كشف علماء عن كيفية انتقال المياه عبر قنوات في جلد سحلية تكساس إلى فمها، ونسخوا مبادئ نقل المياه في نسخة بلاستيكية.
بقلم: يائيل هالفمان كوهين
تُعرف سحلية تكساس المقرنة بأنها أحد الزواحف التي تتفوق في نقل الماء عبر القنوات الشعرية الموجودة على الجلد باتجاه الفم مباشرة، وتعيش هذه السحالي عادة في المناطق الجافة، وهي قادرة على جمع الماء من أي مكان، حتى من الرمال الموجودة عليها. التي تمشي بها، ويتم نقل المياه المتجمعة إلى الفم، دون استثمار طاقة، من خلال شبكة من القنوات الشعرية الموجودة بين حراشف الجلد، والتي تغلقها جزئيًا، ويستطيع جلد السحلية تحريك السوائل بشكل سلبي في اتجاه معين بشكل أسرع. منه في اتجاهات أخرى، وهذا مستقل عن موقع الماء على الجلد، فيمكن أن يكون الماء على الظهر أو الأمام أو على الذيل، ودائماً ما يتم توجيههم بشكل أسرع نحو الفم.
تعتبر القنوات أحد الهياكل المتكررة في الطبيعة والمرتبطة بوظيفة النقل. حدد فريق ألماني نمساوي، قام مؤخرًا بدراسة بنية جلد السحلية وتعقيدها، مبدأين أساسيين يتيحان النقل السلبي للمياه في شبكة القنوات. تعتبر هذه المبادئ بمثابة تقدم كبير في الأبحاث المنشورة مؤخرًا في مجلة واجهة الجمعية الملكية.
المبدأ الأول هو أن بنية الأخاديد مقعرة وتضيق باتجاه فم السحلية. كلما كان الأخدود مقعرًا، زادت قوة الشعيرات الدموية التي تدفع السوائل للأمام نحو الفم.
المبدأ الثاني الموجود هو الاتصال بين القنوات. يمكن نقل المياه بعيدًا عند تقاطع واحد، ولكن سيتم "جمعها" لاحقًا عن طريق المياه المتدفقة في قناة مجاورة. إن ضيق كل قناة مقعرة، إلى جانب الاتصال بين القنوات، هما المبدأان اللذان يفسران حركة الماء واتجاهه.
تم استخدام هذه المبادئ لتصميم سطحين محاكاة حيوية. لم يحاول الفريق إنتاج نسخة طبق الأصل من بنية جلد السحلية بسبب قيود التصنيع، ولكن بناءً على المبدأين الموجودين في الدراسة، أنتج فريق البحث سطحين بلاستيكيين بسيطين يشبهان الزجاج، مع قنوات تم إنشاؤها بواسطة الليزر و المقاييس البارزة بينهما. على الرغم من أن النسخة المتماثلة ليست دقيقة، إلا أنه تم توجيه المياه على كلا السطحين بشكل أسرع في اتجاه معين مقارنة بالاتجاهات الأخرى.
يعد هذا البحث مثالاً جميلاً لأبحاث المحاكاة الحيوية التي يتم فيها ملاحظة حركة الماء على جلد السحلية واكتشاف مبادئ تصميمها والبحث عن تطبيقات هندسية. يقترح الباحثون استخدام النقل السلبي المباشر للسوائل في اللقطات أو المبادلات الحرارية أو الأجهزة الطبية الصغيرة حيث يمثل التكثيف مشكلة. وتقوم المجموعة بالفعل بالتحقيق فيما إذا كان هذا الاكتشاف يمكن أن يساعد في نقل مواد التشحيم إلى المناطق الداخلية داخل الآلات، وهي المناطق التي تكون هناك حاجة إليها.
وحتى ذلك الحين، عليك أن تتذكر، بالطبع، أن هناك حدودًا للحجم. الحل في الطبيعة هو على المستوى الجزئي، وبالطبع لن يكون من الممكن رفع المياه إلى الطوابق المرتفعة بهذه الطريقة...
الى مصدر الخبر
