תוכן קשור
- מדענים יכולים להפעיל או לבטל את מכשיר הגירוק ההשראה השממית הזה עם הבהוב של אור
שממית טוקיי נאה. צילום: איתן קנאפ ואליסה שטרק
כל מי שמתגורר במדינה טרופית או שביקר במדינה, מכיר ככל הנראה את ציוץ השממית. לטאות קטנות ידידותיות אלה מאכלס בתים וג'ונגלים המשתרעים מאינדונזיה לטנזניה ועד הרפובליקה הדומיניקנית. הם מופיעים לאחר השקיעה, ומנצלים את ראיית הלילה שלהם - שהיא פי 350 יותר חזקה מזו של אדם - והם אורחים מבורכים בבתים ובמלונות מאז שהם מבלים יתושים ומזיקי חרקים אחרים.
בנוסף למקומיים, מדענים גם אוהבים את הלטאות הצבעוניות הללו. שממיות בעלות יכולת ייחודית בקרב לטאות לרוץ קירות שטוחים ולחלוף על פני תקרות, גם אם המשטח חלק מאוד. חוקרים תמוה על יכולת זו במשך שנים, ועשרות מעבדות בדקו את הידבקות השממית בתקווה לרתום את כוח העל הזה לשימוש פוטנציאלי בכל דבר, החל מרובוטיקה לטכנולוגיית חלל, לרפואה ועד "קלטת שממית".
בהונות שממיות, מתברר, מכילות מבנים דמויי שיער היוצרים ממשק רב-מגע, כלומר אחיזת שממיות עם אלפי מבני דבק זעירים ולא מה שנראה ככף רגל אחידה אחת.
עם זאת, פערים הם בהבנת החוקרים כיצד רגלי השממית מתקשרות עם משטחים בסביבתם הטבעית, במיוחד בתנאים יבשים לעומת רטובים. מדענים יודעים כי רפידות הבוהן השממיות הן סופר-הידרופוביות, או דוחיות מים, ובכל זאת שממיות מאבדות את יכולתן להיצמד לזכוכית כשהן נרטבות. מדוע הם לא דוחפים את המים ונצמדים למשטח הזכוכית שמתחת? באופן דומה, מדענים תוהים כיצד שממיות מתמודדות עם עלים רטובים ביער במהלך סופות גשם.
מאמר חדש שפורסם בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences חוקר את התעלומות הללו. הכותבים החליטו לבדוק את אחיזת השממית במגוון חומרים רטובים ויבשים אשר מושכים ומדפים מים. כדי לבצע את הניסויים שלהם, הם היו מצוידים שישה שממיות טוקיי עם רתמות בגודל שממית. הם הציבו את השממיות על ארבעה סוגים שונים של חומרים, כמו זכוכית, פלסטיק וחומר שנועד לחקות עלים טרופיים שעווה. לאחר שהעניקו לטאות קצת זמן להסתגל לסביבתם החדשה, הפעילו החוקרים לחץ משיכה אחיד על רתמות השממיות, כשהם מושכים בכיוון ההפוך למקום בו חיה ההליכה. בסופו של דבר השממיות לא יכלו להיצמד עוד ואיבדו את אחיזתן. זה איפשר לצוות למדוד את כוח ההדבקה הנדרש כדי לעקוף את בעלי החיים. הם חזרו על אותם ניסויים גם בתנאים רטובים מאוד.
החוקרים מצאו כי חומרים הניתנים להרטיבה יותר - אינדיקציה למידת המשיכה של משטח מולקולות מים - פחות כוח שנדרש כדי לשבש את אחיזות השממיות הנאחזות. לזכוכית יש את הרטיבות הגבוהה ביותר של המשטחים שהחוקרים בדקו, ושמאים חמקו בקלות מכוס רטובה לעומת זכוכית יבשה. כאשר חומר זה נרטב, מים יוצרים סרט דק ומושך המונע את שערות הבוהן הזעירות של השממית לבוא במגע עם השטח.
מאפייני הרטיבות הנמוכים של עלים שעווה, לעומת זאת, מאפשרים לשממיות ליצור אחיזה יציבה, אפילו בסופות גשם, מכיוון שעלים דוחים מים באופן פעיל. החוקרים מצאו ששמאים ביצעו באותה מידה בתנאים רטובים ויבשים על המשטח המחקה את העלים.
האופן בו שממיות מתקשרות עם משטחים תלוי בתיאוריה תרמודינמית של הדבקה, מסכמים המחברים. תכונות אלה מוכתבות על ידי כוחו של ואן דר וואלס, או סכום האינטראקציות האטרקטיביות והדוחה בין בהונות השממית לבין מאפייני המשטחים איתם הם באים במגע. כל עוד הכוחות האטרקטיביים האלה מתלכדים, שממיות הן במזל לתפוס את כל המשטח שאליו הם באים במגע, לא משנה אם זה רטוב או יבש.
בעזרת תוצאות ההדבקה של בעלי החיים המלאים מצאנו שמשטחים רטובים שאפילו חלשים מאפשרים למערכת הדביקה השממית להישאר פונקציונלית גם להיצמדות וגם לתנועת סבירות גבוהה.
ממצאינו מראים על רמה של צדדיות במערכת הדבק השממית שלפני כן לא הובאה בחשבון ומטילה ספק בתחזיות אבולוציוניות, אקולוגיות והתנהגותיות מעניינות.
בנוסף לשפוך אור על האופן בו עיבודים של שממיות מסייעות לטאות להתמודד עם הסביבה הטבעית שלהם, החוקרים חושבים שממצאי המחקר שלהם עשויים לתרום לעיצוב רובוטים שממית סינטטיים חדשים שעשויים להתגבר על עקב אכילס מזכוכית רטובה של שממיות בחיים האמיתיים, שימושי אולי לניקוי גורד שחקים חלונות, ריגול אחר טרוריסטים החשודים או פשוט החלפת נורה שקשה להגיע אליהם.
