كتب – باسل يوسف:
يتمتع روبيان السرعوف بلكمة قوية، لكن الغريب أن هذه اللكمة الهائلة لا تقتل الروبيان نفسه أثناء ضربه. اتضح أن الروبيان لديه “درع” خاص لامتصاص الصدمات لمساعدته على البقاء على قيد الحياة أثناء توجيه ضربات سحق القواقع.
تعد لكمة روبيان السرعوف الطاووس (Odontodactylus scyllarus) أقوى ضربة ذاتية الطاقة من قبل حيوان. يستخدمون قبضات تشبه المطرقة، أو هراوات داكتيل، لتحطيم أصداف الفريسة. الضربة قوية لدرجة أنها يمكن أن تكسر زجاج حوض السمك، وتصل قوتها إلى قوة رصاصة عيار 0.22.
ولكن لأن هذه الضربات القوية تولد قدرًا كبيرًا من القوة، فقد حير العلماء كيف يمكن لهذه المخلوقات أن تتحمل موجات الصدمة الشديدة التي تولدها هجماتها.
في دراسة جديدة نشرت في مجلة ساينس، فحص الباحثون بنية هراوات الروبيان. وكشفت نتائجهم أن البنية الدقيقة لهذه الهراوات تعمل كممتصات طبيعية للصدمات للحد من الضرر.
قال هوراسيو دانتي إسبينوزا، أستاذ الهندسة الميكانيكية والهندسة الطبية الحيوية في جامعة نورث وسترن، في بيان: “وجدنا أنها تستخدم آليات صوتية – هياكل تتولى تصفية موجات الإجهاد بشكل انتقائي. وهذا يمكّن الروبيان من الحفاظ على قدرته على الضرب ومنع تلف الأنسجة الرخوة”.
لكمة روبيان الطاووس
يستخدم روبيان الطاووس نظامًا معقدًا من المزالج والينابيع البيولوجية في هراواته لإطلاق لكمة بسرعة (23 مترًا في الثانية)، وفقًا لدراسة أجريت عام 2004 – أسرع بخمسين مرة من غمضة عين.
في حين تساعد هذه السرعة الهائلة في توجيه ضربة قوية، فإنها تخلق أيضًا موجات صدمة خطيرة.
قال إسبينوزا: “الضربة سريعة جدًا لدرجة أنها تخلق فقاعات تجويف، عند انهيارها تولد موجات صدمة إضافية، ما يؤدي فعليًا إلى حدوث تأثير مزدوج”.
نظرت الأبحاث السابقة إلى أن البنية الدقيقة لعصي الداكتيل تساعد في حماية الروبيان من موجات الصدمة هذه.
في الدراسة الجديدة، اختبر العلماء هذه النظرية باستخدام تقنيات متقدمة تعتمد على الليزر لتحليل كيفية تحرك الأطوال الموجية المختلفة عبر عصي الداكتيل لروبيان الطاووس.
كشفت النتائج عن منطقتين مهمتين في هذه العصي تساعدها على البقاء على قيد الحياة بعد ضرباتها: منطقة التأثير والمنطقة الدورية.
تتكون منطقة التأثير من طبقة من ألياف الكيتين مرتبة في نمط متعرج يعزز العصا ضد الكسور.
توجد تحت هذه الطبقة المنطقة الدورية، المصنوعة من ترتيبات ملتوية من ألياف الكيتين الطبقية. يُعرف هذا النوع من البنية الحلزونية باسم بنية بوليجاند ويوجد في قشور الأسماك والهياكل الخارجية للكركند لتوفير القوة ومتانة الكسر.
قاست اختبارات الليزر سرعة موجات الضغط الصوتي عبر كلتا المنطقتين. مرت هذه الموجات عبر منطقة التأثير دون تغيير ولكنها تحركت بسرعات متفاوتة عبر المنطقة الدورية – ما يشير إلى أن المنطقة الأخيرة تتسبب في تشتت الموجات عالية التردد لتقليل شدتها.
كما اكتشف الباحثون أن المنطقة الدورية استطاعت تصفية موجات الصدمة عالية التردد – والتي يمكن أن تسبب أضرارًا كبيرة للأنسجة.
من المحتمل أن تكون الموجات عالية التردد قد نتجت عندما انهارت فقاعات التجويف.
قال إبينوزا: “ربطنا هذا التردد العالي بالتردد الناتج عن انهيار الفقاعة أثناء حدث التأثير”.
تعمل حزم الألياف في المنطقة الدورية مثل “الدرع الفونوني”، حيث تعمل بنشاط على حجب وإعادة توجيه وتشتيت الموجات، وفي النهاية منع أي موجات صدمة ضارة من الانتقال بكفاءة عبر الطبقة. وهذا يحمي الأنسجة الرقيقة لجمبري السرعوف من موجات الصدمة الناتجة عن فقاعة التجويف.
وقال إسبينوزا: “قدم البحث أدلة تجريبية على أن بنية بوليجاند لنادي الدكتيل لجمبري السرعوف تعمل كدرع صوتي، حيث تقوم بتصفية موجات القص عالية التردد بشكل انتقائي أثناء الاصطدام.. تساعد هذه الميزات في حماية جمبري السرعوف من التلف من خلال تخفيف موجات الإجهاد عالية التردد، ما يجعله هيكلًا مقاومًا للصدمات بشكل طبيعي”.
وفقًا للبيان الصحفي، يمكن تطبيق هذه الدراسة على تطوير مواد ترشيح الصوت للمعدات الواقية وإلهام طرق جديدة للحد من الإصابات المرتبطة بالانفجارات في الجيش والرياضات عالية التأثير.
المصدر: livescience
اقرأ أيضا:
