تغطية شاملة

عن أصول الحبار والمواد الذكية

كيف خلقت الطبيعة المنقار الصلب والحاد للحبار؟ كيف يستطيع الحبار، الذي جسمه كثيف كالهلام الناعم، أن يستخدم منقاره لاصطياد الفريسة دون أن يجرح نفسه؟

التواصل مع الحبار - بإذن من ويكيبيديا
التواصل مع الحبار - بإذن من ويكيبيديا

كيف خلقت الطبيعة المنقار الصلب والحاد للحبار؟ كيف يستطيع الحبار، الذي جسمه كثيف كالهلام الناعم، أن يستخدم منقاره لاصطياد الفريسة دون أن يجرح نفسه؟

لطالما أثار هذا السؤال اهتمام الباحثين المهتمين بصنع مواد جديدة تحاكي خصائص المواد البيولوجية. تم نشر الإجابة على السؤال نفسه هذا الأسبوع في مجلة Science.

يعد المنقار الحاد لحبار همبولت من أصعب المواد العضوية التي عرفها الإنسان. وحد المهندسون وعلماء الأحياء والباحثون البحريون في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا قواهم لاكتشاف كيف يمكن للحبار، بجسمه الناعم الذي يشبه الهلام، أن يتلاعب بمنقاره الحاد دون أن يمزق نفسه.

يبلغ طول حبار هومبولت، أو Dosidicus gigas، حوالي متر واحد، ويمكنه قتل سمكة بحركة واحدة سريعة. وبحسب المقال، "... يمكن لمنقار الحبار أن يقطع الحبل الشوكي، ويشل الفريسة، ويحصل على وجبة مناسبة لبقية اليوم."

وقال الحاخام وايت، المؤلف المشارك للورقة البحثية وأستاذ علم الأحياء في جامعة كاليفورنيا في سانتا باربرا: "يمكن أن تكون الحبار عدوانية، وقوية، وقاسية بدون سبب، وهي جائعة دائمًا". المفترس الرئيسي للحبار، إلى جانب البشر، هو حوت العنبر، الذي غالبا ما يتم الكشف عن ندوب الحرب عليه. جلد حيتان العنبر مصاب بالندوب من اللقاءات المتكررة مع الحبار. تسبح الرخويات الكبيرة باستخدام الدفع النفاث، وتكون قادرة على التحرك بسرعة وحادة. "أنت لا تريد أن تغوص بجانب واحد منهم. يمكن لعشرات منها أن تأكلك، أو تؤذيك بشدة."

وصف فرانك زوك، أحد مؤلفي الورقة البحثية، مصدر المشكلة قائلاً: "يمكنك أن تتخيل المشكلات التي قد تواجهها إذا قمت بربط نصل السكين بمكعب الجيلي، وحاولت استخدام النصل لقطع شيء ما. سوف تقطع الشفرة الهلام بقدر ما ستقطع الهدف. وفي حالة مصدر الحبار، تعتني الطبيعة بالمشكلة عن طريق تغيير تركيبة المصدر تدريجيًا وليس مرة واحدة. وبهذه الطريقة، يكون طرف المنقار قادرًا على طعن الفريسة دون الإضرار بالحبار. هذا تخطيط رائع حقًا!

اكتشف إيلي ميسيرتز، المؤلف الرئيسي للمقال ومحرر الدراسة، أن سر أصل الحبار يكمن في بنيته المتغيرة تدريجياً. طرف المنقار صعب للغاية، ولكن عندما نبتعد عن الطرف، يصبح المنقار أضعف. قاعدة المنقار نفسها أضعف بمئة مرة، وقادرة على الاندماج مع الأنسجة المحيطة. وفي الوقت نفسه، يحتفظ الأصل بصلابته التدريجية فقط عندما يكون رطبًا. إذا جف، سيصبح الجذر بأكمله قاسيًا مثل الطرف.

وأوضح زوك أن معظم الهياكل الهندسية اليوم مصنوعة من مزيج من مواد مختلفة للغاية، مثل المواد الخزفية والمعدنية والبلاستيكية. يتطلب توصيلها جميعًا معًا نوعًا من أدوات التوصيل الميكانيكية، مثل البراغي أو المسامير أو غراء الإيبوكسي. لكن هذا النهج له حدود.

