Мухи берут на себя тяжёлую работу пчёл: климат заставил природу сменить исполнителя

Осенью, когда пчёлы постепенно исчезают с клумб и садов, остаётся лишь звенящее жужжание мух. Эти насекомые традиционно вызывают раздражение, но на деле их роль в природе куда значительнее. Они опыляют растения, видят мир в других спектрах и даже способны вдохновлять инженеров на создание новых технологий. Природа подарила мухе целый набор способностей, которые человек только учится использовать.

Муха — незаметный опылитель

Многие ошибочно считают, что опылением занимаются исключительно пчёлы. На самом деле мухи не менее важны для экосистем. В холодных регионах и в горах именно они берут на себя функцию пчёл.

"Мухи будут постепенно вытеснять пчёл, особенно с увеличением высоты. Чем холоднее, тем больше мух участвуют в опылении", — отметил энтомолог из Национального музея естественной истории Кристоф Дожерон.

Мухи активны даже в пасмурные дни, когда пчёлы сидят в улье. Их выносливость и неприхотливость позволяют поддерживать опыление в любое время сезона, обеспечивая стабильность урожая.

Как муха видит мир

Строение глаз мухи — одно из самых удивительных в природе. Каждый фасеточный элемент воспринимает свой участок пространства, формируя панорамное изображение почти на 270 градусов. Для неё всё происходит в замедленном темпе, благодаря чему муха успевает уворачиваться от опасности, будь то взмах руки или пролетающий предмет. Она различает ультрафиолет, недоступный человеческому глазу, и ориентируется по нему в поисках цветков. А отдельные виды создают воздушные "пузырьки" и могут погружаться под воду, как с миниатюрным аквалангом.

Наука вдохновляется мухой

Во французском Институте Жака Моно (IJM) исследователи изучают десятки видов мух, чтобы понять, почему некоторые из них буквально прилипают ко всему. Главная цель — создать на основе их биологии сверхпрочный и биоразлагаемый клей. Особое внимание уделяют виду Drosophila hydei.

"Мы пытаемся понять, какие гены делают их более липкими. Анализ генома показывает, что у некоторых видов есть гены, ответственные за адгезию", — пояснила директор исследований Вирджиния Кутюрье.

Команда разработала тест, измеряющий силу сцепления куколок, выделяющих природный "секрет". Этот материал способен выдерживать вес до 20 тонн на квадратный метр. Если когда-нибудь такой биоклей будет производиться промышленно, его применение может перевернуть строительную и медицинскую индустрии.

Мухи в переработке и сельском хозяйстве

Современная биотехнология уже использует мух. В Арденнах функционирует завод, где выращивают миллионы личинок чёрной солдатской мухи. За 14 дней их масса увеличивается в десятки тысяч раз. После переработки получают:

• масло для биотоплива;

• белковую муку, применяемую в кормах для рыб и животных;

• удобрение из остатков биомассы.

Такое производство экологично: выбросы углерода при этом вдвое меньше, чем при производстве рыбной муки, и втрое — чем при переработке сои. В Норвегии именно эта мука используется для кормления лосося.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

• Ошибка: воспринимать мух исключительно как вредителей.
  Последствие: уничтожая их, человек нарушает баланс экосистемы и снижает уровень опыления.
  Альтернатива: сохранять их популяции, особенно в садах и огородах, высаживая растения, привлекающие мух — укроп, петрушку, кориандр.

• Ошибка: полагать, что только пчёлы могут служить моделью для робототехники.
  Последствие: сужается научный фокус, теряется потенциал микроэнергетических решений.
  Альтернатива: использовать нервные механизмы мух при создании компактных, энергоэффективных ИИ-систем.

• Ошибка: считать, что насекомые не пригодны для переработки отходов.
  Последствие: рост органических свалок, выброс метана.
  Альтернатива: применять личинок мух для утилизации органики и получения экологичного белка.

Мозг мухи и искусственный интеллект

Учёные из Лозаннского университета и EPFL проводят опыты с мухами, наблюдая их поведение под микроскопом. Насекомое помещают в миниатюрный коридор с металлическим шариком и фиксируют, как оно взаимодействует с объектом.

"Когда муха толкает мяч до конца коридора, магнит возвращает его обратно. При повторных попытках она делает это быстрее, что говорит об обучении", — рассказал исследователь из EPFL Матиас Дюрье.

Мухи обладают крошечным мозгом, но демонстрируют способность к обучению и адаптации. Это подтверждает, что даже миниатюрная нервная система способна на вычисления, которые современные роботы выполняют с куда большими затратами.

"Несмотря на то, что у неё мало нейронов, она выполняет сложные действия, и мы не можем заставить роботов делать то же самое с такими малыми ресурсами", — добавил ассистент PhD Виктор Стимпфлинг.

Эти исследования помогают учёным разрабатывать нейроморфные схемы — основы нового поколения энергоэффективного ИИ.

Сравнение: пчела и муха

Советы шаг за шагом

1. Если вы садовод — не уничтожайте мух: они помогают опылять растения, особенно в прохладные дни.

2. При проектировании роботов или ИИ обратите внимание на принципы работы насекомых — минимализм, реактивность и энергоэффективность.

3. В агросекторе можно использовать личинок мух для производства белка и удобрений — это выгодно и экологично.

А что если…

Если объединить природные механизмы мух и технологии, можно создать клей без химикатов, заменить часть животного белка экологичным источником и даже обучать роботов с помощью биомоделей. Природа показывает, что эффективность не всегда требует сложности — иногда она рождается в простоте.

Плюсы и минусы

FAQ

Как мухи опыляют растения?
Они переносят пыльцу на лапках, садясь на цветки ради нектара.

Можно ли использовать продукты из мух в питании животных?
Да, из личинок получают белковую муку, применяемую для кормления рыб и птиц.

Зачем изучать мозг мухи?
Чтобы понять, как с минимальным количеством нейронов можно выполнять сложные задачи — это важно для развития искусственного интеллекта.

Мифы и правда

• Миф: мухи бесполезны.
  Правда: они опылители и переработчики органики.
• Миф: мозг мухи слишком прост.
  Правда: он позволяет моделировать интеллектуальные системы.
• Миф: мухи живут только на мусоре.
  Правда: многие виды живут рядом с растениями и участвуют в круговороте веществ.

3 интересных факта

• У мухи около 4000 фасеток в глазу, каждая из которых формирует собственный фрагмент изображения.

• Личинки чёрной солдатской мухи перерабатывают органику быстрее дождевых червей.

• Некоторые виды могут дышать под водой, используя воздушный пузырь как акваланг.

Ещё в XIX веке мух считали вредителями, но с развитием экологии их роль переосмыслили. В XX веке они стали объектом генетических и биотехнологических исследований. Сегодня мухи участвуют в создании устойчивых технологий — от биоклея до систем переработки отходов.