10 av de strenge eksperimenter som involverer skumle crawly-skapninger

Vi elsker skumle crawly critters. Tross alt hjelper de oss med å løse grufulle forbrytelser, dukker opp i noen ganske kule myter, og star i virkelig forstyrrende videoer som gir oss heebie-jeebies. Men vi er ikke de eneste som elsker insekter og arachnids. Vitenskapsmenn elsker dem også, og derfor opptrer våre multi-legged venner så ofte i vitenskapelige eksperimenter. Og, som du kanskje regner med, er noen av disse forsøkene ganske rare.

10Praying Mantis 3-D Glasses

Det sier seg selv at bønner er noen av de kuleste insekter på planeten. Ikke bare er de eksakte jegere, de er de eneste hvirvelløse som ser verden i 3-D-akkurat som vi gjør. Og det fascinerte forskerne ved Newcastle University Institute of Neuroscience. Faktisk lurte mange på om mantis 3D-visjon fungerer som vår, eller hvis det er helt forskjellige mekanismer involvert.

Vel, det var bare en måte å finne ut, og det var ved å sette mini 3-D-briller på mantiser og vise dem en 3-D-film. Brillene ble limt på plass med bivoks og feilene ble satt foran en datamaskin. I stedet for å se Avatar, de ble vist lite spinnende sirkler og dansende Tetris blokker. Ved å analysere hvordan feilene reagerte på sirkler som danset foran ansiktene, håpet forskerne å bestemme hva som foregikk i mantisens hode. Og hvordan reagerte de? Ved å prøve å hente den pesky lille sirkelen og rive den i stykker.

Hva er poenget med å forstå 3-D mantisvisjon? Vel, det er trygt å si at John Connor ikke ville godkjenne. Hvis forskere oppdager hvordan mantiserer prosessen, er 3-D-bilder annerledes enn hvordan vi gjør det, og kunnskapen kan hjelpe forskere til å låse opp nyere og enklere måter å utvikle stereoskopisk syn på roboter. Så, når den Terminator med 20/20 3-D eyesight jager deg ned, klandre det på feilene.

9Dragonfly Ryggsekker

Når det gjelder hvirvelløse dyr, er trollsløret en ganske dyp tanke - i hvert fall når det gjelder jakt. Det må finne ut hvor sitt bytte går og beregne mulige rømningsruter mens du plasserer kroppen din for å fange sitt måltid midt i flyet. Visst, det høres enkelt, men vi forstår egentlig ikke hvordan sladden gjør det neurologisk.

Faktisk vet vi ikke akkurat hvordan en outfielder fanger en flykule, hvordan en hund jager ned en frisbee, eller hvordan en tennisspiller låser seg på en innkommende servering. Ifølge Anthony Leonardo, en nevrolog ved Howard Hughes Medical Institute, "Vi forstår veldig lite om hvordan hjernen integrerer denne sensoriske og motoriske informasjonen."

Og det er der dragonflies kommer inn. Siden de har færre neuroner enn et menneske, er det mulig å overvåke deres nevrale aktivitet når de jakter. Dette kan gi oss innsikt i hvordan hjernen vår virker. Men for å registrere hva som skjer der inne, måtte Leonardo og hans team utvikle et unikt verktøy - dragonfly ryggsekken.

Det er i utgangspunktet en antenne og dataplate limt på insektets rygg, men det er ikke noe batteri fordi det ville gjøre ryggsekken for tung. I stedet er den designet for å operere på radiobølger. Ryggsekket registrerer aktivitet i de 16 nevronene som antas å være ansvarlig for slugfrekvensbevegelse, men føler seg ikke dårlig for feilene fordi de må slepe rundt dataplisjer. Ikke bare er ryggsekken utrolig lett, men slangene har også tid av livet.

Insektene holdes i et spesielt rom i Ashburn, Virginia som er designet for å ligne utendørs. Trær og blomster er malt på veggene og stedet er syltetøy med tusenvis av fruktfluer. Det er et miljø fullt av gratis mat og ingen rovdyr. I utgangspunktet er det et dragonfly paradis. Mens de små morderne drar ned, sender ryggsekkerne nevrale aktiviteter tilbake til en datamaskin hvor forskere analyserer dataene. Forhåpentligvis vil det kaste litt lys på hvordan hjernen vår fungerer. Hvis ikke, hadde det i hvert fall en god tid.