وأوضح زوك: "إذا تمكنا من محاكاة البنية التدريجية الموجودة في منقار الأخطبوط، فسوف نفتح الباب أمام طرق جديدة لربط المواد". وقال: "على سبيل المثال، إذا أعطيت المادة اللاصقة بنية تدريجية، بحيث تتوافق خصائصها مع مادة معينة على جانب واحد، ومع مادة أخرى على الجانب الآخر، فيمكنك إنشاء رابط أكثر ملاءمة". "هذه الطريقة في التفكير يمكن أن تغير الطريقة التي يفكر بها المهندسون في ربط المواد."

للحصول على معلومات على موقع جامعة كاليفورنيا

تعليقات 19

  1. لا تنسوا أننا جميعًا بشر نرى العالم من منظور إنساني للغاية (وأود أن أقول أيضًا من منظور ضيق بعض الشيء)، كان العلم اليوم بدائيًا للغاية فيما يتعلق بفهم الكون/الكون (أو أي إضافة أخرى قمنا بها) لا أعلم) لذلك لن أكون على استعداد لوضع أموالي على الساعات وليس البلورات، فأنا أنظر إليها على أنها رفع فرضيات وتجارب من أجل استخلاص أكبر قدر ممكن من المعلومات - في النهاية عندما نتحدث اليوم عن الوقت - الفضاء، "الزمن الصفري"، الأوتار - نحن تقريبًا في وضع الأشخاص في العصور الوسطى الذين نظروا إلى الكون بدون تلسكوب وافترضوا حول الكون، ولا تزال أدواتنا المادية وربما الرياضية أضعف من أن نتوصل إلى نتيجة عامة حول قضايا تتجاوز الفيزياء الحديثة اليوم.

  2. روي، شكرا على التوضيح.
    إن تشبيه الساعة يناسب التطور وكذلك مصطلح "الطبيعة خلقت"، ولهذا السبب استخدمته. ويبدو لي أنه في بداية القرن العشرين تقريبًا تم استخدام نفس القياس لإثبات أن الحياة هي خلق متعمد. وبعد بضعة عقود، تم تأليف كتاب "صانع الساعات الأعمى"، الذي يعرض التطور باعتباره صانع الساعات، أعمى فقط (لنفس الأسباب التي ذكرتها).
    إذا كنت لا أزال لا أفهم:

    كان لا يزال من المثير للاهتمام رؤية هؤلاء الأشخاص الذين ليس لديهم مشكلة مع "هاتيفا يتسزر" يعارضون بشدة صانع الساعات.

  3. ولا مانع من استخدام مصطلح "الطبيعة المخلوقة" لأن الطبيعة ليست كياناً،
    عندما يقصد الكاتب ويفهم القارئ أن الطبيعة عبارة عن نظام من المعطيات والظروف البيئية المتغيرة التي لا تحتاج إلى يد متعمدة وبالتأكيد لا تخطيط.
    لمن يبحث عن كيان تخطيطي...التفسيرات لن تفيد.

  4. ييجال،

    شكرا لردكم. أعتقد أن التعبير على غرار "الطبيعة تخلق" ليس علميًا، لكنه يساعد كثيرًا في إيصال معنى السؤال. ومن تجربتي في المناظرات مع الخلقيين وغيرهم، أستطيع أن أقول إن من يريد أن يجد تفسيرا غير صحيح ومضلل للتعبيرات والأقوال، يمكنه أن يفعل ذلك بسهولة أكبر بكثير من التمسك بصيغة الخبر.

    وأنا أتفق معك في أن التعبير لا يتناسب مع المنهج التطوري العلمي، ولكن بما أننا بشر فمن الأسهل علينا أن نفهم الأشياء عندما أصوغها باللغة العامية العادية.

    العنبر,
    أنت تزعم أن الساعة تحتاج إلى صانع ساعات. وهذا افتراض صحيح بالطبع، لكنه ينطبق فقط على الساعات.
    في الطبيعة، تتشكل الهياكل المعقدة والمثيرة للاهتمام، مثل البلورات، نتيجة لقوى بسيطة بين الجزيئات. نحن نعلم بالفعل أن بلورات الحمض النووي يمكن أن تتشكل، ومن المفترض أنه بمساعدة الانتقاء الطبيعي أصبحت بلورات الحمض النووي هذه أول مادة وراثية. كما أننا نعلم منذ أكثر من خمسين عاماً أنه كلما اختلطت مادة دهنية بالماء، تتشكل فقاعات تشبه أبسط أغشية الخلايا. كل هذا بلا خالق.
    وهذان مجرد مثالين يوضحان أنه من الممكن خلق النظام دون خالق متعمد. وتكثر الأمثلة الأخرى في مجالات الكيمياء والفيزياء والأحياء.

