10 av de svåraste experimenten som involverar skrämmande crawly-varelser

Vi älskar skumma crawly critters. När allt kommer omkring hjälper de oss att lösa häftiga brott, dyker upp i några ganska coola myter och star i riktigt störande videor som ger oss heebie-jeebiesna. Men vi är inte de enda som älskar insekter och araknider. Vetenskapsmän älskar dem också, och det är därför våra flervånade vänner dyker upp så ofta i vetenskapliga experiment. Och, som du kanske förväntar dig, är några av dessa experiment ganska darn konstiga.

10Praying Mantis 3-D Glasses

Det är självklart att bönerna är några av de coolaste insekterna på planeten. Inte bara är de expertjägare, de är de enda ryggradslösa som ser världen i 3-D-precis som vi gör. Och de fascinerande forskarna vid Newcastle University Institute of Neuroscience. Faktum är att många undrade om mantis 3D-vision fungerar som vår, eller om det finns helt olika mekanismer involverade.

Jo, det var bara ett sätt att ta reda på, och det var genom att lägga mini 3-D-glasögon på mantis och visa dem en 3-D-film. Glasögonen limmade på plats med bivax och buggarna sattes framför en dator. I stället för att titta på Avatar, de visades små spinnande cirklar och dansande Tetris-block. Genom att analysera hur buggarna reagerade på cirklar som dansade framför sina ansikten hoppades forskare att de skulle avgöra vad som händer i mantisens huvud. Och hur reagerade de? Genom att försöka fånga den sorgliga lilla cirkeln och riva den i bitar.

Vad är meningen med 3-D mantis vision? Tja, det är säkert att John Connor inte skulle godkänna. Om forskare upptäcker hur mantiserar processen är 3-D-bilder annorlunda än hur vi gör det, den kunskapen kan hjälpa forskare att låsa upp nya och enklare sätt att utveckla stereoskopisk syn för robotar. Så när den Terminator med 20/20 3-D-synen jagar dig, skyll det på buggarna.

9Dragonfly Ryggsäckar

När det gäller ryggradslösa djur är slända en ganska djup tänkare - åtminstone när det gäller jakt. Det måste ta reda på var sitt byte går och beräkna möjliga flygrutter medan man placerar sin kropp för att fästa sin måltid i mid-flight. Visst, det låter enkelt, men vi förstår inte riktigt hur sländan gör det neurologiskt.

Faktum är att vi inte exakt vet hur en outfielder fångar en flygboll, hur en hund jagar ner en frisbee, eller hur en tennisspelare låser sig på en inkommande servering. Enligt Anthony Leonardo, en neuroscientist vid Howard Hughes Medical Institute, "Vi förstår väldigt lite om hur hjärnan integrerar denna sensoriska och motoriska information."

Och det är där dragonflies kommer in. Eftersom de har färre neuroner än en människa, är det möjligt att övervaka sin neurala aktivitet när de jaktar. Detta kan ge oss inblick i hur våra hjärnor fungerar. Men för att kunna spela in vad som händer där inne, måste Leonardo och hans team utveckla ett unikt verktyg - ryggsäckens ryggsäck.

Det är i grunden en antenn och en datorchip limmade på insektens rygg, men det finns inget batteri eftersom det skulle göra ryggsäcken för tung. Istället är den utformad för att fungera på radiovågor. Ryggsäcken registrerar aktivitet i de 16 neuronerna som antas vara ansvariga för slända, men känner sig inte dåliga för buggarna, eftersom de måste luta sig runt dataplisor. Ryggsäckarna är inte bara otroligt lätta, men sländorna har också sin livstid.

Insekterna hålls i ett speciellt rum i Ashburn, Virginia som är utformat för att se ut som utomhus. Träd och blommor är målade på väggarna och platsen är syltad med tusentals fruktflugor. Det är en miljö full av fri mat och inga rovdjur. I grund och botten är det ett sländaks paradis. Medan de små mördarna chown ner sänder ryggsäckarna neurala aktiviteter tillbaka till en dator där forskare analyserar data. Förhoppningsvis kommer det att kasta lite ljus över hur våra hjärnor fungerar. Om inte, hade åtminstone en bra tid.