8Teaching flyr å telle

Du må bli lei meg for fruktfluer. De er labmusene fra insektverdenen. De har blitt røntgen, smittet med dødelige bakterier, og noen ble til og med holdt i totalt mørke i 57 år. Det er 1400 generasjoner flyr hvis du lurer på.

Forskere fra Wilfrid Laurier University og University of California legger fornærmelse mot skade, og setter en flue i en boks og rist dem som galne. Bare denne gangen fikk flyene noe ut av avtalen. De lærte å telle.

Forsøket var ganske enkelt. Etter å ha lastet en boks full av fruktfluer, blinket forskerne et sterkt lys. Noen ganger blinket de det to ganger, noen ganger tre ganger, noen ganger fire. Hvis lyset gikk av og om to eller fire ganger ville forskerne riste boksen. Hvis det blinket tre ganger, ble fluene spart.

Flyene likte ikke å hoppe frem og tilbake, men den første generasjonen av testpersoner gjorde aldri forbindelsen mellom lyset og ble banket rundt. Verken gjorde den andre generasjonen, eller den tredje eller den fjerde. Men da forskerne nådde den 40. generasjonen fruktfluer, endret alt.

Nå, da lyset blinket to eller fire ganger, sprang fluene seg for det kommende jordskjelvet. Noe hadde forandret seg i hjernen, og nå forsto de betydningen av tall. Det er flott for fluene, og det kan til og med hjelpe forskere til å forstå visse matematiske læringsvansker, men la oss håpe de insekter aldri kommer ut av laboratoriet. Normale fluer er irriterende nok, mye mindre super-intelligente som kan telle.

7Hvordan husker sommerfugler?

Noen gang lurt på hva som skjer med en larve når det forsvinner i kokongen sin? Vel, hvis du kutter opp en chrysalis, vil du finne en bolle med caterpillar suppe.Når den skarpe ormen forsegler seg selv inne i kokongen, smelter den bare inn i et hav av blek hvitt slam. Alt fra beina til gutten er bare flytende og fem uker senere kommer en vakker sommerfugl (eller mal) fram.

Så hvordan går larven fra slimkorn til voksen? Når larven desintegrerer, overlever mikroskopiske deler av kroppen sin transformasjon. Ta hjernen til for eksempel. Mens de fleste av de små gråcellene morph i småkoke, overlever ett stykke og blir hjørnesteinen til sommerfuglens nye hjerne. Men hva med vingene? Vel, hvis du snittet åpner en larve (vær så snill ikke), ville du finne tynne strukturer under huden. Når larven puper, holdes disse strukturene trygge mot kokongveggene, ut av slimet, hvor de til slutt vokser til fullverdige sommerfuglvinger.

Men det er fortsatt et vanskelig spørsmål: husker sommerfuglen livet som en larve? Tross alt, ble det meste av hjernen blitt til et insektsslip. Vel, Martha Weiss og Doug Blackiston fra Georgeton University ønsket å finne ut svaret, slik at de fylte en boks full av tobakshornworm larver. Deretter fylte de esken med etylacetat, en ekkel gass som lukter neglelakkfjerner. Når Weiss og Blackiston gasset larverne, sjokkerte de de små feilene med en elektrisk strøm.

Dette fortsatte til caterpillerne bestemte seg for at de hadde fått nok og prøvde å flykte når de luktet etylacetatet som vevde seg. Når de hadde utviklet en frykt for gassen, gikk larvene inn i den søte, dype larve søvn, og noen uker senere var de fullvoksne møll. Og her kom det avgjørende øyeblikket. Nå som de kom helt dannet, ville de fortsatt være redde for gassen?

Svaret var ja. Når voksne snuset etylacetatet, tok de av med å fly i motsatt retning. Disse minner hadde overlevd i den lille mikroskopiske hjernecellen. De hadde forvitret caterpillarpocalyse og, selv om det så ut som en helt ny skapning, husket insektet fremdeles viktige øyeblikk fra sitt tidligere liv.

