جولان ابرقهرمانان در حیات وحش / از شوک برقی تا دید حرارتی، با قدرت پنهان حیوانات آشنا شوید
غزال زیاری: اگر جزو آن دسته از افراد هستید که فکر می‌کنید ابرقدرت‌ها فقط در دنیای تخیلات انسان‌ها وجود دارند، طبیعت به شما ثابت می‌کند که سخت در اشتباهید.
در جهان حیات‌وحش، روند تکامل بعضی گونه‌ها به نحوی بوده که حالا دارای توانایی‌هایی هستند که مرزهای زیست‌شناسی و خیال را در هم می‌شکند. بعضی از این حیوانات مثل قهرمانان علمی تخیلی خود را درمان می‌کنند، بعضی دیگر ضربات سریع و رعدآسایی به طعمه‌هایشان وارد می‌کنند و گروهی دیگر چیزهایی را می‌بینند که برای چشمان انسان، نامرئی است. البته هرکدام از این ویژگی‌ها و قابلیت‌ها، نتیجه میلیون‌ها سال سازگاری برای شکار، دفاع یا بقا در شرایطی که دیگران نابود می‌شوند، است.
در این مقاله قصد داریم تا ده موجود شگفت‌انگیز را معرفی کنیم که قدرت‌هایشان واقعی است، نه خیالی. از مارماهی‌های برقی که صدها ولت الکتریسیته تولید می‌کنند گرفته تا افعی‌هایی که گرما را می‌بینند. این موجودات در گذر زمان و در طبیعت جهش‌یافته‌اند و شاهد زنده‌ای هستند بر اینکه تکامل، بزرگ‌ترین مهندس تاریخ است.
اختاپوس مقلد (Thaumoctopus mimicus) علاوه بر آنکه در استتار مهارت فوق‌العاده‌ای دارد، بازیگر زبردستی هم هست. این اختاپوس برای تقلید رفتارهای جانوران سمی و خطرناکی مثل پروانه ماهی، مار دریایی یا کفشک ماهی بدنش را در بسترهای ماسه‌ای می‌غلتاند و حرکاتش را هماهنگ می‌کند. این نمایش استادانه، شکارچیان را فریب داده و مانع از حمله آن‌ها به این‌گونه اختاپوس می‌شود.
درعین‌حال این اختاپوس می‌تواند تصاویر مختلفی از خود ارائه کند و گاهی در میان یک ماجرا، نقشش عوض می‌شود. این گونه عجیب و خاص با کنترل آنی سلول‌های رنگ‌دانه‌ای، قادر است تا رنگش را تغییر دهد و برای تغییر بافت و تنظیم وضعیت بدنش از برآمدگی‌های پوستی‌اش بهره می‌برد.
اولین بار در یک روز روشن در اندونزی، زمانی که اختاپوس مقلد با اعتمادبه‌نفس بالایش برای شکار از کف آب بیرون آمده بود، محققان موفق به مشاهده چنین رفتاری شدند. این یکی از واضح‌ترین نمونه‌های "تقلید چندوجهی پویا" در دنیای جانوران است.
۲- مارماهی برقی: شوک‌دهنده زنده
مارماهی برقی مثل یک باتری زیستی عظیم یا یک خازن عضلانی است. ۸۰ درصد بدنش از سلول‌های ویژه‌ای به نام "الکتروسیت" ساخته شده که در سه اندام به‌صورت سری و موازی چیده شده‌اند. پالس‌های ضعیف الکتریکی این موجود عجیب برای نقشه‌برداری از محیط گل‌آلود و ارتباط استفاده می‌شوند؛ اما مارماهی برقی قادر است تا با استفاده از تخلیه‌های قوی صدها ولتی‌اش، طعمه را بی‌هوش کرده و یا حتی ماهی‌های پنهان را با ایجاد انقباض ناگهانی عضلاتش شناسایی کند.
این جانور می‌تواند شدت و زمان‌بندی تخلیه‌ها را مثل یک شوکر چندحالته تنظیم کند. الساندرو ولتا، فیزیک‌دان ایتالیایی از مطالعهٔ فیزیولوژی مارماهی برای اختراع نخستین باتری الهام گرفت. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهد که مارماهی‌ها، قبل از وارد کردن ضربه نهایی به طعمه، از پالس‌های دوتایی سریع برای فلج کردن آن بهره می‌برند
۳-سمندر مکزیکی: جانوری که اندام و مغزش را بازسازی می‌کند
قدرت عجیب و حیرت‌انگیز سمندر مکزیکی یا اکسولوتل، توانایی بی‌نظیرش در بازسازی کامل اندام‌هایش است؛ قابلیتی که در بین مهره‌داران تقریباً بی‌رقیب است. وقتی این سمندر دست یا دمش را از دست می‌دهد، زخمی که در آن منطقه ایجاد می‌شود به‌جای جوش خوردن، به توده‌ای از سلول‌های بنیادی موسوم به بلاستما تبدیل می‌گردد. این توده، طرح مینیاتوری از اندام جدیدی است که در آن استخوان، عضله، عصب و پوست با دقت خیره‌کننده‌ای بازسازی می‌شوند.
