وعلى عكس قنديل البحر العادي، فإن "السفينة الحربية البرتغالية" ليست كائنًا واحدًا بل مستعمرة مكونة من العديد من الكائنات الحية (تسمى الزوائد اللحمية)، ولكل منها وظيفة فريدة. تتطور إحدى السلائل إلى عوامة تشبه الشراع يصل طولها إلى ثلاثين سنتيمترا وارتفاعها إلى عشرة سنتيمترات.
"رجل الحرب البرتغالي" (أو باسمه العلمي Physalia Physalis) هو قريب بعيد لقنديل البحر الشائع الموجود على شواطئنا. وعلى عكس قنديل البحر العادي، فإن "السفينة الحربية البرتغالية" ليست كائنًا واحدًا بل مستعمرة مكونة من العديد من الكائنات الحية (تسمى الزوائد اللحمية)، ولكل منها وظيفة فريدة.
تتطور إحدى السلائل إلى عوامة تشبه الشراع يصل طولها إلى ثلاثين سنتيمترا وارتفاعها إلى عشرة سنتيمترات. تتطور بعض البوليبات إلى أذرع صيد يزيد طولها عن عشرة أمتار وقطرها بضعة ملليمترات. أما البوليبات الأخرى فتتعامل مع عملية الهضم والتكاثر. تتغذى المستعمرة على العوالق والأسماك الصغيرة التي يتم اصطيادها بواسطة أذرع الصيد - ويؤدي ملامستها للأذرع إلى شلل فوري لمعظم الحيوانات. لا يُعرف سوى القليل جدًا عن العادات المعيشية للمستعمرة. وعلى وجه الخصوص، ليس من الواضح ما هو دور الشراع في حياة المستعمرة وما إذا كان هناك من يتحكم فيها. هذان هما السؤالان اللذان كانا محور بحث البروفيسورين جيل يوسيلفسكي وداني فايس من كلية هندسة الطيران والفضاء في التخنيون.
ووجد الباحثون أن الإجابات على كلا السؤالين مستمدة من دراسة الهيدروديناميكية لأذرع الصيد. مع عدم وجود حركة في الماء، ينحدر ذراع الصيد عموديًا إلى الأسفل بسبب قوة الطفو السلبية. وعندما يتم سحب طرفه العلوي عبر سطح الماء، يميل الذراع بزاوية إلى العمودي بسبب قوة مقاومة الماء. وتزداد هذه الزاوية مع سرعة السحب، ولكنها تتناقص مع قطر الذراع. لأنه بالنسبة لأذرع القاطرة المختلفة، فإن السحب في الماء يؤدي إلى استقرارها في زوايا مختلفة عن الوضع الرأسي. والنتيجة هي أن الأذرع تنتشر مثل المروحة.
يعمل كل ذراع كقضيب، ومن هنا يبدو أن دور الشراع هو نشر القضبان. المشكلة الوحيدة في هذا الترتيب هي أنه يعمل فقط في نطاق ضيق من سرعات القطر (سرعات الإبحار) - بدون حركة، تنخفض جميع أذرع التطويل عموديًا إلى الأسفل، بينما عند السرعة العالية يتم سحبها جميعًا على طول سطح الماء. في الواقع، لوحظت "السفن الحربية البرتغالية" وهي تبحر بسرعة ثابتة تقريبًا - حوالي نصف عقدة (حوالي كيلومتر في الساعة)، بغض النظر عن سرعة الرياح وقت المراقبة.
يعرف البحارة (البشر) جيدًا أنه من أجل الحفاظ على سرعة ثابتة في المسار، عندما تشتد الرياح، يجب تحرير الشراع - أي يجب تقليل الزاوية بين الشراع والرياح. تقوم المستعمرة بذلك تمامًا كما تفعل السفينة الحربية البرتغالية، التي سميت باسمها، حيث تفتح الشراع. فقط، على عكس السفينة الحربية، حيث تم إطلاق الأشرعة من قبل العديد من البحارة وفقًا لتعليمات القبطان، تقوم المستعمرة بذلك تلقائيًا (أي دون "فكر" متعمد) بمساعدة ديناميكيات الأسلحة.
يأتي السحب تحت الماء للمستعمرة من أذرع الصيد وبقية البوليبات (التي وظيفتها الهضم والتكاثر). يكون موضع الأذرع الطويلة في المستعمرة خلفًا نسبيًا وعلى جانب الشراع حيث تضرب الريح ("عكس اتجاه الريح")، بينما يكون موضع الزوائد اللحمية الأخرى للأمام نسبيًا وقريبًا من محور الشراع. ترتفع الأذرع الطويلة نحو سطح الماء مع زيادة السرعة، بينما يبدو أن البوليبات الأخرى تحافظ على شكلها. إن مقاومة الذراع المسحوبة طوليًا أقل بكثير من مقاومة الذراع المسحوبة عبرها، لذلك عندما ترتفع الأذرع نحو سطح الماء، تكون مساهمتها النسبية في السحب تحت الماء صغيرة.
نظرًا لأن تقليل السحب النسبي يأتي من الجزء الخلفي (الجانبي) من الشراع، فإن رفع الأذرع "يحرر" الجزء الخلفي من الشراع وبالتالي يقلل من زاويته بالنسبة للرياح؛ إن إطلاق العنان للشراع يقلل من جاذبيته ويمنع زيادة سرعة الإبحار. بمعنى آخر، تعمل الأذرع كوحدة تحكم طبيعية تحافظ على سرعة الإبحار بالضبط في المنطقة التي تنتشر فيها في مروحة كبيرة.
إن النظر إلى أذرع الصياد وكيفية تعلقها بالشراع يكشف أن السفينة الحربية البرتغالية هي صياد ماهر يسحب صناراته بالشراع. يتم التحكم في الصياد تلقائيًا - حيث يقوم الشراع بضبط نفسه بالطريقة الأكثر ملاءمة لنشر القضبان.
"هناك الكثير لنتعلمه من المخلوقات في الطبيعة، في الديناميكا المائية والديناميكا الهوائية على وجه الخصوص. وخلص باحثو التخنيون إلى أن بقائهم على قيد الحياة لمئات الملايين من السنين ليس من قبيل الصدفة.
תגובה אחת
Physalia Physalis التي تشكل مستعمرة من البوليبات، مثل الشعاب المرجانية التي تنتمي إلى عائلتها، ولكن على عكس الشعاب المرجانية الشائعة التي تكون مستعمراتها متطابقة، في Physalia هناك تمايز بين البوليبات لإنشاء وظائف مختلفة في المستعمرة. طرق رائعة للتطور! ما يبدو وكأنه كائن حي واحد هو في الواقع مستعمرة من الكائنات الحية ذات التخصصات. وهذا يذكرنا بتمايز الخلايا الجذعية في الكائنات الحية الطبيعية. فهل من الممكن أن تعمل آليات تمايز مماثلة في كلتا الحالتين؟ ربما من خلال التحقيق في تمايز الزوائد اللحمية، وهي أكبر من الخلايا وربما بسبب ذلك يكون التحقيق فيها أسهل، سيكون من الممكن اكتشاف سر تمايز الخلايا الجذعية؟