Sci - nature wiki

شاهد هذا الوزغة وهو يسحق رأسه في الشجرة – ولا يزال يلتصق بالهبوط | علم

0

فينيكس –تخيل أنك تصطدم برأسك في الحائط بأقصى سرعة لسيارة لامبورغيني ، ولديك إحساس جيد بما يشبه أن يضرب أبو بريص رأسك على الشجرة وهو يندفع من فرع إلى جذع. تقول لارا فيري ، عالمة الأحياء التكاملية التي تدرس علم التشكل الحيواني في جامعة ولاية أريزونا ، في الحرم الغربي: “يبدو الهبوط وحشيًا للغاية”.

ومع ذلك ، فإن السحالي الصغيرة ذات الأقدام اللزجة الشهيرة عادة ما تبتعد دون أن تصاب بأذى. فيديو عالي السرعة تم تقديمه هنا الأسبوع الماضي في الاجتماع السنوي لجمعية علم الأحياء التكاملي والمقارن يكشف كيف أن أجسام الأبراص تخفف التأثير ، مما يساعدهم على الهبوط بأمان والتمسك بمساميرهم. لكن السحالي ليست الوحيدة التي لديها حيلة قفزة: وصف فريق آخر كيف تستخدم اللافقاريات الصغيرة التي تسمى ذيل الربيع قطرات الماء لتخفيف هبوطها أثناء قيامها بقفزاتها عالية السرعة.

يكشف كلا المشروعين عن رؤى جديدة حول كيفية تلويث الحيوانات لأجسادها للتحكم في إنزالها ، كما يقول جيك سوشا ، عالم الميكانيكا الحيوية المقارنة في معهد فيرجينيا بوليتكنيك وجامعة الولاية ، والذي لم يشارك في أي من الدراستين. ويقول إن العمل يمكن أن يساعد المهندسين على تصميم روبوتات قادرة بالمثل على الابتعاد عن الاصطدامات عالية التأثير.

يمكن للعديد من الكائنات التي تعيش على الأشجار ، مثل السناجب المزلق ونقار الخشب ، أن تلتصق بهبوطها بسهولة ، وذلك بفضل طيات الجلد والريش التي تبطئها لتهبط بلطف أقدامها أولاً. لكن معظم السحالي ليس لديها أي شيء من هذا القبيل ، كما يقول فيري ، الذي لم يشارك في أي من الدراستين. فكيف ينجون من الهبوط الوحشي؟

قرر عالم الميكانيكا الحيوية متعدد التخصصات Ardian Jusufi معرفة ذلك. أثناء وجوده في إحدى الغابات المطيرة في سنغافورة للعمل الميداني ، قام معهد ماكس بلانك لعالم الأنظمة الذكية بتصوير وتحليل 37 عملية إنزال لأبراص آسيوية ذات الذيل المسطح (Hemidactylus platyurus).

عندما تصطدم السحلية بالشجرة المرغوبة ، يرتد رأسها عند الاصطدام (انظر الفيديو أعلاه). ثم يتدحرج النصف العلوي من جسمه للخلف ، وينزلق عن الجذع مثل قشر الموز. لكن الأرجل الخلفية والذيل لا يزالان قادرين على التشبث ، مما يثبت السحلية حتى يتأرجح باقي جسدها مرة أخرى وتستقر بأقدامها الأربعة المزروعة ، حسبما أفاد الجوسفي وزملاؤه في الاجتماع. قال: “إنهم” يتدحرجون إليها “.

اشتبه الباحثون في أن ذيل الوزغة كان مفتاح نجاحها. لذلك قاموا ببناء روبوت مرن بذيل قابل للتعديل وقذفه – مع الذيل وبدونه – باتجاه جدار عمودي (انظر الفيديو أدناه). سجل العلماء عمليات الإنزال وقاسوا القوى المشاركة. أفاد الفريق هذا الشهر في الاجتماع وفي سبتمبر 2021 أن تقصير الذيل بنسبة 25٪ يتطلب ضعف قوة اللصق في القدمين لمنع السحلية من السقوط. بيولوجيا الاتصالات. مع عدم وجود ذيل ، سقط أبو بريص الروبوت في كل مرة تقريبًا. يقول سوشا: “هذا الذيل جزء مهم من استجابة الحيوان في قدرته على الحفاظ على القبضة”.

يعتقد جون هاتشينسون ، المتخصص في الميكانيكا الحيوية التطورية في الكلية الملكية البيطرية ، والذي لم يشارك في العمل ، أن السحالي الأخرى قد تفعل الشيء نفسه. يقول: “شكل أجسامهم هو” معيار مستنقع “للسحالي ، لذا قد يكون هناك مجموعة متنوعة من السحالي” المملة “تستخدم سلوكيات الهبوط المثيرة هذه عندما يتعين عليهم ذلك”.

يستخدم Springtails مناورات أخرى مثيرة للهبوط. يبلغ حجم مفصليات الأرجل المحبة للرطوبة حوالي نصف حجم حبة السمسم ويقفز ما يصل إلى 25 ضعف طول جسمها عند الانزعاج. (بالنسبة للإنسان ، فإن مثل هذه القفزة ستغطي مسافة ملعبي تنس.) تقلع في 2 مللي ثانية – أسرع 50 مرة من غمضة عين – من الأوساخ الرطبة ، ونفايات الأوراق ، وحتى سطح البرك بالآلاف ، يقول سعد بهاملا ، عالم الفيزياء الحيوية في معهد جورجيا للتكنولوجيا (Georgia Tech): “مثل فرقعة الفشار الصغير”.

قام بهاملا وفيكتور أورتيجا جيمينيز ، وهو أيضًا عالم فيزياء حيوية في جورجيا للتكنولوجيا ، بتصوير وتحليل ما يحدث عند هبوط ذيل الربيع (انظر الفيديو أدناه). مثل الأبراص ، فإن هذه المخلوقات تخفف تأثيرها أيضًا – ولكن بقطرة ماء بدلاً من ذيل ، حسبما أفاد أورتيجا خيمينيز في الاجتماع.

فيكتور إم أورتيجا جيمينيز / بهاملا لاب

يحتوي الجانب السفلي من ذيل الربيع على أنبوب طويل يسمى كولوفور الذي يمسك قطرة من الماء أثناء انطلاق الذيل الربيعي. يساعد الوزن الإضافي للقطيرة على استقرار الحيوان الطائر. وهكذا ، فإن القطرة تضرب أولاً ، وتتصرف مثل الوسادة. بالإضافة إلى ذلك ، يتأكد سبرينغتيل من هبوطه بالأقدام – وقطرة الماء – أولاً عن طريق ثني جسمه الملتف في منتصف الهواء على شكل حرف U ، حسبما ذكرت أورتيجا جيمينيز.

يشرح أورتيجا جيمينيز قائلاً: “يقوم كل من الأبراص وذيل الزنبرك بتشويه أجسامهم واستخدام هيكل متخصص – الذيل في أبو بريص ، والكولوفور في الذيل الربيعي – لتسهيل عملية الهبوط بشكل مثالي”.

لكن الحجم مهم. يقول هاتشينسون إنه بالنظر إلى القوى المعنية ، فإن ما يصلح للكائنات الصغيرة لن ينجح معنا. “البشر سوف يذهبون للدهشة إذا حاولوا.”

Leave A Reply

Your email address will not be published.