در عرض چند هفته، اندامی تازه و کاملاً کاربردی سر جایش ظاهر می‌شود و حتی اگر این سمندر پنج بار دقیقاً همان عضو را از دست داده باشد، دقت بدنش در بازسازی آن اندام، تغییری نمی‌کند. دانشمندان در راستای رمزگشایی از این قابلیت اعجاب‌انگیز، ژن‌هایی ازجمله CYP۲۶B۱ و SHOX را شناسایی کرده‌اند که مسیر رشد این اندام‌ها در بدن سمندر مکزیکی را هدایت می‌کنند. انسان‌ها هم این ژن‌ها را دارند، اما متأسفانه در بزرگسالی از فعالیت می‌افتند؛ ولی بدن سمندر مکزیکی تا آخر عمر این ژن‌ها را فعال نگه می‌دارد و این رؤیایی است که علم پزشکی هنوز به دنبال کشف آن است.
۴- لمور سیاه: شیمیدان جنگل
لمور سیاه ماداگاسکار استاد استفاده از سموم طبیعی است. این جانور حیرت‌انگیز، با شکار حشره‌های هزارپا، آن‌ها را می‌جود و ترشحات سمی‌شان را روی بدنش، به‌ویژه اطراف صورتش می‌مالد. مواد بنزوکینونی موجود در ترشحات سمی هزارپاها، برای انگل‌ها و پشه‌ها سمی هستند.
جالب‌تر اینجاست که لمورها خودشان هم اندکی از این ترشح سمی را به‌عنوان دارویی برای درمان انگل‌های درونی، می‌بلعند. این رفتار نمونه نادری از "خوددرمانی جانوری" است که درواقع به‌نوعی بهره‌گیری آگاهانه از ترکیبات زیستی برای مراقبت از بدن است. جالب است بدانید که این ماده اثر روان‌گردان خفیفی هم دارد و به نظر می‌رسد لمورها از این حس سرخوشی نیز لذت می‌برند.
۵- میگوی مانتیس: سریع‌ترین مشت دنیا
میگوی مانتیس در نبردهای زیرآب رکورددار سرعت و قدرت است. ضربه فنری‌ای که میگوی مانتیس با اندامش به حریفان وارد می‌کند، با شتابی بیش از ۱۰٬۰۰۰ برابر گرانش زمین و سرعتی حدود ۲۳ متر بر ثانیه انجام می‌شود؛ ضربه‌ای با نیروی بالای ۱۵۰۰ نیوتن که آن‌قدر قوی است که می‌تواند صدف خرچنگ را خرد کرده یا شیشه آکواریوم را بشکند.
سرعت حمله باعث ایجاد حباب‌های کاویتاسیون (حباب‌هایی که با فروپاشی، نور و موج ضربه‌ای دوم تولید می‌کنند)، می‌شود. چشم‌های این جانور هم در نوع خود فوق‌العاده است: با ۱۶ نوع گیرنده نوری (درحالی‌که انسان فقط ۳ نوع دارد) نور فرابنفش و قطبیده را هم می‌بیند و ترکیبی از سرعت، قدرت و دید چند طیفی، آن را به بوکسور چند حسی طبیعت تبدیل کرده است.
۶- سوسک بمب‌افکن: شیمیدان زره‌پوش
سوسک بمب‌افکن به لطف شیمی دفاعی منحصربه‌فردش دشمنان را غافلگیر می‌کند. این سوسک در بدنش دو ماده (پراکسید هیدروژن و هیدروکینون) را در محفظه زره داری با آنزیم‌های کاتالیزور ترکیب می‌کند. این واکنش، باعث به جوش آمدن مایع شده و بخار سمی و داغی تولید می‌کند. در ادامه سوسک بمب‌افکن، از طریق دریچه‌های دقیقی این مایع را شبیه رگبار شیمیایی کوچک، به‌صورت پیاپی به سمت دشمن شلیک می‌کند.
دستگاه تنظیم فشار آن‌قدر دقیق است که بدن خود سوسک هیچ آسیبی نمی‌بیند ولی این مایع به شکل اسپری داغ و سوزان و با دقت بالا به سمت مهاجم هدف گرفته می‌شود. این رسماً نمونه‌ای از مهندسی ایمن شیمیایی در مقیاس حشره‌ای است.
۷- موش کور برهنه: پستانداری که بدون اکسیژن زنده می‌ماند
موش کور برهنه که بومی شرق آفریقاست، در تونل‌های زیرزمینی کم اکسیژنی زندگی می‌کند. این جانور عجیب قادر است تا در شرایط بی‌هوایی تا ۱۸ دقیقه بدون ذره‌ای اکسیژن زنده بماند. راز موفقیت موش کور برهنه در این مسیر این است که بدنش در صورت لزوم، سوخت‌وساز را از گلوکز به فروکتوز تغییر می‌دهد؛ این فرآیندی است که معمولاً در گیاهان دیده می‌شود ولی همین سازوکار باعث می‌شود تا اندام‌های حیاتی بدن این جانور ازجمله مغز و قلب حتی در نبود هوا هم فعال بمانند.