6Jeg er Iron Bug

Skanning elektronmikroskopet (eller SEM) er et ganske praktisk instrument. Forskere bruker det for å få et nærbilde av insekter, men det er et lite problem. Mikroskopet fungerer ved å bruke et vakuum, og støvsuger er ikke akkurat insektvennlige. Stikk en feil der og det vil dø om noen minutter. Enda verre, det vakuumet vil tørke disse feilene opp som en svamp i Sahara. Et øyeblikk er det et normalt sett insekt. Den neste er det en oppskrukket sviske.

Men i 2013 gjorde forskere ved Hamamatsu University School of Medicine i Japan en interessant oppdagelse. Når de stakk mygg larver eller myr larver i mikroskopets vakuum, ble de dårlige. Men når de la fruktfluerlarver i SEM, skapte de en ny type mega maggot.

Når forskere sprengte larver med elektroner, utviklet critters jernlignende hud. Fruktflyggetter er dekket av et slime som kalles ECS eller ekstracellulære stoffer. Utrolig, mikroskopstrålen polymeriserte ECS, og skapte en "nano-drakt" på omtrent 50 til 100 nanometer tykk. Visst, det er 1000 ganger tynnere enn et menneskehår, men det var tykt nok til å holde larverne levende i opptil en time i vakuumet.

Inspirert løpte forskere et andre eksperiment på mygg og myrer. De belagte larver i Tween-20, et belegg som brukes på vaskemidler og godteri. Dekket i denne giftfrie forbindelsen ble larvene lagt tilbake i mikroskopet, og i stedet for å tørke ut utviklet myggene og myrene sine egne nanokjoler.

Åpenbart løser dette dehydreringsproblemet og vil hjelpe forskere å analysere feil med SEM i lengre perioder. Imidlertid tror noen forskere at disse polymer-superdraktene kan komme til nytte i løpet av romferien. Selvfølgelig vil det nok ikke fungere for mennesker, da prosessen innebærer mye ioniserende stråling, men det utgjør en interessant tanke. Kanskje det finnes andre skapninger enn fruktfluer som kan utvikle sine egne nano-drakter. Og hvis de på en eller annen måte kunne komme inn i rommet, så er det kanskje liv der ute et sted i universet.

5Laser, voks og sinnskontroll

I februar 2014 avdekket forskere ved Howard Hughes Medical Institute (de samme folkene som er ansvarlige for dragluggsekker) Fly-Mind-enheten (FlyMAD), en awesomely navngitt laser bygget for å zap flyr i hjernen. Bare i stedet for å snu sine tanker i muss, gjør laseren fluer til å bli forelsket - med baller av voks.

Så, hvordan får du en fly til dags en bit av voks? Vel, først forskerne la varmeaktiverte proteiner til bestemte deler av bugens hjerne - spesielt de regionene som var ansvarlige for sex og beslutningstaking. Deretter vendte de på FlyMAD og sprengte flyet i hodet. Laseren aktiverte proteiner, snu insektet i en seksbenet Romeo som ville bli forelsket i noe i nærheten.

I dette tilfellet var objektet til Mr. Flys hengivenhet en ball av voks. Insektet sirklet voksen og vibrerte sine vinger, som er fly-talk for "la oss lage." Selv etter at forskerne slått FlyMAD av, fortsatte buggen sin paringsdans i 15 minutter før han skjønte at det var å slå på voks og plutselig krypte vekk i forlegenhet.

Hva er poenget, spør du? Vel, forskere håper de kan finne ut hvordan alle de flyve nevronene jobber sammen for å ta avgjørelser. Hvis forskere kan lære hvordan en bugs hjerne fungerer, er det ett skritt nærmere forståelsen av det menneskelige sinns mysterier. Selvfølgelig er forskere ikke fornøyd med å bare skru seg rundt med et flys kjærlighetsliv.Deretter vil de se hva som skjer når de aktiverer to motsatte deler av hjernen på samme tid, som nevronene som har ansvaret for å gå fremover og bakover.

4Spiders Hate Human Urine

I 1948, en wacky farmakolog ved navn P.N. Witt sendte en flue edderkopper på en syretur. Witt hadde lagt merke til at hage edderkopper spunnet sine nettsider mellom klokken 2:00 og 5:00. Håper å riste opp timeplanen, matet han dem, flyr lastet med stoffer som LSD, hash og mescaline. Mens edderkoppene ikke endrede sine tidlige morgen timer, gjorde de et rot av sine nettsider - spesielt edderkoppene på koffein eller klorhydrat.

