¿Por qué las moscas zumban en círculos si el aire está en calma? ¿Y por qué importa?
En un artículo publicado en línea el 26 de julio de 2024 por la revista Scientific Biología actual, la profesora asistente de la Universidad de Nevada, Reno, Floris van Bruegel, y el investigador postdoctoral S. David Stupsky responde a esta pregunta actualizada sin respuesta. Y esa respuesta podría ser la clave para la seguridad pública, específicamente, cómo entrenar mejor los sistemas robóticos para rastrear las fugas de sustancias químicas.
“Actualmente no tenemos sistemas robóticos para rastrear olores o columnas de químicos”, dijo Van Bruegel. “No sabemos cómo encontrar eficazmente la fuente de sustancias químicas en el aire. Pero los insectos son notablemente buenos rastreando columnas de sustancias químicas, y si realmente entendiéramos cómo lo hacen, tal vez podríamos entrenar drones baratos para que utilicen un proceso similar. para localizar la fuente de la fuga química.”
Un desafío fundamental es comprender cómo los insectos rastrean las columnas de sustancias químicas; básicamente, ¿cómo encuentran las moscas los plátanos en la cocina? — El aire y el olor no se pueden controlar de forma independiente.
Para abordar este desafío, van Bruegel y Stupsky utilizaron un nuevo método que permite controlar remotamente las neuronas (especialmente las neuronas “olfativas”) mediante la introducción genética de proteínas sensibles a la luz en las antenas de las moscas de la fruta voladoras, un método llamado optogenética. . Los experimentos, parte de un proyecto de 450.000 dólares financiado a través de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea, hicieron posible brindar a las moscas la misma experiencia de olor virtual en diferentes condiciones de viento.
Lo que querían saber van Bruegel y Stupsky: ¿Cómo encuentran las moscas el olor cuando no hay aire para transportarlo? Al fin y al cabo, probablemente sea la experiencia ventosa de una mosca que busca plátanos en tu cocina. La respuesta se encuentra en el artículo de Current Biology, “Estados de búsqueda impulsados por el olfato de las puertas del viento en vuelo libre”. La versión impresa aparecerá en la edición del 9 de septiembre.
Según van Bruegel, las moscas utilizan señales ambientales para detectar y responder a las corrientes de aire y la dirección del viento para encontrar sus fuentes de alimento. En presencia de aire, estas señales desencadenan un comportamiento automático de “lanzamiento y aumento”, en el que la mosca vuela por el aire después de encontrar una columna química (que indica comida) y luego se aleja, alejándose, cuando pierde el olor. -Los científicos conocen desde hace mucho tiempo el comportamiento de las oleadas, pero, según van Bruegel, se desconocía por completo cómo los insectos detectan los olores en el aire en calma.
A través de su trabajo, van Bruegel y Stupsky descubrieron otro comportamiento automático, la sincronización y el círculo, que implican bajar el tono y realizar giros rápidos y repetitivos en una dirección constante. Las moscas realizan este movimiento instintivo de manera consistente y repetitiva, incluso más que el comportamiento de lanzamiento y aumento.
Según van Bruegel, el aspecto más interesante de este descubrimiento es que muestra que las moscas son capaces de determinar las condiciones del viento (su presencia y dirección) antes de implementar una estrategia que funcione bien en esas condiciones. El hecho de que puedan hacer esto es bastante sorprendente: ¿puedes saber si hay una suave brisa si sacas la cabeza por la ventana de un automóvil en movimiento? Las moscas no responden a los olores con la misma respuesta preprogramada cada vez como un robot típico, sino que responden de una manera apropiada al contexto. Este conocimiento podría aplicarse potencialmente para entrenar algoritmos más sofisticados para que los drones detectores de olores ubiquen la fuente de fugas químicas.
Entonces, la próxima vez que intentes aplastar una mosca en tu casa, considera el hecho de que las moscas pueden ser un poco más conscientes de su entorno natural que tú. Y tal vez abra una ventana para resolverlo.