כיצד יצר הטבע את מקורו הקשה והחד של הדיונון? כיצד מסוגל הדיונון, שצפיפות גופו כשל ג'לי רך, להשתמש במקור לתפיסת הטרף מבלי להיחתך בעצמו?
כיצד יצר הטבע את מקורו הקשה והחד של הדיונון? כיצד מסוגל הדיונון, שצפיפות גופו כשל ג'לי רך, להשתמש במקור לתפיסת הטרף מבלי להיחתך בעצמו?
שאלה זו סיקרנה מזה זמן רב חוקרים המעוניינים ליצור חומרים חדשים המחקים את תכונותיהם של חומרים ביולוגיים. התשובה עצמה לשאלה פורסמה השבוע בכתב העת Science.
מקורו החד של דיונון הומבולדט הוא מהחומרים האורגניים הקשים ביותר הידועים לאדם. מהנדסים, ביולוגים וחוקרים ימיים באוניברסיטת קליפורניה סנטה-ברברה איחדו כוחות על מנת לגלות כיצד הדיונון, על גופו הרך ודמוי הג'ל, יכול לתפעל את המקור החד כסכין מבלי שיקרע את עצמו.
אורכם של דיונוני הומבולדט, או דוסידיקוס ג'יגאס, הוא בערך מטר אחד, והם יכולים לקטול דג בתנועה מהירה אחת. לפי המאמר, "... מקור הדיונון יכול לקטוע את חוט השדרה, לשתק את הטרף, ולהשיג ארוחה נוחה להמשך היום."
"דיונונים יכולים להיות אגרסיביים, קיקיוניים, אכזריים ללא-סיבה, והם רעבים תמיד," אמר הרב ווייט, כותב-שותף של המאמר ופרופסור לביולוגיה באוניברסיטת קליפורניה סנטה-ברברה. הטורף העיקרי של הדיונון, מלבד בני-האדם, הוא לווייתן הזרע, עליו מתגלים לעיתים קרובות צלקות המלחמה. עורם של לווייתני הזרע מצולק ממפגשים חוזרים ונשנים עם הדיונונים. הרכיכות הגדולות שוחות באמצעות דחף סילוני, ומסוגלים לנוע במהירות ובחדות. "אתה לא רוצה לצלול ליד אחד מהם. תריסר מהם יכולים לאכול אותך, או לפגוע בך ממש חזק."
פרנק זוק, כותב-שותף של המאמר, תיאר את מקור הבעיה, "אתם יכולים לתאר לעצמכם את הבעיות בהן תתקלו אם תחברו להב של סכין לקוביית ג'לי, ותנסו להשתמש בלהב כדי לחתוך משהו. הלהב יחתוך דרך הג'לי באותה המידה שהוא יחתוך את המטרה. במקרה של מקור הדיונון, הטבע מטפל בבעיה בכך שהרכב המקור משתנה בהדרגה ולא בבת-אחת. בדרך זו, קצה המקור מסוגל לדקור טרף מבלי לפגוע בדיונון. זהו תכנון מרתק באמת!"
אלי מיסרץ, הכותב הראשי של המאמר ועורך המחקר, גילה כי סודו של מקור הדיונון טמון במבנהו המשתנה בהדרגה. קצה המקור קשה ביותר, אך ככל שאנו מתרחקים מהקצה, המקור הולך ונחלש. בסיס המקור עצמו חלש פי מאה, ומסוגל להשתלב עם הרקמה הסובבת אותו. יחד עם זאת, המקור שומר על קושיו ההדרגתי רק כאשר הוא רטוב. במידה ויתייבש, יהפוך המקור כולו לקשה כמו הקצה.
זוק הסביר כי רוב המבנים המהונדסים כיום עשויים משילוב של חומרים שונים מאד, כגון חומרים קרמיים, מתכתיים ופלסטיים. החיבור של כולם ביחד מחייב צימוד מכני כלשהו, כברגים, מסמרים או דבק אפוקסי. אך לגישה זו יש מגבלות.
"אם היינו יכולים לחקות את המבנה ההדרגתי הקיים במקור התמנון, היינו פותחים את השער לדרכים חדשות לחיבור חומרים," הסביר זוק. "למשל, אם היית מעניק לחומר הדבקה מבנה הדרגתי, כך שתכונותיו מתאימות לחומר מסויים בצד אחד, ולחומר אחר בצד השני, היית יכול ליצור קישור מתאים הרבה יותר," אמר. "דרך מחשבה זו יכולה לשנות את הדרך בה מהנדסים חושבים על הצמדת חומרים."