Саранча поможет в обнаружении фторорганических соединений

Исследователи Мичиганского государственного университета обнаружили, что нейроны в мозге саранчи способны различать множество перфторалкильных веществ (ПФАС).

ПФАС используются в самых разных продуктах, от посуды с антипригарным покрытием и водонепроницаемых тканей до противопожарных пен. Они разлагаются очень медленно, сохраняются в воде, почве и живых организмах, что затрудняет мониторинг и очистку от загрязнения. Существует огромная потребность в технологиях, которые могли бы выявлять их при очень низких концентрациях.

Несмотря на десятилетия инженерных разработок, ученые до сих пор не могут создать искусственные химические сенсоры, которые могли бы сравниться по чувствительности с живыми организмами. Собаки остаются одними из лучших детекторов многих химических веществ, а насекомые в значительной степени полагаются на обоняние для ориентации в окружающем мире.

Необычные способности

Ученые изучили, способны ли насекомые обнаруживать ПФАС. Насекомые подвергались воздействию газов, содержащих несколько соединений ПФАС, включая ПФОС, одно из наиболее распространенных и строго регулируемых химических веществ, обнаруживаемых в окружающей среде.

Исследователи обнаружили, что каждое соединение ПФАС вызывало отчетливый паттерн нейронной активности, который позволял насекомым различать разные химические вещества. Было показано, что саранча может обнаруживать ПФОС в концентрациях, аналогичных тем, которые выявляются в загрязненных образцах окружающей среды.

Результаты исследования озадачили ученых, поскольку ПФАС – это исключительно химические вещества, созданные человеком. В отличие от природных запахов, которые насекомые научились распознавать в процессе эволюции, ПФАС существуют всего несколько десятилетий, поэтому непонятно, почему сенсорная система саранчи так сильно на них реагирует.

Сложности в диагностике

Сегодня для обнаружения ПФАС обычно требуются лабораторные приборы, такие как жидкостная хроматография-масс-спектрометрия. Несмотря на высокую точность, эти системы дороги, требуют специализированного оборудования, их трудно использовать в полевых условиях. Многие существующие методы обнаружения предназначены для идентификации конкретных соединений ПФАС, что затрудняет широкомасштабный скрининг на загрязнение.

Благодаря полученным результатам исследователи надеются миниатюризировать технологию и создать портативные биологические датчики, способные быстро определять наличие множества соединений ПФАС в полевых условиях.

В научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений (ФГБУ «ВНИИКР» Россельхознадзора) проводят изучение карантинных и других особо опасных насекомых, как в качестве вредителей сельскохозяйственных культур, так и в роли переносчиков различных возбудителей болезней.

Источник: Summer B. McLane-Svoboda et al, Detection of multiple per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) using a biological brain-based gas sensor, Journal of Hazardous Materials Advances (2026). DOI: 10.1016/j.hazadv.2026.101202