דג האגבה רחוק מלהתרפק. היצורים דמויי הצלופח הוורדרדים משרים שורות של דוקרנים שיניים סביב פיהם, ומאפשרים להם להתבצר לתוך בעלי חיים מתפוררים כמו תולעים בעפר. אבל הכדורים המשונים האלה מצליחים להפליא, מסוגלים לאכלס מגוון של סביבות ועשו זאת ללא שינוי במשך יותר מ -300 מיליון שנה. אחד המפתחות להצלחה שלהם הוא מנגנון הגנה גאוני: רפש.
כשהם מותקפים על ידי טורפים, הפורצים המטלטלים האלה מפעילים את בלוטות הרפש שלהם, וסותמים את גלילי אויביהם בגליפה ג'לטינית - תרסיס פלפל גס מסוגים המאפשר להם לברוח ללא פגע. מעטים מהיצורים הימיים שמצוידים לאתגר את מערכת ההגנה הדקיקה הזו. כעת, הצי האמריקני מקווה להשתמש בכוחו של הרפש, תוך סינתזה של גרסה מלאכותית כדי לשמור על צולליהם בטוחים בעומק.
אם אתה יכול להתגבר על גורם "איק" של רפש דג-דג, לג'לטין הימי יש תכונות נחוצות רבות. הגו עשוי מחוטים מיקרוסקופיים, ואף על פי שהחוטים הצנומים דקים יותר מכפי שתא דם רחב, הם חזקים באופן מפתיע. הם גם ארוכים במיוחד, משתרעים כמעט שישה סנטימטרים. אך המאפיין שסיקרן חוקרים רבים - ותפס את עיני מדעני חיל הים - הוא יכולת ההתרחבות של הרפש. ברגע שהרפש מתערבב במים, הוא יכול לגדול כמעט פי 10, 000 מהנפח ההתחלתי שלו, כך אומר ריאן קינצר, מהנדס חומרים במרכז הלוחמה לשטח חיל הים בפנמה סיטי.
ג'וש קוגוט, מישל קינצר וראיין קינצר מדגימים את גמישותו של הרפש המופרש מהאגפיפיק השקט במעבדה. (תמונה של הצי האמריקני מאת רון ניוסום) חוקרי חיל הים טוענים כי בודדו את הגנים המקודדים לחוטים הרחבים המרכיבים את הרפש, המורכבים למעשה משני חלבונים נפרדים, מסביר ג'וש קוגוט, ביוכימאי מחקר שעבד על הפרויקט. הם הכניסו גנים אלה לשתי קבוצות של חיידקי E. coli, ואיפשרו למיקרובים לעשות את מלאכת ייצור החלבונים. לאחר מכן הם מצאו דרך לשלב חלבונים אלה ליצירת חוטי הרפש. המדענים הצליחו לאשר כי חוטי הרפש המזויפים דומים למעשה לעסקה האמיתית על ידי בחינתם מקרוב תחת מיקרוסקופ אלקטרונים סריקה.
חשוב לציין, עם זאת, הצי לא פרסמה אף אחת מהתוצאות שלהם. והם יכלו לחשוף רק מספר מצומצם של פרטים על מחקריהם בגלל "קניין רוחני פוטנציאלי והסכם רישוי טכנולוגי אפשרי עם שותף תעשייתי", כתבה דוא"ל ד"ר קתרין ר. . עם זאת הם מאמינים שאם הם יכולים לייצר חיקוי רזים במים, זה יכול לשמש כמגן מגן לצוללנים של חיל הים.
הרעיון יהיה להשתמש ברפש כמו שעושים את הדגפיש, לפרוס אותו אל מול טורפים מתקרבים. המפתח, אומר קינצר, יהיה להרחיק את רכיבי הרפש הכלולים, הרחק מהמים, עד שהצולל צריך לפרוס אותו. אולי אפשר לשאת אותו בבקבוק עם ריסוס פלפל, או אולי איכשהו ניתן לשלב אותו בחליפת הצלילה. אבל הצוות רואה אפשרויות רבות אחרות לרפש, כמו אלטרנטיבה ביולוגית לקבלר, אומר קוגות.
