Usare le api per rilevare le bombe

La scorsa settimana, gli scienziati di Laboratorio Nazionale di Los Alamos , nel New Mexico, brulicava dei risultati di uno studio rigoroso su sofisticati rilevatori di bombe. La loro ricerca suggerisce che le api contenute possono essere utilizzate per identificare composti volatili come il TATP, l'accusa principale associata al complotto terroristico della scorsa estate. Altamente affidabili e precisi, questi rilevatori della prossima onda sono economici da produrre e facili da addestrare.

Gli scienziati di Los Alamos si affidano alle api da miele nella loro ricerca per costruire un rilevatore di bombe migliore.

Gli entomologi sanno da tempo che le api possono essere addestrate a rilevare molti odori, comprese le impronte olfattive di esplosivi mortali. Quest'ultima ricerca rafforza questi risultati e suggerisce un approccio che potrebbe rivelarsi utile per trovare sostanze nelle aree popolate.

Timothy Haarmann, investigatore principale del progetto Los Alamos (ufficialmente chiamato Stealthy Insect Sensor Project), afferma che lui e i suoi colleghi hanno addestrato le api a estendere le loro proboscide, organi tubolari usati per succhiare il nettare dai fiori, in presenza di esplosivi. Quando la proboscide è estesa, l'ape sembra sporgere la lingua.

L'addestramento di 50 api richiede solo due o tre ore utilizzando questo approccio tradizionale, che sfrutta l'attrazione di un insetto per l'acqua zuccherata. Se tieni l'acqua zuccherata [alle api], sporgono la loro proboscide, dice Haarmann.

Combinando una sostanza bersaglio con acqua zuccherata e quindi presentando il composto all'ape, i ricercatori manipolano gli insetti in modo che riconoscano un odore distinto. Alla fine della sessione, le api addestrate con successo estendono le loro proboscide verso gli esplosivi.

Le api addestrate ad una concentrazione di vapore riconoscono facilmente dosi inferiori. Il chimico Robert Wingo, che lavora al progetto, afferma che le api si sono dimostrate più sensibili di molti sofisticati dispositivi artificiali. Sono in grado di rilevare il TATP e gli strumenti che ho a disposizione in laboratorio non sono in grado di rilevare il TATP, dice.

Le api possono anche raccogliere esplosivi da bouquet più complicati, come la miriade di profumi che circondano un tipico essere umano. Le api addestrate possono identificare gli esplosivi i cui odori erano mascherati da lozioni, deodoranti per le ascelle e prodotti del tabacco, dice Wingo. Con nostra grande sorpresa, le api sono in grado di rilevare il TNT nell'olio motore... Anche in presenza di repellente per insetti, possiamo addestrarle a rilevare il TNT.

Nel sistema di Haarmann le api sono contenute in tubi in modo che le loro proboscide possano essere facilmente monitorate. Sfortunatamente, un'ape contenuta dura solo circa due giorni. Scopriamo che dopo circa 48 ore inizi ad avere un alto tasso di mortalità, dice Haarmann. Essere confinati è difficile per loro. Inoltre, non tutte le api si dimostrano all'altezza del compito di rilevare gli esplosivi. Come i cani, alcuni insetti sono addestrati con maggior successo di altri. Ci piace pensare alle api come a questi simpatici piccoli robot, ma c'erano alcune api che facevano meglio di altre, dice Haarmann.

Jerry Bromenshenk, un ricercatore della divisione di scienze biologiche dell'Università del Montana, è uno dei pionieri dei sistemi di rilevamento delle api. Ha addestrato colonie di api a rilevare esplosivi, laboratori di metanfetamine e cadaveri, ma usa un approccio diverso. Bromenshenk lavora principalmente con le api che volano libere che possono vagare per ampi spazi esterni. Quando le api rilevano l'odore bersaglio, tendono a rallentare e a circondare l'area. Utilizzando sistemi audio, video e laser, Bromenshenk e colleghi possono analizzare i modelli di volo di migliaia di api addestrate e produrre una mappa della densità che indica le posizioni più probabili della sostanza bersaglio. Con decine di migliaia di api alla ricerca, possono esplorare rapidamente un'area di un miglio.

Ma Bromenshenk dice che l'approccio dell'ape in una scatola di Haarmann ha ancora il suo posto.

Le api che volano libere non funzionano bene negli aeroporti, dice.

Jim Tumlinson, entomologo e direttore del Centro per l'ecologia chimica, presso la Pennsylvania State University , afferma che il più grande ostacolo all'arruolamento di veri insetti come sensori all'avanguardia è trovare un modo pratico per utilizzare questo comportamento.

Tumlinson, che non ha lavorato al progetto Los Alamos, ha studiato i biomeccanismi dei punteruoli e delle vespe parassite. Vede più potenziale in un approccio biomemetico, in cui i ricercatori traggono ispirazione dalla natura per sviluppare sistemi creati dall'uomo. Attualmente sta lavorando con un team multidisciplinare di scienziati allo sviluppo di un sensore meccanico che imita il funzionamento dell'antenna di un insetto.

Passare dal laboratorio al mondo reale può introdurre ostacoli complicati, dice. Se sei in laboratorio, puoi far reagire questi insetti in modo abbastanza affidabile, dice Tumlinson. In qualsiasi situazione sul campo, le condizioni sono difficili da controllare. Diventa molto più difficile. Ma, dice, l'elevata sensibilità di questi insetti è troppo affascinante per essere ignorata.

È molto allettante pensare che possiamo farci qualcosa, e forse possiamo, dice. Stiamo imparando il più possibile su come funzionano i sistemi naturali.

Haarmann e il suo team hanno effettuato prove sul campo e crede che un rilevatore di bombe guidato da un'ape potrebbe essere solo un anno di distanza. Immagina robot telecomandati nei campi di battaglia, in grado di trasportare un piccolo esercito di api da miele a un sospetto IED (dispositivo esplosivo improvvisato) o un'autobomba. Se le api tirano fuori la lingua, una bomba è vicina.

Perdi un paio di api, e questo mi preoccupa, dice Haarmann, che ha i suoi alveari e insegnava apicoltura in Sud America. Ma io sono l'unico ad essere disturbato.

Wingo, che non aveva mai lavorato con le api prima di questo progetto, stima di aver ricevuto centinaia di punture durante il periodo di ricerca di 18 mesi. Si è dimostrato straordinariamente interessante, dice, ma essere punto non è divertente.

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