خودبُری به سبک مارمولک

به گزارش شهرآرانیوز، مارمولک‌ها در لحظه خطر، دم خود را به طور ناگهانی و سریع می‌اندازند؛ اما در مواقع دیگر محکم به بدنشان متصل است. دانشمندان اکنون علت این توانایی را کشف کرده اند.

هنگام انتخاب بین زندگی و اندام، بسیاری از حیوانات با رضایت اندام خود را قربانی می‌کنند. توانایی انداختن زائده‌ها «خودبُری» یا «قطع عضو ارادی» نامیده می‌شود. عنکبوت‌ها وقتی در موقعیت سختی گیر می‌کنند، پا‌های خود را رها می‌کنند؛ خرچنگ ها، چنگال‌های خود را می‌اندازند و جوندگان کوچک توده‌هایی از پوست خود را می‌ریزند. برخی از لیسه‌های دریایی حتی سر خود را از بدن جدا می‌کنند تا از بدن آلوده به انگل خود رها شوند.

اما مارمولک‌ها ممکن است از نظر قطع عضو ارادی، بیشتر از همه شناخته شده باشند. آن‌ها برای فرار از شکارچیان، دم خود را که هنوز در حال تکان خوردن است، از بدن جدا می‌کنند. این رفتار شکارچی را گیج می‌کند و زمانی مهیا می‌کند تا مارمولک بتواند فرار کند.

درحالی که از دست دادن دم معایبی دارد (دم برای حرکت، تحت تأثیر قرار دادن جفت و ذخیره چربی مفید است)، بهتر از این است که جانور خورده شود. بسیاری از مارمولک‌ها حتی می‌توانند دم از دست رفته خود را ترمیم کنند.

دانشمندان این رفتار ضدشکارچی را به دقت مطالعه می‌کنند؛ اما ساختار‌هایی که باعث این پدیده می‌شود، هنوز به خوبی شناخته نشده اند. اگر مارمولکی بتواند دم خود را در یک لحظه جدا کند، در موقعیت‌هایی که تهدیدکننده زندگی نیست، چه چیزی آن را به بدنش متصل نگه می‌دارد؟

دم مارمولک از مجموعه‌ای قطعات تشکیل شده است که در یک ردیف مانند دوشاخه به پریز متصل می‌شوند. بسته به این مسئله که مارمولک به قربانی کردن چه مقدار از دم خود نیاز دارد، دم می‌تواند در امتداد هر یک از این نقاط که «صفحات شکست» نامیده می‌شوند، شکسته شود.

بین هر قطعه، زبانه‌ها (هشت دسته مخروطی شکل از عضلات که به شکل دایره قرار گرفته اند)، به طور منظم درون سوکت‌های مربوط به خود که از دیواره‌های نسبتاً صاف تشکیل شده اند، قرار می‌گیرند. هر یک از این زبانه‌ها نیز با انبوهی از برجستگی‌ها یا ریزستون‌هایی پوشیده شده است که شبیه قارچ‌های کوچک هستند.

پژوهشگران در آزمایشگاه دم مارمولک‌ها را با انگشتان خود کشیدند و آن‌ها را وادار به انجام عمل قطع عضو کردند. آن‌ها از این فرایند با استفاده از دوربینی پرسرعت فیلم برداری کردند (مارمولک‌ها به زودی به محلی که از آنجا پیدا شده بودند، برگردانده شده اند). دانشمندان سپس دم‌های در حال پیچ و تاب خوردن مارمولک‌ها را زیر میکروسکوپ الکترونی قرار دادند.

در مقیاس میکروسکوپی، پژوهشگران توانستند ببینند که در محل هر شکستگی که در آن دم از بدن جدا شده بود، ستون‌های قارچ مانند فراوانی دیده می‌شد و هر کلاهک قارچ پر از منافذ بسیار ریزی بود.

پژوهشگران از کشف این مسئله شگفت زده شدند که به جای اینکه بخش‌هایی از دم در امتداد صفحات شکست در هم گیر کنند، به نظر می‌رسید که بسته‌های متراکم ریزستون‌ها روی هر قطعه، تماس سطحی با هم داشته باشند. این امر موجب می‌شد دم مارمولک مانند مجموعه شکننده‌ای از قطعاتی به نظر برسد که اتصال ضعیفی با هم دارند.

اگرچه مدل سازی کامپیوتری صفحات شکست دم نشان داد که ریزساختار‌های قارچ مانند در آزاد کردن انرژی انباشته سازگاری پیدا کرده اند. آن‌ها با شکاف‌های بسیار ریزی مانند منافذ کوچک و فضا‌های بین هر کلاهک قارچ پر شده اند و این حفره‌ها انرژی ناشی از کشش را جذب می‌کنند و دم را سالم نگه می‌دارند.

درحالی که این ریزساختار‌ها می‌توانند کشش را تحمل کنند، نسبت به شکستن ناشی از پیچش آسیب پذیر هستند. طبق محاسبات پژوهشگران، احتمال شکستگی دم بر اثر خم شدن ۱۷ برابر بیشتر از زمان کشیده شدن بود. در فیلم‌های با حرکت آهسته دیده می‌شد که مارمولک‌ها دم خود را می‌پیچاندند تا آن را در امتداد دو صفحه شکست به دو قسمت جدا کنند.

پژوهشگران بر این باورند که درک فرایندی که به مارمولک‌ها اجازه می‌دهد تا دم خود را دور بیندازند، می‌تواند کاربرد‌هایی در حوزه اتصال اندام‌های مصنوعی، پیوند پوست یا بانداژ داشته باشد و حتی ممکن است به ربات‌ها کمک کند تا قطعات شکسته خود را دور بیندازند.