8Teaching flies att räkna

Du måste bli ledsen för fruktflugor. De är insektsvärldens labmus. De har blivit röntgenbehandlade, infekterade med dödliga bakterier, och några hålls till och med i totalt mörker i 57 år. Det är 1400 generationer flugor om du undrar.

Forskare från Wilfrid Laurier University och University of California satte skrämmande skador ihop med en massa flugor i en låda och skakade dem som galen. Endast den här gången fick flugorna något ur affären. De lärde sig räkna.

Experimentet var ganska enkelt. Efter att ha laddat en låda full av fruktflugor blinkade forskarna ett starkt ljus. Ibland blinkade de två gånger, ibland tre gånger, ibland fyra. Om ljuset gick och vid två eller fyra gånger skulle forskare skaka lådan. Om det blinkade tre gånger sparades flugorna.

Flugorna njöt inte studsande fram och tillbaka, men den första generationen av testämnen gjorde aldrig kopplingen mellan ljuset och slog runt. Inte heller den andra generationen, eller den tredje eller den fjärde. Men när forskarna nådde den 40: e generationen fruktflugor förändrades allt.

Nu, när ljuset blinkade två eller fyra gånger, föll flugorna sig för den kommande jordbävningen. Något hade förändrats i hjärnan, och nu förstod de betydelsen av siffror. Det är bra för flugorna, och det kan till och med hjälpa forskare att förstå vissa matematiska inlärningssvårigheter, men låt oss hoppas att dessa insekter aldrig kommer undan laboratoriet. Normala flugor är irriterande nog, mycket mindre super-intelligenta som kan räkna.

7 Vad minns fjärilar?

Någonsin undrar vad som händer med en larv när det försvinner i sin kokong? Tja, om du skär upp en chrysalis skulle du hitta en skål med caterpillar soppa.När den kväva masken förseglar sig inuti kokonen, smälter den bara i ett hav av blekt vitt slam. Allt från benen till tarmarna är bara flytande och fem veckor senare kommer en vacker fjäril (eller moth) fram.

Så hur går larven från slime grop till vuxen? När larven sönderfaller, överlever mikroskopiska delar av sin kropp omvandlingen. Ta sin hjärna till exempel. Medan de flesta av de små gråcellerna morf i gryta, överlever en del och blir hörnstenen för fjärilens nya hjärna. Men hur vingarna? Tja, om du skivade upp en larv (var snäll och inte) så hittade du tunna strukturer under huden. När larven puppar, hålls dessa strukturer säkra mot kokongväggarna, ur slimmet, där de så småningom växer till fullfjädrande fjärilsvingar.

Men det finns fortfarande en knepig fråga: Minns fjärilen sitt liv som en larv? Efter allt blev det mesta av sin hjärna till en insektsslip. Nåväl, Martha Weiss och Doug Blackiston från Georgeton University ville få reda på svaret, så de fyllde en låda full av tobaksmormor. Därefter fyllde de lådan med etylacetat, en elak gas som luktar nagellackfjernare. När Weiss och Blackiston gasade larverna chockade de de små buggarna med en elektrisk ström.

Detta fortsatte tills caterpillarna bestämde att de hade fått tillräckligt och försökte fly när de luktade etylacetatet som väckte sig. När de hade utvecklat en rädsla för gasen, gick larverna in i den söta djupa larvssova och några veckor senare var de fullvuxna moths. Och här kom det avgörande ögonblicket. Nu när de kom fram till fullo, skulle de fortfarande vara rädda för gasen?

Svaret var ja. När vuxna snusade etylacetatet tog de av sig flygande i motsatt riktning. Dessa minnen hade överlevt i den lilla mikroskopiska hjärncellen. De hade weathered caterpillarpocalyse och, även om det såg ut som en helt ny varelse, kom insekten fortfarande ihåg viktiga ögonblicken från sitt tidigare liv.