Mens forsøket var en fiasko, inspirerte det faktisk en enda fremmedstudie på 1950-tallet. Sveitsiske psykiatere bemerket folk som brukte LSD eller meskalin var utsatt for hallusinasjoner og personlighetsendringer, akkurat som schizofreni. De trodde at kanskje den schizofrene kroppen produserte de samme stoffene som ble funnet i hallusinogene stoffer. Men hvordan kunne de teste deres teori?

Med edderkopper og urin, selvfølgelig. Forskere samlet 50 liter urin fra 15 schizofrener, konsentrert ting, tilsatt litt sukker etter smak, og matte det til en gruppe heldige edderkopper. Tanken var at hvis en skisofrenisk kropp produserte stofflignende stoffer, ville kjemikaliene dukke opp i urinen og føre til at edderkoppene spinnet virkelig skrubbevev. Selvfølgelig var teorien bonkers og edderkoppene gikk på å veve sine nettsider som normalt.

Forskerne gjorde imidlertid en interessant observasjon. Som det viser seg, spiser edderkopper menneskelig urin. Etter at arachnids tok bare en drink, løp de av, rasende gnidd på munndelene, og prøvde å skrubbe smaken bort. Ifølge forskerne kunne edderkoppene nesten ikke overtales for å ta en annen dråpe av tingene. Med andre ord har edderkopper enda bedre mening enn Bear Grylls.

3Infør hovedtransplantasjoner

Det er noe utrolig fremmed om insekter. Kanskje det er deres sammensatte øyne, skumle antenner eller freaky mandibles. Eller kanskje er det fordi de ikke trenger hodet til å overleve. For eksempel, se på kakerlakk. Denne fyren kan leve i uker uten sitt hode, men hvordan?

Vel, sirkulasjonssystemet er radikalt forskjellig fra vårt, så det vil ikke bløde til døden når det mister hodet. For det andre puster det gjennom hull i eksoskelettet, slik at det ikke trenger munn. Og viktigst av alt, det kan bevege seg uten hjernen takket være klynger av nervevev i hele kroppen.

Til og med weirder, et kakerlakkhodet kan vare i timevis alene. Faktisk, hold det kjølig og gi det mat og det lille halshodet vil overleve i en stund. Men hva om du tok et kakerlakkhodet og stakk det på en annen kakerlakklegeme?

I 1923 bestemte en forsker ved navn Walter Finkler å finne ut. Mens han ikke brukte kakerlakker, eksperimenterte han på flere typer bugs som måltidorm og sommerfugler. Ifølge Esther Inglish-Arkell på io9 tok fyren et par saks, snipped litt her og der, og så begynte han å spille Frankenstein.

Tydeligvis meldte de tøffe hodene og kroppene seg sammen og voila-Finkler hadde laget sine egne små monstre. Og ifølge hans notater, fortsatte insekterne som ingenting, noe freaky akkurat hadde skjedd. Finkler bemerket også at hvis hodet tilhørte en gal og kroppen tilhørte en fyr, ville insektet virke som en kvinne.

Hva er egentlig fantastisk er at insektshodetransplantasjoner fortsetter til denne dagen. For eksempel bytter forskere som studerer kyssende insekter (sydamerikanske insekter som sprer Chagas sykdom) ofte hodene for å se hvordan det påvirker stoffskiftet. De gjør det samme for larver, og når de fjerner hodene, stopper stoffskiftet. Men når de legger en ny på, sparker den opp igjen. Insekter er rart.

2Luseksperimenter av andre verdenskrig

Under andre verdenskrig frivillig innsiktere som ønsket å hjelpe sitt land, frivillig til å delta i bisarre tester som Minnesota-sjefeksperimentet. I 1944 falt 36 menn for å gå på en seks måneders sultediet. Tanken var å gi informasjon om hvordan man kan hjelpe de sultne menneskene i Øst-Europa.

