Atklājumi.lv

Iedvesmojoties no dievlūdzējgarneļu acs uzbūves, izgatavotas jaunas kameras vēža diagnosticēšanai

Dievlūdzējgarneles dzīvnieku pasaulē pazīstamas kā īpaši nežēlīgi plēsēji. To spīles spēj nogalināt upurus ar 1500 Ņūtonu lielu spēku un ātrumu 23 m/s – triecienu, kas pielīdzināms 22 kalibra lodes jaudai. Tomēr dievlūdzējgarneles ir īpašas ne tikai ar savu neticamo spēku. Tām ir arī sarežģītākā acu uzbūve dzīvnieku pasaulē.

Kvīnslendas universitātes (Austrālija) zinātnieki, iedvesmojoties no šo plēsīgo vēžveidīgo acu uzbūves, izstrādājuši īpašas kameras, kas ļauj atklāt vēža audus ķermenī.  

Jau sen zināms, ka polarizētās gaismas izmantošana ir veiksmīgs neinvazīvais veids, kā atklāt vēža audus, jo tie atstaro gaismu savādāk nekā normālie, veselie audi. Ir tikai viena problēma – cilvēka acs nespēj saskatīt polarizēto gaismu. Polarizēto gaismu uztverošas kameras pasaulē izstrādātas jau iepriekš, taču līdz šim brīdim polarizētās gaismas kameras nebija starp efektīvākajām metodēm ļaundabīgo audzēju diagnosticēšanai.

Ideja par dievlūdzējgarneļu acīm kā iedvesmas avotu jaunām vēža diagnostikas un novērošanas kamerām ievērojami uzlabo šī veida tehnoloģiju potenciālu, jo tropu un subtropu ūdeņos mītošo garneļu acis pret polarizēto gaismu ir daudz jūtīgākas, nekā jebkura ierīce, ko līdz šim izgatavojuši cilvēki.

Dievlūdzējgarneles daba apveltījusi ar lielisku ieroču un aizsardzības līdzekļu klāstu – to ķermeni klāj stingrs apvalks, kas iespaidīgās izturības dēļ kalpojis pat par iedvesmas avotu jaunās paaudzes bruņuvestu izstrādei. Protams, nedrīkst aizmirst arī nāvējošās spīles un raksturīgo izteikti agresīvo uzvedību. Bet pats neparastākais, ko daba dāvājusi krāšņajiem ūdeņu iemītniekiem, ir jau pieminētās acis.

Dievlūdzējgarneļu redzokļi sastāv no divām saplacinātām, trīs reģionos sadalītām puslodēm. To uzbūve ir tāda, ka garneles var atsevišķi redzēt objektus ar katru no trim acs daļām. Un tas vēl nav viss – papildus īpašajai acu uzbūvei, dievlūdzējgarnelēm ir sešpadsmit dažādi fotoreceptori, no kuriem divpadsmit paredzēti krāsu jutīgumam, bet pārējie četri – krāsu filtrēšanai. Cilvēku acij ir tikai trīs dažādi krāsu uztveres konusi (zaļš, zils, sarkans; par sarkano krāsu atbildīgais konuss ļauj redzēt arī visas pārējās krāsas, ko iespējams atvasināt no sarkanā toņa). Tātad vietās, kur cilvēka acs spētu saskatīt vien trīs krāsas, dievlūdzējgarneles var saskatīt līdz pat deviņām krāsām vairāk. Vēl dievlūdzējgarneles vienlaikus var redzēt gan polarizēto gaismu, gan multispektrālus attēlus, jo katrs no 10 tūkstošiem atsevišķo fotoelementu acī ir pigmenta šūna krāsu redzei, bet lielais skaits mikrobārkstiņu (microvillus) darbojas kā efektīvi polarizācijas filtri.

Cilvēka acs nespēj saskatīt veselo audu ieskautos vēža audus, taču, pateicoties īpašajai jutībai, dievlūdzējgarneļu acis vēža audus spētu saskatīt.

„Mēs redzam krāsas ar nokrāsām un ēnām; objektus, kas kontrastē, piemēram, sarkanu ābolu zaļā ābelē. Bet vairākas dzīvnieku sugas spēj izmantot polarizēto gaismu objektu izšķiršanai. Videokamera, ko esam izgatavojuši ciešā sadarbībā ar ASV un Lielbritānijas zinātniekiem, spēj sniegt tūlītēju atbildi par vēža šūnu klātbūtni un attiecīgo nervu šūnu aktivitāti. Kamera pārveido citādi neredzamos ziņojumus uztveramās krāsās,” tā pētījumu komentējis tajā iesaistītais Kvīnslendas profesors Džastins Maršals (Justin Marhall).

Maršals paredz, ka nākotnē, kad vēža diagnostikas kameras kļūs vēl pilnveidotākas, tās būs iespējams adaptēt pat lietošanai viedtālruņos un vēža slimnieki varēs to izmantot veselības stāvokļa novērošanai mājas apstākļos. Turklāt – dievlūdzējgarneļu iedvesmotās kameras spēja „redzēt” nervu šūnu aktivitāti tās pielietojumu nākotnē varētu vēl paplašināt, kameras izmantojot nervu sistēmas pētījumos.  

Attēls: dievlūdzējgarnele. Avots: wikimedia.org.

Avots:

ieeexplore.ieee.org

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.