6Jag är järnfel

Skanningselektronmikroskopet (eller SEM) är ett ganska användbart instrument. Forskare använder den för att få en närbild av insekter, men det finns ett litet problem. Mikroskopet fungerar genom att använda vakuum, och dammsugare är inte exakt insektsvänliga. Stick en bugg in där och det kommer att dö om några minuter. Ännu värre, det vakuumet kommer att torka de buggarna som en svamp i Sahara. Ett ögonblick är det en vanlig insekt. Nästa är det en skrynkad prune.

Men 2013 gjorde forskare vid Hamamatsu University School of Medicine i Japan en intressant upptäckt. När de fastnade mygglarver eller myr larver i mikroskopets dammsugare, blev de buggarna. Men när de lägger fruktfluglarver i SEM skapade de en ny typ av mega maggot.

När forskare sprängde larverna med elektroner, utvecklade kritikerna järnliknande hud. Fruktflugor är täckta i en slime som kallas ECS eller extracellulära ämnen. Otroligt mikroskopstråle polymeriserade ECS, vilket skapade en "nano-kostym" ca 50-100 nanometer tjock. Visst, det är 1000 gånger tunnare än ett mänskligt hår, men det var tillräckligt tjockt för att hålla larverna levande i upp till en timme i vakuumet.

Inspirerade, forskare sprang ett andra experiment på myggor och myror. De belagde larverna i Tween-20, en beläggning som användes på tvättmedel och godis. Täckt i denna giftfria förening sätts larverna tillbaka i mikroskopet och i stället för att torka utvecklade myggorna och myrorna sina egna nanokompisar.

Självklart löser det problemet med uttorkning och hjälper forskare att analysera buggar med SEM under längre perioder. Vissa forskare tror emellertid att dessa polymera superdrag kan komma till nytta under rymdresor. Självklart kommer det förmodligen inte att fungera för människor, eftersom processen innebär massor av joniserande strålning, men det utgör en intressant tanke. Kanske finns det andra varelser än fruktflugor som kan utveckla egna nanokompisar. Och om de på något sätt skulle kunna komma in i rymden, kanske finns det livet där ute någonstans i universum.

5Lasers, Wax, och Mind Control

I februari 2014 avslöjade forskare på Howard Hughes Medical Institute (samma personer som ansvarar för dessa dragonfly-ryggsäckar) Fly-Mind-Altering Device (FlyMAD), en väldigt namngiven laser byggd för att zap flyger i hjärnan. Endast i stället för att vända sig till mush, gör lasern flugor i kärlek - med bollar av vax.

Så, hur får du en flyga till dags dato en bit av vax? Tja, för det första tillsatte forskarna värmeaktiverade proteiner till vissa delar av bugens hjärna - specifikt de regioner som ansvarar för kön och beslutsfattande. Därefter vred de på FlyMAD och sprängde flugan i huvudet. Lasern aktiverade proteinerna och gjorde insekten till en sexbenig Romeo som skulle bli kär i någonting i närheten.

I det här fallet var föremålet för Mr. Flys kärlek en boll av vax. Insekten cirklade vaxet och vibrerade sina vingar, vilket är fly-talk för "låt oss ta fram". Även efter att vetenskapsmän slog FlyMAD bort, fortsatte buggen sin parningsdans i 15 minuter innan det insåg att det slog på vax och plötsligt kröp bort i förlägenhet.

Vad är poängen, frågar du? Nåväl hoppas forskarna att de kan ta reda på hur alla som flyger neuroner arbetar tillsammans för att fatta beslut. Om forskare kan lära sig hur en insektens hjärna fungerar, är det ett steg närmare att förstå det mänskliga sinnets mysterier. Naturligtvis är forskare inte nöjda med att helt enkelt skruva runt med en fluga kärleksliv.Därefter vill de se vad som händer när de aktiverar två motsatta delar av hjärnan samtidigt som neuronerna som ansvarar för att gå framåt och bakåt.