Hjerteeksperimentet var imidlertid ikke den første Verdenskrigs-testen for å involvere samvittighetsfulle motstandere. Den første fant sted i Campton, New Hampshire på en spesiell base med kallenavnet "Camp Liceum." Eksperimentet involvert 32 menn, spesielt laget undertøy og mye lus.

Hvis du noen gang har hatt å belegge hodet i mayonnaise, vet du at lus er irriterende skapninger. Men de er også utrolig farlige. Disse parasittene kan bære tyfus, en sykdom som hevdet millioner av liv under første verdenskrig. Håper å hindre en gjentakelse, åpnet Rockefeller Foundation og den amerikanske regjeringen en "Louse Lab" for å studere og ødelegge lus.

For å avgjøre hvilke giftstoffer som fungerte best, rekrutterte Louse Lab forskere en gruppe samvittighetsfulle motstandere som bygde veier i New Hampshire. Forsøket var enkelt. Trettito menn ville ha på seg undertøy med lus (både voksne og egg) sydd i spesielle flekker. Fagene måtte ha på seg undertøyene i 18 dager rett, og de kunne ikke ta av seg klærne. Vel, de kunne fjerne sine undershirts hvis de ble varme mens man bygde veier - de måtte fortsatt jobbe mens de var dekket av parasitter.

Etter ni dager med å arbeide, spiste og sov i lus fikk mennene forskjellige pulver og for resten av forsøket gnidd de seg hver dag med ulike kjemikalier. Bare disse pulverene irriterte alle åpningene sine og lot kroppen deres brennes og skalete.Disse forsøkene ble gjennomført tre separate tider, og da de var ferdige, hadde forskerne fortsatt ikke funnet det perfekte pulveret.

Faktisk blir det verre. Etter at forskerne plukket de to beste pulverene i gjengen, viste det seg hele tiden å være sløsing med tid. Kort tid etter at eksperimentet avsluttet, ble DDT sluppet løs på verden, og de andre pulverene kunne ikke konkurrere.

1Den Forvirrende Bee Sting Experiment

Frem til nå har eksperimentene på denne listen alle tjent nyttige formål. Når alt kommer til alt, ønsker alle å forstå hjernen, ønsker vi alle å forhindre tyfus, og alle tror at det å være en god mantis, ser fantastisk på nyanser. Dette siste eksperimentet er imidlertid den typen som får deg til å ripe på hodet og spørre, "Hva var denne mannen tenkning?"

Den aktuelle fyren er Michael Smith, en gradstudent ved Cornell University og enten den modigste, sprøeste eller mest masochistiske forskeren i live i dag. Smith er en honningspesialist, han har skrevet mange papirer på våre hive-minded venner, og han jobber rundt disse små gutta hele tiden. Dessverre, noen ganger blir de for nær for komfort. En dag kravlet en bie opp sin shorts og gjorde sin tilstedeværelse kjent - smittende Smith på testiklene.

Visst, det gjorde vondt, men ikke så mye som Smith hadde forventet. Og det var da han concocted det rare eksperimentet i entomologisk historie. Han skulle finne ut hvilken kroppsdel ​​var det verste stedet å bli stakk av en bi, og han skulle eksperimentere med seg selv.

I løpet av 38 dager utsatte Smith seg for 190 stikk på 25 kroppsdeler. Han ble stikket på magen hans, brystvorten, håndleddet, håndflaten, nakken og baksiden. Og hver gang en honningbien stakk sin stinger inn i huden hans, svarte Smith smerten på en skala fra 1 til 10. For eksempel var hælen en 5,0, toppen av hodet kom inn på 2,3, og testiklene var en 7,0 .

Hva var de mest smertefulle stedene? Som du kanskje regner med, var penis en stygg 7.3, men det var ikke det verste. Den ære gikk i nesen med et stort 9,0. Faktisk gikk Smith så langt som å si, "Hvis du stakkes i nesen og penis, vil du ha flere stikk til penis over nesen, hvis du er tvunget til å velge." Husk at, folkens.

Selvfølgelig, å la en bee stikke dine testikler er nøtter, men Smith tok det nesten enda lenger. Tro det eller ei, han tenkte faktisk å la en bee stikke ham på øyeeballet. Heldigvis snakket hans rådgiver ham ut av det.