השחייניות היעילות ביותר

מדוזות, יותר מכל יצור ימי אחר, מיטיבות לנצל את חוקי הפיזיקה כדי לנוע במים ביעילות מרבית

ג’וש פישמן, הכתבה מתפרסמת באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל ורשת אורט ישראל, 12.06.2016

מדוזות אינן נחות לעולם. עשרים וארבע שעות ביממה, שבעה ימים בשבוע, הן נעות במים בחיפוש אחר מזוןברדפורד ג’יי ג’ימל, ביולוג ימי באוניברסיטה של דרום פלורידה. ג’ימל וחוקרים אחרים שעסקו בחקר מדוזות ירח, מין של מדוזות ששמו המדעי אורליה כחולה (Aurelia aurita), מצאו שהמדוזות מצליחות לעמוד במשימה על ידי יצירת אזורים של לחץ גבוה ולחץ נמוך סביב גופן, שמושכים ודוחפים אותן לסירוגין קדימה.

בעבר סברו מדענים שמדוזות נעות בקלילות רבה כל כך מפני שהן קלות: הן מכילות בעיקר מים. אך גם למים יש מסה, ואת המסה הזאת צריך להניע. בניסיון להבין איך בדיוק מתרחש הדבר, ג’ימל, המהנדס ג’ון דאבירי מאוניברסיטת סטנפורד ועמיתיהם חקרו את הנושא מקרוב. הם הניחו מדוזה במכל מים והשליכו לתוכו חרוזי זכוכית זעירים. כדי לעקוב אחר החרוזים הם האירו אותם בקרני לייזר וצילמו אותם בקצב מהיר. בדרך זו נעשו לחץ המים ומהירותם נראים לעין.

כשכיווצה המדוזה את הפעמון שלה, הכיפה הגדולה היוצרת את רוב נפח גופה, היא יצרה אזור לחץ נמוך יחסית מחוץ לפעמון, ואזור לחץ גבוה יותר בתוכו. מאחר שעצמים נעים מאזור לחץ גבוה לאזור לחץ נמוך, מדוזת הירח נדחפה קדימה. כך דיווחו המדענים במאמר שפרסמו בגיליון נובמבר 2015 של Nature Communications.

בשלב זה נכונה לחוקרים הפתעה. כשהמדוזה הרפתה את שולי הפעמון והניחה לו להתרחב כלפי מטה, נוצר אזור לחץ גבוה מתחת למדוזה, והמים עלו וחדרו לתוך הפעמון. “כך הוקפצה המדוזה קדימה פעם נוספת, אף על פי שהיא הייתה במצב של הרפיית המאמץ דווקא,” אומר ג’ימל. כדי לנוע באופן הזה, על המדוזה לכווץ ולהרפות לסירוגין את שולי הפעמון, מעלה ומטה. למדוזות יש שרירים, אך רובם מקיפים את הפעמון כערֵמה של גומיות. מערך השרירים הזה יעיל בעיקר בתנועת הכיווץ. אבל לאחרונה גילה ריצ’רד סאטרלי, ביולוג באוניברסיטת צפון קרוליינה בווילמינגטון, שרירים אחרים בשולי הפעמון, הבולטים בזוויות כלפי חוץ. סיבי השריר האלה מאפשרים למדוזה לכופף את שולי הפעמון כדי להניע את המים שסביבה, ומייעלים עד מאוד את השחייה שלה.

טוב לדעת

צפו במהנדס ג’ון דאבירי מסביר איך המדוזות משמשות כמקור השראה בתכנון צוללות:

על הכותבים

לקריאה נוספת

• מדוזות בתנועה, אנימציה המראה את אזורי הלחץ הגבוה הדוחפים את המזודות קדימה.