí jen ve slané vodě nebo v polárních oblastech). Vědci si proto přirozeně pokládají otázku, co vlastně stojí za jejich tak neuvěřitelnou úspěšností? Ačkoliv se odpovědi různí, jedna z nich je přeci jen nejčastější – jsou to jejich tvrdé krovky, které jim poskytují vynikající ochranu. Pravými přeborníky v tvrdosti jsou brouci z variabilní a druhově početné skupiny brouků listorohých (Scarabaeoidea), kam řadíme například chrobáky, chrousty, nosorožíky, roháče či zlatohlávky. Mezi posledně jmenovanými nalezneme i brouky se zvláštním prvenstvím – brouky nejtěžší. Jsou to největší zástupci zlatohlávků, kterým přírodovědci přidělili skutečně přiléhavou přezdívku – goliáši (Goliathini). Tvrdívá se dokonce, že srážka jedoucího auta s letícím goliášem končí pro auto rozbitým předním sklem. Není proto divu, že si američtí vědci vybrali pro své výzkumy právě tyto africké obrněnce.
Broučí mozek na několik dílů
I když mluvíme u hmyzu o mozku, není to stejný orgán, jaký známe od nás či našich příbuzných, obratlovců. Jejich mozek je stejně jako u nás umístěn v hlavě, jeho původ je však poněkud jiný než u nás. Vznikl vlastně spojením tří původně samostatných nervových zauzlin, ganglií. První z nich má na starosti především oči, druhá tykadla a třetí napomáhá ke sjednocování údajů z prvních dvou. Aby to však nebylo málo, nalezneme v hlavové části hmyzu ještě jeden „mozek“. Toto druhé centrum je umístěno ve spodní části hlavy a odborně jej nazýváme podjícnové ganglion. Jeho starostí je zejména pohyb a inervace ústních orgánů. Stejně jako nadjícnový „mozek“ je tvořeno třemi původně oddělenými částmi. Odborníci se domnívají, že hlava dávného předka všech dnes žijících druhů hmyzu byla článkovaná podobně, jako dnes například žížaly. Když se ale v průběhu evoluce vytvořila samostatná hlavová část, obě trojice se rozešly na opačné strany hlavy a „dvoudílný“ mozek hmyzu byl na světě.