4Spiders Hater Human Urin

År 1948, en wacky farmakolog som heter P.N. Witt skickade en massa spindlar på en surt resa. Witt hade märkt trädgårdsspindlar spunna sina webs mellan 2:00 och 5:00. Hoppas att skaka upp sitt schema, han matade dem flugor laddade med droger som LSD, hasj och mescaline. Medan spindlarna inte förändrade sina tidiga morgontimmar gjorde de en röra av sina webs, särskilt spindlarna på koffein eller klorhydrat.

Medan experimentet var ett misslyckande, inspirerade det faktiskt en jämn främmande studie på 1950-talet. Schweiziska psykiatriker noterade personer som använder LSD eller meskalin var benägna att hallucinera och personlighetsförändringar, precis som schizofrener. De trodde att kanske den schizofrena kroppen producerade samma ämnen som finns i hallucinogena droger. Men hur kunde de testa sin teori?

Med spindlar och urin, förstås. Forskare samlade 50 liter urin från 15 schizofrener, koncentrerade grejerna, tillsatte lite socker för smak och matade den till en grupp lyckliga spindlar. Tanken var att om en schizofren kropp producerade drogliknande ämnen skulle kemikalierna dyka upp i urinen och få spindlarna att snurra riktigt skruviga banor. Naturligtvis var teorin bonkers och spindlarna gick på att väva sina webben som vanliga.

Däremot gjorde forskarna en intressant observation. Som det visar sig hatar spindlar mänsklig urin. Efter att arachniderna tog bara en drink, sprang de av, rasande gnidde vid sina mundelar och försökte skrubba bort smaken. Enligt forskarna kunde spindlarna knappast övertalas för att ta en annan droppe av grejerna. Med andra ord har även spindlar bättre känsla än Bear Grylls.

3Informera huvudtransplantationer

Det finns något otroligt främmande om insekter. Kanske är det deras sammansatta ögon, skrämmande antenner eller freaky mandibles. Eller kanske beror det på att de inte behöver sina huvuden att överleva. Se till exempel kackerlackan. Den här killen kan leva i veckor utan sitt huvud - men hur?

Tja, dess cirkulationssystem är radikalt annorlunda än vårt, så det kommer inte att blöda ihjäl när det förlorar huvudet. För det andra andas det genom hål i sin exoskelett så det behöver inte en mun. Och viktigast av allt, det kan röra sig utan hjärnan tack vare kluster av nervvävnad genom hela kroppen.

Till och med weirder, kan en kackerlacka huvudet vara i sig själv i timmar. Faktum är att du håller den kyld och ger den mat och det lilla halsiga huvudet kommer att överleva under en längre tid. Men vad händer om du tog ett kackerlackshuvud och fastnat på en annan kackerlacka kropp?

1923 bestämde sig en forskare vid namn Walter Finkler att ta reda på det. Medan han inte använde roaches, experimenterade han på flera typer av buggar som mjölmor och fjärilar. Enligt Esther Inglish-Arkell vid io9 tog killen ett par saxar, snippade lite här och där och började sedan spela Frankenstein.

Uppenbarligen fanns de här tuffa huvuden och kropparna bara, och voila-Finkler hade skapat sina egna lilla monster. Och enligt hans anteckningar fortsatte insekterna som ingenting, så hade det bara hänt. Finkler noterade också att om huvudet tillhörde en gal och kroppen tillhörde en kille skulle insekten fungera som en kvinna.

Vad är verkligen fantastiskt är att insektshuvudtransplantationer fortsätter till denna dag. Till exempel, forskare som studerar kyssande buggar (sydamerikanska insekter som sprider Chagas sjukdom) slår ofta ut huvuden för att se hur det påverkar deras ämnesomsättning. De gör samma sak för larverna, och när de tar bort huvudet stannar ämnesomsättningen. Men när de lägger en ny på, sparkar den upp igen. Insekter är konstiga.

2Licexperimenten från andra världskriget

Under andra världskriget frivilliga samvetsgrunder som ville hjälpa sitt land frivilligt att delta i bizarre tester som Minnesota Starvation Experiment. År 1944 frivilliga 36 män att gå på en sex månaders svältdiet. Tanken var att ge information om hur man hjälper de hungriga människorna i Östeuropa.

