ر از آب نوردي حشرات كوچك كشف شد
آب را بگير و بالا برو!
حشرات براي حركت روي آب با پاهاي جلويي و عقبي شان آب را مي كشند
و با پاهاي وسط پارو مي زنند
|
|
گروه دانش و فناوري ـ احسان لطفي: رد شدن از يك چاله كوچك آب احتمالا سال هاست كه ديگر مشكل پيچيده اي براي شما به حساب نمي آيد، اما در زندگي يك حشره كوچك، چيزي است در مايه هاي بالا رفتن از يك تپه تيز و ليز كه البته كار چندان دشواري هم برايشان به حساب نمي آيد. چراي دقيقش را دوتا از رياضيدان هاي دانشگاه MIT به تازگي كشف كرده اند: حشرات آب پيما، طوري كشش سطحي آب را به خدمت مي گيرند كه تقريبا بدون هرگونه تلاش طاقت فرسايي، مي توانند از سراشيب هاي خيس به سرعت بالا بروند.
اگر به شكل سطح آب در ظرف ها دقت كرده باشيد حتما ديده ايد كه كنارهاي اين سطح، شيب رو به بالا دارند و تا فاصله كوتاهي، ديواره را همراهي مي كنند. پديده اي كه علتش، نيروي چسبندگي بين ذرات آب و ديواره است و در كناره بركه ها و چاله هاي آب هم ديده مي شود.
سرعت و جثه حشرات بزرگي مثل آب دزدك ها، براي پريدن از روي اين قسمت كافي است. حشرات كوچك تر از پس اين كار بر نمي آيند و اين تكه را به صورت يك آب شيب دار مي بينند.
اما در عوض، با پاهايشان سطح آب اين قسمت ها را طوري تغيير شكل مي دهند كه نيروهاي حاصل، آن ها را به بالاي تپه آبي هل مي دهد.
براي اين كه بهتر متوجه داستان بشويد، بد نيست بدانيد اين همان پديده اي است كه تكه هاي برشتوك روي شير يا تفاله هاي روي چاي را به طرف هم مي كشد و آن ها را در چند گوشه جمع مي كند.
وقتي اجسام كوچك روي سطح آب قرار مي گيرند، شكل آن را تغيير مي دهند و كشش سطحي را زياد مي كنند. وقتي اين مناطق فرو رفته به هم نزديك مي شوند و لبه هايشان روي هم مي افتد، ناگهان به طرف يكديگر كشيده مي شوند تا مقدار تغيير شكل و تنش سيستم را به كمترين مقدار برسانند. «اين يك روش فوق العاده براي جابه جايي و تغيير مكان است.» اين حرف را جان بوش مي زند كه به همراه ديويد هو، نحوه حركت حشرات ريز آب پيما را بررسي كرده است. براي اين كار، آن ها جابه جايي 3 گونه حشره بر روي آب را با سرعت بالا، فيلمبرداري و تصاوير را تحليل كرده اند.
نتايج نشان داد كه اين حشره ها با پاهاي جلويي و عقبي، سطح آب را بالا مي كشند و همزمان از پاهاي وسط براي فشار دادن آب به سمت پايين، استفاده مي كنند. بدن بيشتر حشراتي كه در آبگيرها و بركه ها زندگي مي كنند ضدآب است و آن را دفع مي كند. اما حشراتي كه در اين بررسي از آن ها استفاده شد، پنجه هاي جمع شونده اي دارند و مي توانند به سطح آب چنگ بزنند و آن را بالا بكشند.
اين دو تكه بالا كشيده شده كه زير پاي حشره قرار دارند، مثل لبه مقعر سطح آب، تنش بسيار زيادي پيدا مي كنند و مانند تفاله هاي سطح چاي به طرف هم كشيده مي شوند تا تنش را كاهش بدهند. همين نيروي جاذبه است كه حشره را روي شيب رو به بالا هل مي دهد.
بوش اضافه مي كند كه پاهاي جلويي، بيشترين نقش را در اين فرآيند به عهده دارند. پاهاي وسطي، آب را به پايين فشار مي دهند تا عكس العمل رو به بالاي آب، وزن آن ها را تحمل كند و جلوي غرق شدنشان را بگيرد. پاهاي عقبي هم آب را كمي بالا مي كشند تا تعادل ايجاد شود و حشره روي يك شيب تند، به عقب برنگردد.
روش عجيب و جالب اين حشرات براي جابه جايي، اتفاقا سرعت خيلي خوبي هم دارد. آن ها از لبه آب بركه با سرعتي حدود 30 برابر طول بدن در ثانيه، بالا مي روند؛ در حالي كه سريع ترين انسان، زمين سفت را با سرعت 5 طول بدن در ثانيه گز مي كند.
منبع: Nature.com
|