Aby organismy mohly přežít a efektivně se pohybovat v realitě, dlouhou evolucí došlo k vytvoření různých typů senzorů okolních signálů, kterých je obrovské množství. Pokud jde o naše lidské tělo, jsme vybaveni mechanoreceptory (uši), chemoreceptory (jazyk, nos), termoreceptory (kůže), fotoreceptory (oči) a třeba díky vestibulárnímu aparátu jsme schopní snímat i zrychlení a pohybu.
Různé organismy mají různé druhy senzorů, které jsou navíc optimalizované na různé hodnoty a frekvence. Typickým příkladem je had, který má oči přizpůsobené pro snímání vlnové délky 5 až 30 mikrometrů pro infračervené tepelné záření.
Senzor magnetického pole Země
Naše tělo má tak konkrétní senzory, které se ukázaly jako důležité v průběhu evoluce pro náš druh. Chybí nám ale například snímač magnetického pole Země, bez kterého se sice celkem snadno objedeme, ale některá zvířata nikoli. Asi nejznámějšími zvířaty využívající magnetické pole Země pro navigaci patří ptáci, včely, želvy, rejnoci, žraloci nebo dokonce některé druhy bakterií a červů.
Data ze senzorů magnetického pole mohou zpracovávat různé druhy jednoduchých neuronových sítí i pokročilé mozky, lze díky nim určit například směr pohybu, místo nebo výšku nad zemí. A to je právě důvod, proč spousta zvířat a organismů, které spoléhají právě na senzor magnetického pole Země, má v poslední době spoustu problémů. S rostoucím elektromagnetickým „smogem“, který vytváří třeba elektrárny a rozvody, bezdrátové sítě a podobně, dochází k narušení a tedy snímání špatných dat.
Pokud tedy zvířata spoléhají na tento „kompas“ a vytvořila si i jednoduchou „mapu“, která má rozlišení třeba jen několik kilometrů, může to vést k velkým problémům a případně i záhubě. Zapamatovaná trasa totiž může vést k místům pravidelného rozmnožování nebo potravě.
První objev u červa
Doposud vědci nenašli konkrétní biologickou strukturu, která tvoří právě senzor pro magnetické pole Země. Vědcům z univerzit v Texasu a Austinu se to ale poprvé v historii podařilo u půdního červa označovaného jako Háďátko obecné.
Senzor je mikroskopická struktura umístěná v oblasti hlavy červa, konkrétně na konci jednoho z neuronů. Jak lze vidět obrázku, struktura trochu připomíná nějakou formu antény, protože obsahuje několik oddělených částí. Je tak velmi pravděpodobné, že podobnou strukturu se podaří nalézt i u dalších organismů a zvířat.
Červ tento senzor používá pro pohyb pod zemí, aby věděl, kde je nahoře a kde dole. Že to červi takto používají, zjistili vědci až při zkoumání červů z různých zemí na planetě v laboratořích na jiných místech.
V testovacích nádobách se totiž jen někteří červi pohybovali směrem dolů při hledání potravy, zatímco třeba červi z Austrálie se pohybovali směrem nahoru. Zpracování dat je tak optimalizované dle lokálního magnetického pole i u takto jednoduchých zvířat. Vzhledem k jednoduchému složení červa tak začalo hledání struktury, která má na starost snímání magnetického pole.
K nalezení pomohlo umělé vytváření magnetického pole kolem červa pomocí systému cívek a také poškození neuronu třídy AFD, se kterým pak červi přestali mít schopnost orientace.
Technologie je zatím neznámá
Objev samotné struktury senzoru je samozřejmě pouze jedna část skládanky. Nyní se vědci pokusí prozkoumat, jak technologicky funguje snímání pomocí těchto senzorů.
Už teď je ale jasné, že bude nejspíše několik druhů. U některých zvířat se předpokládá technologie senzoru na bázi primitivního mikroskopického kompasu s malým množstvím železa, u jiných pak konstrukce bez nutnosti použití železa. Detaily o výzkumu naleznete v oficiální zprávě
Snímání všeho
Zajímavý pohled na jeden typ biologického senzoru vyvinutý evolucí, která na to dříve potřebovala tisíce či spíše miliony let. Nabízí se tak pohled na námi vytvořená zařízení a jedním z nejrozšířenějších, který už během pár let integruje velké množství různých senzorů, je mobilní telefon.
Pokud se podíváme na dnešní mobilní telefon, obsahuje už přes desítku senzorů. Má kamery, akcelerometr, gyroskop, magnetometr, barometr, senzor vzdálenosti, světelný senzor, GPS, Wi-Fi, Bluetooth, GSM, NFC, snímač dotyku i otisku a další budou následovat třeba i u chytrých hodinek se zaměřením na snímání hlavně našeho těla.
I v tomto případě je tak vidět neuvěřitelně rychlý exponenciální vývoj, který znamená vylepšení našich schopností externě snímat signály, pro které nemáme vlastní nebo tak přesné senzory a pomáhají nám se třeba lépe orientovat v prostoru. Zatímco dříve by vyvinutí nového typu senzoru trvalo tisíce generací, nyní se jedná o pár let.
