Юный техник, 2014 № 09

ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ Таракан, таракан, тараканище

Кукарача — это одно из названий таракана. Вообще в мире насчитывается около 4 000 видов тараканов и лишь около трех десятков их разновидностей живут в наших домах. Люди воюют с ними тысячелетиями. Но, несмотря на наши усилия, эти существа благополучно живут и ныне.

Более того, если завтра вдруг случится какой-нибудь всепланетный катаклизм, наибольшие шансы выжить имеет именно тараканий род. Исследователи выяснили, что тараканы и скорпионы — единственные организмы, способные выжить после взрыва атомной бомбы. Считается, что тараканы могут выдержать сильную радиацию потому, что у них более медленный цикл деления клеток. А клетки наиболее чувствительны к радиации как раз во время деления.

Таракан может задержать дыхание на 40 минут. Недавно биологам под руководством Натальи Шипф из австралийского Университета Квинсленда удалось выяснить природу странной особенности тараканов. Оказывается, у них «захватывает дух» в сухой окружающей среде. Задерживая дыхание, они тем самым берегут влагу в организме. По мнению биологов, тараканы уже подготовились к глобальному потеплению.

А сам трюк еще раз свидетельствует о том, что тараканы — удивительные приспособленцы. Похоже, о том, что глобальное потепление неотвратимо, они узнали заранее. Ведь за 280 млн. лет своего существования род тараканий многое повидал и ко многому приспособился. Вот динозавры приспособиться не смогли и вымерли, а тараканы — их современники — здравствуют и поныне.

Таракан может неделю просуществовать без головы. Даже после обезглавливания системы организма таракана продолжают работать, и, в принципе, он мог бы жить и дальше, если бы не одна проблема. Без головы он не может пить и умирает от жажды.

Тараканы размножаются очень быстро и в большом количестве. Самка может выносить около 30–40 яиц в своем мешочке, называемом «оотека». В течение жизни продолжительностью в 6 месяцев она может произвести 6–8 таких мешочков, то есть дать жизнь 180–320 отпрыскам.

Три четверти свой жизни тараканы проводят в покое, забившись в какую-нибудь щель. Однако при необходимости они могут довольно быстро бегать, развивая скорость до 5 км/ч, и даже летать. А потому способны быстро занимать новые территории.

Таракана очень трудно застать врасплох, потому что на ножках его есть мелкие волоски, которые улавливают малейшие движения воздуха, вызванные приближением животных и людей. Это в сочетании с чувствительной нервной системой позволяет тараканам реагировать на опасность за сотые доли секунды.

Тараканы способны есть практически все, что попадется на их пути, и перемалывают даже самую грубую пищу благодаря мощным челюстям. При этом, чтобы выжить, им достаточно питаться один раз в месяц.

Тараканы довольно умны и умеют извлекать уроки из ошибок. Так, например, еще недавно эти насекомые обожали сладкое. А теперь смотрят на него с отвращением. Почему? Они распознали, что с сахаром люди смешивают яды, убивающие тараканов. И теперь перешли на диету. «Диетический» феномен обнаружили недавно исследователи под руководством профессора-энтомолога Коби Шала из Университета Северной Каролины. И при помощи экспериментов разобрались в его природе.

Когда голодным прусакам предлагали на выбор два угощения — джем, богатый приторной глюкозой, и едва сладкую арахисовую пасту, — они выбирали пасту. Электроды, вживленные в мозг насекомых, показали: арахисовое угощение возбуждало нейроны, реагирующие на сладкое. И вызывало приятные ощущения. А действительно сладкий джем активизировал еще и участки, реагирующие на горькое. В итоге глюкоза вызывает у тараканов лишь чувство горечи.

Таким образом, процесс адаптации, начавшийся примерно четверть века назад, ныне закончился победой тараканов над сладкими ловушками. Неприязнь закрепилась у насекомых на генетическом уровне и передается по наследству.

Теперь вы понимаете, пишет журнал Science, почему именно тараканов исследователи США призывают в спецназ. Американские специалисты уже вплотную подошли к созданию киборга на основе американского таракана (Periplaneta americana).

Недавно на конференции специалистов в Детройте (США) был продемонстрирован робот-таракан Robo-Roach #12. Он тащил на себе рюкзачок, напичканный микроэлектроникой, что позволяло человеку управлять его движениями с помощью сенсорного экрана айфона.

Это чудо-юдо сотворили Грег Гейг и Тим Марзулло, основатели компании Backyard Brains. Таракан поворачивает направо и налево по команде электродов, прикрепленных к его усикам и принимающих Bluetooth-сигналы. Грег Гейг говорит, что тараканы почти не чувствуют боли и быстро привыкают к своей ноше.

Таракан-робот со спецаппаратурой на спине.

Таким образом, появляется реальная возможность направить насекомое как под завал, образовавшийся в результате землетрясения, чтобы отыскать там пострадавших, так и в секретную лабораторию, чтобы выведать секреты конкурентов.

При этом, впрочем, возникает одна серьезная проблема — а от какого устройства датчики информации на спине таракана будут получать энергию для своей работы? Пробовали ставить вместе с датчиком и батарейку. Но оказалось, что все ныне существующие источники энергии весьма тяжелы для этих небольших насекомых.

Однако недавно, похоже, ученым удалось найти выход из этой ситуации. Сотрудники Университета Кейс-Вестерн-Резерв (США) разработали биотопливный элемент, который работает на внутренних ресурсах живых существ.

Топливный элемент имеет размеры 20х15 мм, что позволяет закрепить его на спине таракана. Ячейка содержит электроды, крошечный резервуар для жидкости и иглоподобную трубку, вживляемую в насекомое.

Электричество генерируется следующим образом: через трубку из организма таракана методом диффузии в резервуар попадает биологическая жидкость, содержащая трегалозу (углевод из группы невосстанавливающихся дисахаридов). Это вещество при помощи ферментов расщепляется с образованием глюкозы. Последняя окисляется на положительном электроде, а на отрицательном — генерируется кислород за счет окислительно-восстановительной реакции. Топливный элемент изготовлен из деталей, полученных методом 3D-печати. Выдаваемая мощность — 50 мкВт.

Так что, похоже, у агентов спецслужб появляется дополнительная обязанность. Они сегодня должны еще и отлавливать тараканов.

Публикацию подготовил С. НИКОЛАЕВ