קוגוט, ביוכימאי, מציג דגימה של רפש דגגנטי סינטטי המשוחזר מחלבוני אלפא וגמא של האגפיס השקט. (תמונה של הצי האמריקני מאת רון ניוסום) אז איך בעצם נוצר הרפש? המדענים עדיין עובדים על הפרטים. אבל הם גילו שהרפש עשוי משילוב של שני מרכיבים עיקריים, צמד חוטי חלבון (מה שמטרת חיל הים לחקות) ורירית (החומר הג'לטי שמעניק לנזלת ורוק את המרקם החלקלק שלו). בחוף הדגים, החוטים כלולים בקרומי תאים דקים המפותלים "כמו כדור צמר", אומר לוקאס בוני, חוקר באוניברסיטת ציריך, הבודק את הרפש ביישומים הפוטנציאליים שלו בתעשיית המזון כחלופה לג'לטינים מסחריים שאינם עושים זאת. לא צריך חימום. הצרורות הסיביים הזעירים שוכנים לצד חבילות ריר בכ -150 נקבוביות הרפש המשתרעות לאורך שני צידי גופו של הדגפיש.
כאשר דג הים מרגיש מאוים, הוא מכווץ את הנקבוביות הללו ומשחרר את הכדורים של סיבי רפש ובועות ריר. כאשר הם פוגעים במים, הקרומים מתפרצים והחוטים הפצועים בחוזקה מתרחבים.
"וכאן מסתיימת ההבנה שלנו, " אומר דגלאס פאדג ', חוקר מאוניברסיטת צ'פמן בקליפורניה, שחשף את התכונות המפתיעות של הסיבים הביולוגיים בזמן שהוא עשה מחקר עבור הדוקטורט שלו. איכשהו, הסיבים משתלבים עם הריר ויוצרים רשת תת-מימית דקיקה ומורכבת ברובה ממים. נראה כי הסיבים "יוצרים רשת עכביש מתחת למים", אומר בוני, שאינו מעורב בעבודתו של חיל הים.
קינצר משתרע רפש מהאגוויפ השקט ברשת. (תמונה של הצי האמריקני מאת רון ניוסום) פאדג ', שגם הוא אינו מעורב בעבודתו של חיל הים, וצוותו, עדיין מפרקים כיצד ההתרחבות מתרחשת בפועל. להבין את תהליך הערבוב הסופי הזה יהיה מכשול גדול למעשה להשתמש ברפש כהגנה. נושא פוטנציאלי נוסף יהיה שימור. בוני וצוותו מייצבים את רדוף החלב לפני שהוא מתערבב במים בעזרת שמן או חיץ ציטראט, אך גם אז הרכיבים טובים רק לימים או אולי שבועות.
חוקרי חיל הים הם רחוקים מהראשונים שהשתמשו בתכונות של חומר יוצא דופן זה. בשנת 2015, קבוצה בסינגפור סינתזה את חוטי החלבון באמצעות מה שנראה כשיטה דומה, תוך הכנסת הגנים לחלבון לחיידק E. coli . קבוצת המחקר של פאדג 'מעוניינת גם לחקות את הרפש, אך במקום רק ליצור את החוטים, הוא רוצה ליצור מחדש את הגו במלואו כדי להבין טוב יותר את צורתו.
"אנחנו ממש ממוקדים בשאלה זו של הפריסה - איך זה הולך מחומר מרוכז בבלוטות להתפשטותה במי הים, " אומר פאדג '.
אף כי ישנם עדיין מכשולים רבים לייצור סינטטי בסגנון בכמויות גדולות, רבים רואים בחומר צמיג זה חומר אקולוגי של העתיד, עם יישומים פוטנציאליים בבגדים, דוחי כריש ואוכל.
אז שלוט ברפלקס האספקה הזה.
"אכלתי את זה פעם אחת", אומרת בוני. "יש טעם של מי ים."
