27 jaar lang was Angola in de greep van een burgeroorlog. Een half miljoen mensenlevens gingen verloren en dieren in het wild, te, werd gedecimeerd om troepen te ondersteunen. Neushoorns en olifanten werden waardevolle doelen - neushoornhoorn en ivoor dienden als betaalmiddel voor wapens onder rebellen.

Tijdens het conflict vluchtten olifantenpopulaties de grens over naar Botswana, Zambia en de Democratische Republiek Congo. Toen de oorlog in 2002 eindigde, begonnen de dierenpopulaties langzaam terug te keren naar hun graasgebieden van voor het conflict. Maar er bleef een enorm probleem:miljoenen landmijnen lagen stil ter plaatse en onontploft over Angola. Veel olifanten werden gedood en verminkt door de explosieven toen ze probeerden te herkoloniseren.

Gegevens verzameld van olifanten met een halsband die door de getroffen gebieden trokken, toonden aan dat kuddes mijnenvelden mijden. Dit suggereerde dat ten minste enkele van de terugkerende olifanten mijnenvelden met gevaar hadden geassocieerd. Waarop zou deze associatie gebaseerd kunnen zijn? Hadden de mijnenveld vermijdende olifanten anderen zien doden in die gebieden? Of hadden ze de geur van landmijnen geassocieerd met gevaar, risico extrapoleren naar andere gebieden waar de geur aanwezig was?

We konden niet al deze vragen beantwoorden. Om onze zoektocht te verfijnen, gingen mijn collega's en ik uitzoeken of olifanten het hoofdbestanddeel van landmijnen konden ruiken:trinitrotolueen (TNT).

TNT heeft een lage vluchtigheid – het gemak waarmee een stof in de luchtkolom komt. Dit maakt het moeilijk te detecteren met behulp van geur. Maar sommige dieren zijn uitstekende landmijnsnuffelaars, waaronder honden en Gambiaanse buidelratten. Bijen zijn er ook goed in.

Genetisch aspect

Wat een dier een breed reukvermogen geeft, komt neer op het aantal verschillende soorten reukreceptoren dat het heeft, en dit wordt bepaald door de genen van de soort.

Afrikaanse olifanten hebben meer dan het dubbele aantal genen dat geassocieerd wordt met reukontvangst in vergelijking met honden:ongeveer 2000 versus honden 811. Dit suggereert dat reuk een enorme rol moet spelen in het leven van olifanten. In feite, olifanten hebben het hoogste aantal tot nu toe geteste soorten, wat betekent dat ze misschien wel de beste ruikers in het dierenrijk zouden kunnen zijn.

We wilden niet alleen weten of ze TNT konden detecteren met behulp van reuk, maar ook hoe hun capaciteiten vergeleken met die van hoogopgeleide, TNT-detectie honden.

Om dit te doen, we riepen de hulp in van drie Afrikaanse olifanten bij "Adventures With Elephants" - een educatieve toeristische faciliteit gericht op het vergroten van het bewustzijn over natuurbehoud. Met behulp van op beloning gebaseerde trainingstechnieken, we hebben de olifanten getraind om aan te geven wanneer ze TNT konden ruiken tussen een rij blanco, niet-stinkende monsters aanvankelijk en later, zeer vluchtige afleidergeuren.

Monsters waren individuele filterpapieren geladen met sporenhoeveelheden van een van de volgende geuren:TNT; aardolie; aceton; bleekmiddel; wasmiddel; thee; of helemaal niets (blanco). Deze filterpapieren, of monsters, werden afzonderlijk in een emmer geplaatst, en monsteremmers (acht in totaal) werden 6 meter uit elkaar geplaatst, in een rechte lijn. De olifanten werden getraind om langs de lijn te lopen en elke emmer te onderzoeken, hun voorpoot opheffend en ermee zwaaiend over de geselecteerde emmer wanneer ze dachten dat ze TNT konden ruiken.

De resultaten suggereren dat olifanten zelfs beter zijn in één aspect van het snuffelproces dan honden, de dieren die momenteel worden beschouwd als de gouden standaard bij het opsporen van landmijnen.

Gevoeligheid en selectiviteit

Twee statistieken, gevoeligheid en selectiviteit, zijn ongelooflijk belangrijk in de detectiewetenschap. Metingen hiervan stellen onderzoekers in staat te begrijpen hoe goed een biodetector zoals een hond of olifant presteert. Ze maken ook vergelijkingen tussen soorten mogelijk.

