Как удивительное обоняние африканских слонов может спасать жизни
После 27-летней гражданской войны в Анголе, в ходе которой погибло полмиллиона человек, а популяции носорогов и слонов были истреблены (бивень и рог служили валютой для оружия), перед вернувшимися на прежние территории животными встала новая угроза. Миллионы неразорвавшихся мин оставались in situ, убивая и калеча слонов.
Данные с GPS-ошейников показали, что стада избегают минных полей. Это навело на мысль, что слоны могут ассоциировать опасность с запахом взрывчатки — тринитротолуола (TNT), основного компонента мин. TNT обладает низкой летучестью, что затрудняет его обнаружение, но некоторые животные, такие как собаки и гамбийские хомяковые крысы, отлично справляются с этой задачей.
Генетическое преимущество
Широта обоняния определяется количеством генов, связанных с обонятельными рецепторами. У африканских слонов их около 2000, что более чем в два раза превышает показатель собак (811). Это самое большое число среди всех изученных видов, что позволяет предположить, что слоны — лучшие "нюхачи" в животном мире.
Чтобы проверить, могут ли слоны обнаружить TNT по запаху, и сравнить их способности с обученными собаками-ищейками, исследователи привлекли трёх слонов из центра "Adventures With Elephants". Используя метод положительного подкрепления, слонов научили указывать на образец с TNT среди восьми вёдер, расположенных в линию в 6 метрах друг от друга. В вёдрах помещались фильтровальные бумаги со следовыми количествами TNT, ацетона, бензина, отбеливателя, моющего средства, чая или пустые образцы.
Чувствительность и избирательность
Результаты показали, что слоны превосходят собак по одному ключевому параметру — чувствительности.
- Чувствительность (способность обнаруживать цель при её наличии): слоны пропустили только 1 из 97 образцов TNT, показав результат 99.7%. У собак-детекторов TNT этот показатель составляет 93.7%.
- Избирательность (способность указывать только на цель): слоны допустили всего 6 ложноположительных срабатываний (в основном на ацетон), что дало результат 95.1%. У собак этот показатель достигает 100%.
Таким образом, слоны почти на 6% реже пропускают TNT, чем собаки, но на 5% чаще дают ложную тревогу. Для детекторов взрывчатки склонность к ложным срабатываниям предпочтительнее, чем к пропускам цели, так как это может быть вопросом жизни и смерти.
Практическое применение
Означает ли это, что слоны заменят собак на минных полях? Нет. Их размер и вес делают их непригодными для работы в поле.
Однако "удалённые команды слонов" могли бы стать ценным подспорьем в операциях по разминированию, например, в Анголе. Образцы, собранные дронами по методу Remote Explosive Scent Tracing, можно было бы доставлять слонам для анализа. Полученная информация могла бы служить системой раннего предупреждения для сапёров и их собак-детекторов, повышая их безопасность.
Другие области
Высокая чувствительность и способность различать запахи открывает для слонов перспективы и в других областях биодетекции, где уже успешно работают собаки:
- Раннее выявление заболеваний (рак, диабет, эпилепсия)
- Обнаружение вредных микроорганизмов и вредителей
- Идентификация личности по запаху (альтернатива генетической экспертизе)
Слоны могут превзойти собак по чувствительности в этих областях. Кроме того, они требуют менее частых тренировок для поддержания навыка (в эксперименте слоны успешно прошли тест через год без дополнительных занятий), а их долголетие (до 60 лет в дикой природе) делает их долгосрочными биосенсорами.
Важно, что такие задачи, основанные на естественном поведении и положительном подкреплении, обогащают жизнь слонов в неволе. Таким образом, помогая вынюхивать опасность, слоны не только потенциально спасают жизни, но и получают от этого удовольствие.