    لذا فإن السؤال الحقيقي هو:
    لماذا نعقد أنفسنا مع "خالق" محتمل (ثم يجب علينا أن نحاول التفكير في من هو، وما هو، وبالطبع كيف خلق!) ، إذا كان بين أيدينا آلية ودليل على عملية الخلق والتجمع الذاتي في الطبيعة؟

    شكرا لردكم،

    روي.

  5. ييجال،
    أنا لا أختلف معك في أنه لم يتم التخطيط لها مسبقًا ولكن في هذه العملية. في الواقع، أنا لا أختلف معك على الإطلاق. إن التشابه بين الساعة وصانع الساعات قد تم قبل سنوات في كتاب "صانع الساعات الأعمى" والتناقض الذي تتحدث عنه موجود في اسم الكتاب نفسه. لا أعرف لماذا اعتقدت أن الاقتباس مألوف..

    مايكل،
    لم أوافق على الرد 1- أوافق على الردود عليه. الرد في الرابط هو واحد من 2 مما كتبته، لكنه لا يتعارض مع المنهج العلمي. على كل حال، هناك وهنا جاء الرد للقول بهدف الاستماع، وليس الجدال.

  6. العنبر,
    أظن أنك تعترض أساساً على ما جاء في ردي (1)، وهذا من منطلق عبارة (الساعة تدل على صانع الساعات).
    الساعة تشير إلى صانع ساعات، لكن المخلوقات الموجودة على الأرض ليست ساعات. يتم تصميم الساعة (مثل أي منتج تكنولوجي) بطريقة هندسية وبالتالي فإن تصميمها له غرض. ونتيجة لذلك، لن تجد أجزاء غير ضرورية في الساعة (ربما باستثناء مفك البراغي المنسي...) وستكون قادرًا على إثبات أن كل شيء يعمل بشكل صحيح طالما أنه في حالة جيدة. لا يتم التخطيط للكائنات الحية مسبقًا، لذلك ستجد فيها العديد من "الأشياء" غير الضرورية التي تثقل كاهل أدائها الناجح في بعض الأحيان. إن أداء معظم المخلوقات ليس مثاليًا، وكان من الممكن إنشاء أجزاء مختلفة من أجسامها (لم يتم إنشاؤها عن طريق التخطيط) بطريقة أكثر نجاحًا. أحد الأمثلة الأكثر شهرة هو إصبع الباندا الذي يشبه الإصبع السادس (اقرأ كتب ستيفن جي جولد على سبيل المثال). لم يتم إنشاء الإصبع من اكتمال إصبع القدم الموجود ولكن من نتوء العظم.
    يستخدم الناس الطبيعة في هذه المناقشات (وربما في مناقشات أخرى أيضًا) لوصف مجموعة الظواهر (بما في ذلك المخلوقات) الموجودة في عالمنا والتي ليست نتيجة التخطيط المسبق أو الافتقار إلى التخطيط المسبق (بشكل رئيسي من قبل الإنسان ...)

  7. العنبر:
    ربما أنا في حيرة من أمري.
    ألست أنت نفس أمبر التي كتبت التعليق رقم 76 هنا

    إذا لم تكن نفس العنبر فأنا في حيرة من أمري.
    بالمناسبة، عند إعادة القراءة أجد عامي أكثر حيرة:
    هل تقصد أنك موافق على الرد رقم 1 (كما فهمت في البداية) أو مع الردود على رقم 1 (كما كتبت) (حيث أن هذا يعني أنك تعارض الرأي الوارد في رقم 1)

  8. أعتقد أنك في حيرة من أمري.
    على أية حال، أنا شخصياً لم أسألك ما هو تعريفك. السؤال موجه لكل من يصادفه

  9. العنبر:
    هل تتفق مع 1؟
    إنه ممتع!
    بيل، المناقشة هنا بين الأشخاص الذين يدعمون المنهج العلمي ويقول ييجل في الرد 1 إن تعبيرنا عن هذه الحقيقة ليس جذريًا بدرجة كافية وأنه كان ينبغي علينا تجنب التعبيرات مثل الطبيعة التي تخلقها حتى لا يأتي أشخاص مثلك ويقولون ذلك الطبيعة هي الله أو بعض المخطط الذكي.
    لماذا تسأل ما هو تعريفي للطبيعة؟
    ما هو تعريفك لتعريف الكلمة؟