De olifanten misten slechts één van de 97 TNT-monsters tijdens onze proeven. Dit vertaalde zich in een fenomenale gevoeligheidsscore van 99,7%. Gevoeligheid is de neiging om aan te geven wanneer een doelstof (in dit geval TNT) aanwezig is. In vergelijking, gevoeligheidsscores voor TNT-detectiehonden zijn gerapporteerd als 93,7%.

De olifanten gaven slechts zes fout-positieve indicaties, vijf van de 53 acetonmonsters en één van de 24 benzinemonsters aanzag voor TNT. Deze ongelooflijk lage frequentie van fout-positieven resulteerde in een respectabele selectiviteitsscore - dat wil zeggen, de neiging om alleen TNT aan te duiden, en niet zomaar een geurstof – van 95,1%. Dit is een beetje verlegen van de 100% gerapporteerde score voor honden.

Onze bevindingen geven aan dat olifanten bijna 5% meer kans hebben dan honden om de aanwezigheid van TNT aan te geven wanneer, in feite, er is geen. Maar honden hebben bijna 6% meer kans om TNT te missen dan olifanten. Het is natuurlijk beter dat TNT-detectoren vatbaar zijn voor valse positieven in plaats van valse negatieven:in feite kan het het verschil zijn tussen leven en dood.

Toepassing in de echte wereld

Betekent dit dan dat olifanten de taken van TNT-snuffelhonden moeten overnemen?

Nee, absoluut niet. Het is niet onze bedoeling om olifanten in gevaar te brengen:door hun omvang en gewicht zijn ze totaal ongeschikt als infield TNT-detectoren.

Maar olifantenteams op afstand kunnen een waardevolle ondersteuning zijn voor de huidige ontmijningsoperaties in landen als Angola.

Monsters die zijn verzameld via Remote Explosive Scent Tracing door onbemande voertuigen zoals drones, kunnen voor screening naar de olifanten worden gestuurd. De informatie die is verzameld van TNT-detectieolifanten kan worden doorgegeven aan mijnopruimingsteams die aan de frontlinie werken, zelfs voordat ze worden ingezet. Dit systeem voor vroegtijdige waarschuwing zou mogelijk het leven kunnen redden van de mijnwerkers en hun toegewijde biosensor-metgezellen.

Andere gebieden om te verkennen

Het vermogen van olifanten om een ​​geleerde geur correct te identificeren en te onderscheiden van andere geuren, suggereert dat ze ook nuttig kunnen zijn in andere biosensorgebieden, zoals vroege detectie van ziekten.

Detectiehonden worden gebruikt in medische en biologische omgevingen. Ik heb ze zelf gebruikt als een biologisch relevant model om aan te tonen dat puff-adders niet detecteerbaar zijn via reukzin.

Speciaal getrainde honden screenen al op kanker, suikerziekte, epilepsie, buitenaardse invasies, schadelijke microben en plagen. Sommige honden met geurafstemming zijn zelfs in staat om verzamelde monsters aan individuen te koppelen, het afzien van de noodzaak van dure en tijdrovende genetische tests. De prestaties van de honden in deze velden zijn, in de meeste gevallen, betrouwbaarder blijken te zijn dan mechanische apparaten.

Olifanten kunnen wedijveren met de gevoeligheid van honden in deze velden, zoals ze deden voor TNT-detectie. Ze hebben minder onderhoudstraining nodig dan honden om ze op de doelgeur te houden. Onze olifanten waren in staat om dezelfde tests een jaar na hun laatste proef met groot succes te herhalen, zonder tussentijdse onderhoudstraining.

In aanvulling, gezien hun lange levensduur – in het wild kunnen ze ongeveer 60 jaar oud worden – olifanten, eenmaal getraind, zouden kunnen dienen als al lang bestaande biosensoren die veel langer meegaan dan hun huidige biosensor-tegenhangers.

En, belangrijk, biologisch geschikte taken die natuurlijk gedrag aangaan om beloning te krijgen, zijn zeer stimulerend voor dieren in gevangenschap. Dus olifanten kunnen niet alleen levens redden terwijl ze gevaar opsnuiven - ze kunnen tegelijkertijd plezier hebben.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.