نکته جالب‌توجه دیگر در مورد این موجود عجیب این است که آن‌ها بیش از ۳۰ سال، یعنی تقریباً ده برابر جوندگان هم‌وزن خود عمر می‌کنند و تقریباً هیچ موردی از سرطان در آن‌ها دیده نشده است. راز این جوانی در وجود هیالورونان با جرم مولکولی بالا در بدن آن‌هاست؛ مولکول قندی که رشد کنترل نشده سلول‌ها را مهار می‌کند.
یعنی زندگی موش کور برهنه در این موارد خلاصه می‌شود: تطبیق‌پذیری با کمبود اکسیژن، روند کند پیری و احتمال نادر ابتلا به بیماری؛ پس باید آن‌ها را پستاندارانی از جنس معجزه نامید.
۸- گوزن شمالی: چشمانی که رنگ عوض می‌کند
گوزن قطب شمال در تابستان‌های گرم و بی‌پایان و زمستان‌های تاریک زندگی می‌کنند و نکته جالب درباره این جانور این است که چشمشان برای هر دو فصل طراحی شده است. در تابستان، لایهٔ بازتابنده پشت شبکیه‌شان با درخشش، مانع از ورود نور زیاد می‌شود ولی در زمستانِ بدون خورشید، همین لایه به رنگ آبی تیره درمی‌آید تا با پخش کردن نور، حساسیت بینایی این گوزن را تا ۱۰۰۰ برابر افزایش دهد.
این تغییر با تنظیم فشار داخل چشم و جابه‌جایی رشته‌های کلاژن ایجاد می‌شود. به زبان ساده، گوزن شمالی در هر فصل لنز جدیدی برای چشمانش می‌سازد؛ آیینه‌ای طلایی برای تابستان، تقویت‌کننده‌ای آبی رنگ برای زمستان که این در نوع خود، شاهکار انطباق در تاریکی بی‌پایان قطب است.
۹- عروس دریایی نامیرا: بازگشت از پیری
توریتوپسیس دورنی، عروس دریایی کوچکی از شاخه هیدروزوآست که توانایی شگفت‌انگیزی دارد: وارونه کردن چرخه زندگی. این‌گونه عروس دریایی وقتی آسیب می‌بیند یا پیر می‌شود، بدنش فرو می‌ریزد، سلول‌ها به حالت بنیادی بازمی‌گردند و دوباره به مرحلهٔ جوانی برمی‌گردد و این چرخه بارها تکرار می‌شود؛ یعنی نوعی بی‌مرگی زیستی.
البته در زندگی طبیعی اکثر این عروس‌های دریایی قربانی شکارچیان می‌شوند؛ ولی در شرایط آزمایشگاهی دیده‌شده که این باز زایی می‌تواند بی‌پایان باشد. در زیر میکروسکوپ، فرآیند این اتفاق مثل بازپخش تکامل معکوس است؛ بدن حل می‌شود و از نو شکل می‌گیرد. یعنی جاودانگی در مقیاس سلولی.
۱۰-افعی رخ چاله‌ای: شکارچی با دید حرارتی طبیعی
افعی‌های رخ چاله‌ای، دیدی فراتر از نور دارند؛ نوعی بینایی از جنس مادون‌قرمز. در دو سوی پوزه آن‌ها حفره‌های بسیار حساسی دیده می‌شود که با غشای نازک و پر از عصب پوشیده شده؛ این غشا دمای تفاوتی در حد ۰٫۰۰۳ درجه سانتی‌گراد را حس می‌کند. گرمای ساطع‌شده از بدن شکار، باعث تحریک این گیرنده‌ها شده و کانال‌های یونی TRPA۱، انرژی حرارتی را به سیگنال عصبی تبدیل می‌کنند.
مغز افعی این داده‌ها را با تصویر بینایی ترکیب کرده و نقشه حرارتی دقیقی از محیط اطراف می‌سازد که شبیه به دید در شب است و با دو چاله، موقعیت دقیق طعمه حتی در تاریکی کامل مشخص می‌شود. افعی حتی با چشمان بسته هم می‌تواند ضربات مرگ‌باری به طعمه بزند و همین حس ششم، او را تبدیل به یک شکارچی قهار کرده که گرما را می‌بیند و در نیمه‌شب هم مثل روشنایی روز، طعمه را از پای درمی‌آورد.
از اقیانوس تا بیابان، از زیرزمین تا آسمان‌های قطبی، طبیعت پر از ابرقهرمانانی است که قوانین فیزیک را به چالش می‌کشند. آنچه در داستان‌های علمی تخیلی می‌خوانیم، برای بسیاری از موجودات زنده صرفاً زندگی روزمره‌شان است و در برابر این شگفتی‌ها، شاید مهم‌ترین درس زندگی این باشد: قدرت‌های واقعی، زاییده سازگاری‌اند نه خیال.
منبع: interestingengineering[1]
۵۸۳۲۱
References
- ^interestingengineering (interestingengineering.com)
Authors: صاحب‌خبران - جدیدترین و آخرین اخبار ایران و جهان - علمی-فناوری