  10. أتفق مع الردود على 1: "الساعة تدل على صانع الساعات" أي الخلق يدل على خالق - التطور.
    طرح الإجابة التالية رقم 6: ما هو تعريف "الطبيعة"؟

  11. ييجال:
    وما زلت لا أعتقد أن من يقرأ عبارة مثل "كيف خلقت الطبيعة" سيصدق أن الكاتب ظن ولو للحظة واحدة أن الطبيعة مخطط ذكي

  12. مايكل،
    لم أكن أتحدث عن المعارضين (الذين ليس لديهم ما يفسرونه) ولكن عن المترددين غير المؤكدين، الذين يجلسون على الحياد، "الذين لا ينغلقون على أنفسهم" ويمكن التأثير على رأيهم. يجب أن تكون واضحة لا لبس فيها ولا هوادة فيها.

  13. لا توجد مشكلة فيما هو مكتوب، من الضروري أن نتذكر أننا عندما نتحدث عن التطور، فإننا نتحدث عن الآلية التطورية التي تغير الحياة على الأرض، ما يهمني حقًا هو التكوين الأولي لكل هذه الأشياء، سأشرح نيتي، في سياق التطور، ما هو مثير للاهتمام هو التكوين الأولي لما خلق أول مخلوق كان موجودًا، لأنه بعد ذلك تسير الأمور بطريقة أكثر أو أقل وضوحًا بالنسبة لنا.
    بالإضافة إلى ذلك، فإن جميع القوانين الفيزيائية التي تنطبق على الكون بأكمله قد تم إنشاؤها بطريقة ما في نقطة معينة من الزمن (مثل الفيزياء التي حدثت بين الانفجار الأعظم والفيزياء الموجودة اليوم في الكون)، أو المادة الكونية الصغيرة التي تسببت في الانفجار الكبير (سواء كان ذلك نموذجًا للتضخم أو التضخم المتسلسل والانكماش)، فإن نقطة الزمن "الصفر" هي شيء مثير للاهتمام للغاية ونحن بعيدون عن فهمه بسنوات ضوئية وقليل جدًا من الناس يشيرون إلى "الزمن الصفري" (إذا كان الأمر كذلك الشيء موجود اصلا).

  14. ييجال:
    ولا أرى مشكلة في الصياغة أيضًا.
    ففي نهاية المطاف، أولئك الذين يعارضون التطور لا يحتاجون إلى مثل هذه الصيغ لمعارضتهم، وهذه الصيغ لن تساعده أيضًا في الجدال مع واضع الصياغة.
    تعتبر طريقة التحدث التي تجسد الأشياء والعمليات من أجل شرح منطقها طريقة مقبولة عندما يكون جميع المحاورين على دراية بالغرض من المناقشة وتبسط الصياغة إلى حد كبير.
    لا أعرف إذا كنت قد قرأت صحيفة عن المركبات من قبل، ولكنك غالبًا ما تجد عبارات مثل "من الصعب فهم ما تريده السيارة". حتى هناك لا أحد يعتقد أن الكاتب لا يفهم أن السيارة ليس لديها رغبة.

  15. كيف خلقت الطبيعة؟ - بمساعدة التطور.
    الطبيعة تعتني بالمشكلة – من خلال البقاء للأصلح.

    ليس لدي أي مشكلة مع ما هو مكتوب. صحيح أن الخلقي سيطرح نفس الأسئلة، لكن إجابته لن تكون التطور، بل إذا خلق الله.
    ليس من الضروري أن تكون متطرفا، ولا أرى أي خطأ في طريقة التعبير في المقال.

    اتمنى لك يوم جيد
    سابدارمش يهودا

  16. أيها الحكماء انتبهوا لكلامكم!
    الجمل المختلفة في هذا الخبر تقال بطريقة السؤال وتترك الشك في معناها أو المعاني الخفية في المضمون. أمثلة:
    "كيف خلقت الطبيعة..." الطبيعة لم تخلق، إنها ليست الله!
    "الطبيعة تعتني بالمشكلة..." على النحو الوارد أعلاه
    "هذا تخطيط رائع حقا"؟؟؟ ما التخطيط؟ ذكي؟ ماذا حدث للتطور؟
    ومن يشكك في التطور سيجد هنا مجالًا واسعًا للتأملات حول الثقة التي يشعر بها العلماء في كلامهم عن التطور!

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.