מה יכול זבוב הפירות להריח?

מדעני המוח הופתעו לגלות כי “האף” של זבובי פירות יכול לזהות ריחות של סמים וחומרי נפץ, כמעט בדיוק כמו ריחות של המזון האהוב עליהם

מאת: אופיר מרום

מדעני המוח הופתעו לגלות כי “האף” של זבובי פירות יכול לזהות ריחות של סמים וחומרי נפץ, כמעט בדיוק כמו ריחות של המזון האהוב עליהם.

“אפים” אלקטרונים מבקשים לחקות את חוש הריח המפותח אצל בעלי החיים, המסוגל לסווג תערובות מורכבות של חומרים באוויר לקטגוריות משמעותיות. לאפים אלקטרוניים שזמינים כיום באופן מסחרי יש 18-2 חיישנים (בעיקר חיישני תחמוצת מתכת) מוטבעים בתוכם, ואילו לרוב החרקים יש בין 300-50 חיישנים ביולוגיים, אשר יכולים לפעול ברזולוציה של אלפיות שנייה – עד 1,000 פעמים מהר יותר מאשר חיישני תחמוצת מתכת .

חוש הריח המפותח של זבוב הפירות מאפשר לו לנווט במרחב, ולהגיע ממרחק רב בדיוק אל מקור המזון החביב עליו. אך האם הוא מסוגל לזהות באותו דיוק גם חומרים שאינם “מעניינים” אותו? במסגרת מחקר שבוצע באוניברסיטת Sussex, תעדו החוקרים כיצד הגיבו 20 סוגים שונים של קולטני ריח, שמהווים חלק ממערכת ההרחה של זבוב הפירות, כאשר נחשפו לכ-36 כימיקלים הקשורים ליין (ריחות המאפיינים פירות שתססו, חלק משמעותי בתזונה של זבוב הפירות) ול-35 כימיקלים הקשורים לחומרים תעשייתיים מסוכנים.

החוקרים מדדו את התגובה החשמלית שמתקבלת מתאי העצב של זבוב הפירות כדי לראות אילו כימיקלים השרו את התגובה החזקה ביותר. לאחר מכן השתמשו החוקרים בתוכנת מחשב כדי לדמות את החלק במוח של הזבוב המשמש לזיהוי, כדי להראות שתגובות שנקלטו הכילו מספיק מידע כדי לזהות ריחות. הדיוק הטוב ביותר בזיהוי החומרים הושג כאשר נעשה שימוש בכל 20 הקולטנים; עם זאת, ע”י שימוש ב-10 או ב-11 קולטנים בלבד ניתן היה לקבל זיהוי נכון של הכימיקל הנבדק בכ- 90% מהמפעמים. לכאורה, חומרים תעשייתיים אלה אינם חיוניים להישרדותו של זבוב הפירות, לכן אפשר להניח שמערכת ההרחה שלו לא התפתחה באופן ספציפי כדי לזהות אותם. אולם, בניגוד לצפיות החוקרים, באמצעות קולטני הריח של זבוב הפירות ניתן היה לזהות בדיוק רב גם את החומרים התעשייתיים.

המטרה ארוכת הטווח של המחקר היא “לשחזר” אפים של בעלי-חיים עבור יישומים טכניים כגון: זיהוי של חומרי נפץ, נשק כימי, תרופות, מזון מקולקל ועוד מגוון רחב של תרחישים, הדורשים מדידה של מולקולות קטנות באוויר. אולם, לדברי החוקרים, ייצור מחדש של כל האף יהיה מסובך מדי. סביר יותר שניתן יהיה לייצר התקן עם מספר מצומצם של חיישנים. תוצאות המחקר מצביעות על כך שגם התקן חישה המבוסס על כעשרה סוגים של קולטנים יכול לעבוד (מתוך כ- 42 סוגים שונים אצל זבוב הפירות או מתוך כמה מאות אצל כלבים) וכן מצביעות תוצאות המחקר לאילו סוגי חיישנים סבירות גבוהה להתאים לכך.