Men svärjningsexperimentet var inte det första andra världskriget för att involvera samvetsgränsla. Den första ägde rum i Campton, New Hampshire på en speciell bas med namnet "Camp Liceum." Experimentet omfattade 32 män, specialtillverkade underkläder och mycket löss.

Om du någonsin varit tvungen att belägga ditt huvud i majonnäs, vet du att löss är irriterande varelser. Men de är också otroligt farliga. Dessa parasiter kan bära tyfus, en sjukdom som påstod miljontals liv under första världskriget. Hoppas att förhindra en upprepning öppnade Rockefeller Foundation och den amerikanska regeringen en "Louse Lab" för att studera och förstöra löss.

För att bestämma vilka gifter som fungerade bäst, rekryterade Louse Lab forskare en grupp samvetsgränsla motståndare som byggde vägar i New Hampshire. Experimentet var enkelt. Trettiotvå män skulle bära underkläder med löss (både vuxna och ägg) som sys i speciella fläckar. Ämnenna var tvungna att ha på sig underkläderna i 18 dagar, och de kunde inte ta av sig kläderna. Tja, de kunde ta bort sina undershirts om de blev heta medan man byggde vägar - de var fortfarande tvungna att arbeta medan de omfattas av parasiter.

Efter nio dagar av arbete, ätande och sovande i löss fick manarna olika avdunstningspulver och för resten av experimentet gnidade de sig varje dag med olika kemikalier. Endast dessa pulver irriterade alla sina öppningar och lämnade sina kroppar brända och skaliga.Dessa experiment utfördes tre separata tider och när de var färdiga hade forskarna ännu inte hittat det perfekta pulvret.

Det blir faktiskt värre. Efter att vetenskapsmän plockade de två bästa pulverna i gänget visade sig hela saken vara slöseri med tid. Strax efter att experimentet upphörde släpptes DDT på världen, och de andra klasspulverna kunde bara inte konkurrera.

1Baffling Bee Sting Experiment

Hittills har experimenten på den här listan fungerat som användbara ändamål. När allt kommer omkring vill alla förstå hjärnan, vi vill alla förhindra tyfus, och alla tycker att bönerna ser jättebra ut på nyanser. Men det här sista experimentet är det slag som gör att du kliar huvudet och frågar, "Vad tyckte den här killen om?"

Killen i fråga är Michael Smith, en doktorand vid Cornell University och antingen den modigaste, galenaste eller mest masochistiska forskaren som lever idag. Smith är en honungsspecialist, han har skrivit en hel del papper på våra hive-minded-vänner, och han arbetar hela tiden runt dessa små killar. Tyvärr blir de ibland för nära för komfort. En dag krypade en bi upp sina shorts och gjorde sin närvaro känd-stinging Smith på testiklarna.

Visst, det skadade, men inte så mycket som Smith hade förväntat sig. Och det var då han samlade det konstigaste experimentet i entomologiska historia. Han skulle ta reda på vilken kroppsdel ​​som var den sämsta stället att sticka av en bi, och han skulle experimentera på sig själv.

Under 38 dagar utsatte Smith sig för 190 sting på 25 kroppsdelar. Han sticks på magen, bröstvårtan, handleden, handflatan, nacken och baksidan. Och varje gång en honungsbi fastnade sin sting i huden, betygade Smith smärtan på en skala från 1 till 10. Till exempel var hälen en 5,0, toppen av huvudet kom in på 2,3 och testiklarna var en 7,0 .

Vad var de mest smärtsamma fläckarna? Som du kanske förväntar sig, var penis en otäck 7,3, men det var inte värst. Den ära gick till näsan med en jätte 9,0. Faktum är att Smith gick så långt som att säga, "Om du sitter i näsan och penisen, kommer du att vilja ha mer sticks till penis över näsan, om du är tvungen att välja." Kom ihåg att, killar.

Självklart, att låta en bikupa vara dina testiklar är nötter, men Smith tog nästan det ännu längre. Tro det eller inte, han tänkte faktiskt låta en bie sticka honom på ögongloben. Lyckligtvis pratade hans rådgivare honom ut av det.