На пути к бионике - [45]

* (Дым представляет собой сложную смесь различных химических веществ.)

В дополнение ко всему сказанному о строении, функциях и возможностях органов обоняния различных животных приведем еще для полноты картины некоторые данные, характеризующие высокое совершенство, феноменальную избирательность, удивительную, а порой и фантастическую чувствительность живых запахолокаторов. Ничем не примечательная дворняжка способна различать до полумиллиона запахов. Установлено, например, что собака чувствует запах масляной кислоты (СН3-СН2-СН2-СООН), начиная с концентрации 9000 молекул вещества в одном кубическом сантиметре воздуха. Для сравнения напомним, что всего в одном кубическом сантиметре воздуха содержится около 26 800000000 000000000 молекул. Таким образом, масляная кислота воспринимается собаками в концентрации 3,36-10-16. Это сверхвысокая чувствительность, и ясно, что восприятие идет здесь на уровне отдельных молекул. Такая тонкость восприятия обеспечивается строением органа обоняния. Природа наделила и морских налимов обонятельным аппаратом высокой информационной способности. Эти рыбы приходят в возбуждение и находят место впуска воды в бассейн, в которой в течение 5 минут находилась шестисантиметровая рыбка атсринка. Такой "нюх" морского налима можно сравнить с чутьем лягавой собаки, которая приводит охотника за 100 метров не только к сидящей в траве птице, но даже к месту, где эта птица сидела 15 минут назад. А обыкновенная муха, подумать только, в лабораторных условиях различает своим органом обоняния до 30 тысяч химических веществ, на каждое из них дает чуткую и однозначную реакцию! Однако ни собаки, ни мухи не могут конкурировать в чувствительности органов обоняния с бабочками сатурниями. Ученые проводили такие опыты с этими насекомыми. Самцов отделяли от самок и спинку каждого помечали капелькой яркой краски. Потом их рассаживали в маленькие клетки, развозили в разные стороны на разные расстояния и выпускали на волю. Не прошло и 30 минут, как первый меченый самец вернулся к клетке с самками сатурний. Он проделал путь в 5 километров. А один самец в этих экспериментах прилетел на "зов любви", преодолев расстояние в 11 километров! Расчеты показали, что на таком отдалении от самки в кубическом метре воздуха может находиться всего одна(!) молекула вырабатываемого ею пахучего вещества - эцагона. Тонкий, еле уловимый запах именно этих единичных молекул и был тем верным маяком, который вел самца по правильному пути на огромном расстоянии. У насекомых обнаружена еще одна весьма интересная особенность обоняния. Они могут, даже не прикасаясь к предмету, а лишь поводя усиками у его поверхности, по запаху составить представление о его форме! Эту особенность насекомых ученые называют топохическим чувством. Человеку же чувство "круглого" или "квадратного" запаха совершенно недоступно. Как бы мы ни принюхивались, никто из нас не сможет сказать, какой вид имеет предмет, испускающий запах.

Мы так детально остановились на органах обоняния человека и животных, потому что в этих высокосовершенных устройствах, созданных и отработанных природой на протяжении миллионов лет эволюции, заложены безграничные возможности для моделирования и построения многих технических систем хеморецепции, в которых давно и остро нуждаются если не все, то большинство областей человеческой практики. Разве не похожа, например, проблема сближения автономно управляемых объектов в космосе с тем, как летят навстречу друг другу самец и самка сатурнии, руководствуясь запахом единичных молекул эпагона. Здесь интересно буквально все: и система обработки информации, и механизмы управления и самонаведения. Если даже считать, что запах имеет сигнальное значение только в воздушной или водной среде и не может использоваться в космосе (хотя пока нет достаточных оснований отрицать такую возможность), то и для первых двух сред такие большие расстояния (до 11 километров) позволяют назвать большое число технических приложений. Многообещающие перспективы, например, открываются в создании дистанционной химической сигнализации по образцу и подобию органов обоняния "дымных жуков", слетающихся, как известно, на пожарища с расстояний до 80 километров. Искусственные органы обоняния могли бы стать незаменимыми устройствами в различных областях химической промышленности: ведь ассортимент имеющихся сейчас электронных датчиков для снятия информации о процессах химизма очень мал, параметры этих датчиков давно уже не удовлетворяют требованиям современной и будущей химической промышленности. Технический аналог человеческого органа обоняния можно весьма успешно применить в парфюмерной промышленности, в частности в производстве духов. Здесь искусственный нос сможет гораздо лучше парфюмеров, инженеров-экспертов следить за процессом производства и качеством продукции, появится возможность создавать духи любого аромата синтетическим путем из дешевого сырья. Надо будет лишь позаботиться о том, чтобы синтезированная молекула по форме и величине или по колебательным свойствам напоминала природную носительницу приятного запаха. Искусственные обонятельные анализаторы могут найти широкое применение в пищевой промышленности. Это могут быть сигнализаторы начавшейся порчи продуктов, дегустаторы исходного сырья и готовой продукции, устройства, позволяющие приспособить запах тех или иных продуктов к вкусам потребителей. На предприятиях, в научно-исследовательских институтах, в лабораториях, имеющих дело с токсическими материалами, искусственный нос позволит обнаружить чреватую опасностью утечку ядов, и прежде всего тех, которые не улавливаются, не воспринимаются обонянием человека.