סיקור מקיף

חוקרי הטכניון גילו כיצד "אוניית מלחמה פורטוגזית" דגה בעזרת מפרשיה

בניגוד למדוזה הרגילה, "אוניית מלחמה פורטוגזית" אינה אורגניזם בודד אלא מושבה של אורגניזמים רבים (הנקראים פוליפים), שלכל אחד מהם תפקיד ייחודי. אחד הפוליפים מתפתח למצוף דמוי מפרש שאורכו מגיע עד שלושים סנטימטרים וגובהו מגיע עד עשרה סנטימטרים.

 'אוניית מלחמה פורטוגזית'. צילום:  A.E. Migotto, Center of Marine Biology, University of Sao Paulo.
'אוניית מלחמה פורטוגזית'. צילום: A.E. Migotto, Center of Marine Biology, University of Sao Paulo.

"אוניית מלחמה פורטוגזית" (או, בשמה המדעי, Physalia physalis) היא קרובת משפחה רחוקה של המדוזה הנפוצה בחופים שלנו. בניגוד למדוזה הרגילה, "אוניית מלחמה פורטוגזית" אינה אורגניזם בודד אלא מושבה של אורגניזמים רבים (הנקראים פוליפים), שלכל אחד מהם תפקיד ייחודי.

אחד הפוליפים מתפתח למצוף דמוי מפרש שאורכו מגיע עד שלושים סנטימטרים וגובהו מגיע עד עשרה סנטימטרים. חלק מהפוליפים מתפתח לזרועות ציד שאורכן מגיע עד מעל לעשרה מטרים וקוטרם מילימטרים ספורים. שאר הפוליפים עוסקים בעיכול וברבייה. המושבה ניזונה מפלנקטון ודגים קטנים שניצודים על ידי זרועות הציד – מגע עם הזרועות גורם למרבית בעלי החיים שיתוק מיידי. מעט מאד ידוע על הרגלי החיים של המושבה. בפרט, לא ברור מה תפקיד המפרש בחיי המושבה והאם יש מי ששולט בו. אלה שתי השאלות שעמדו במרכז המחקר של הפרופסורים גיל יוסילבסקי ודני ויס מהפקולטה להנדסת אווירונוטיקה וחלל בטכניון.

החוקרים מצאו כי התשובות לשתי השאלות נגזרות מחקירת ההידרודינאמיקה של זרועות הציד. ללא תנועה במים, זרוע הציד יורדת אנכית כלפי מטה בשל כוח הציפה השלילי שלה. כאשר הקצה העליון שלה נגרר על פני המים, הזרוע נוטה בזווית לאנך בשל כוח ההתנגדות של המים. זווית זו גדלה עם מהירות הגרירה, אך קטנה עם קוטר הזרוע. הואיל ולזרועות קטרים שונים, גרירה במים גורמת להן להתייצב בזוויות שונות לאנך. התוצאה היא שהזרועות נפרשות כמניפה.

כל אחת מהזרועות מתפקדת כחכה, ומכאן נראה שתפקיד המפרש הוא לפרוש את החכות. הבעיה היחידה עם סידור זה היא שהוא עובד רק בתחום צר של מהירויות גרירה (מהירויות שיט) – ללא תנועה, כל הזרועות יורדות אנכית למטה, בעוד שבמהירות גבוהה כולן נגררות על פני המים. אכן, "אוניות מלחמה פורטוגזיות" נצפו מפליגות במהירות כמעט קבועה – בסביבות חצי קשר (בערך קילומטר לשעה), ללא קשר למהירות הרוח בזמן התצפית.

שייטי מפרש (אנושיים) יודעים היטב שבכדי לשמור על מהירות קבועה בנתיב, כאשר הרוח מתחזקת יש לשחרר את המפרש – כלומר יש להקטין את הזווית בין המפרש לרוח. המושבה עושה זאת בדיוק כפי שאוניית המלחמה הפורטוגזית, שעל שמה היא נקראת, הייתה עושה – היא משחררת את המפרש. רק שבניגוד לאונית המלחמה, בה שחרור המפרשים בוצע על ידי הרבה מלחים על פי הוראות הקברניט, המושבה עושה זאת אוטומטית (כלומר ללא "מחשבה" מכוונת) בעזרת הדינאמיקה של הזרועות.

הגרר התת-מימי של המושבה בא מזרועות הציד ומשאר הפוליפים (שתפקידם עיכול ורביה). מיקום הזרועות הארוכות במושבה הוא יחסית אחורי ולצד המפרש בו פוגעת הרוח ("מעל הרוח"), בעוד שמיקום הפוליפים האחרים הוא יחסית קדמי וקרוב לציר המפרש. הזרועות הארוכות עולות לכוון פני המים ככל שהמהירות גדלה, בעוד שהפוליפים האחרים כנראה ששומרים על צורתם. גרר של זרוע שנגררת לאורכה נמוך משמעותית מגרר של זרוע שנגררת לרוחבה, ולכן כאשר הזרועות עולות לכוון פני המים, תרומתן היחסית לגרר התת-מימי קטֵנה.

מכיוון שהקטנת הגרר היחסי באה מחלקו האחורי (וצידי) של המפרש, עליית הזרועות "משחררות" את חלקו האחורי של המפרש ובכך מקטינות את זוויתו ביחס לרוח; שחרור המפרש מקטין את כוח המשיכה שלו ומונע עלייה במהירות השיט. במילים אחרות, הזרועות מתפקדות כבקר טבעי ששומר על מהירות השיט בדיוק בתחום בו הן נפרשות במניפה גדולה.

התבוננות בזרועות הצייד ואופן חיבורן למפרש מגלה שאוניית המלחמה הפורטוגזית היא דייג מיומן הגורר את חכותיו בעזרת מפרש. כל השליטה על הדייג היא אוטומטית – המפרש מסתדר לבד בצורה המתאימה ביותר לפרישת החכות.

"יש הרבה מה ללמוד מהיצורים בטבע, בהידרודינאמיקה ובאווירודינמיקה בפרט. הישרדותם במשך מאות מיליוני שנים איננה מקרית", מסכמים חוקרי הטכניון.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

תגובה אחת

  1. ה- Physalia physalis שמהווה מושבת פוליפים, כמו אלמוגים שלמשפחה שלהם הוא שייך, אך בניגוד לאלמוגים הנפוצים שהפוליפים במושבה שלהם זהים, בפיסליה יש התמיינות של הפוליפים ליצירת פונקציות שונות במושבה. נפלאות דרכי האבולוציה! דבר שנראה כמו אורגניזם יחיד הוא בעצם מושבה של אורגניזמים עם התמחויות. הדבר מזכיר התמיינות תאי גזע באורגניזמים רגילים. האם ייתכן שבשני המקרים פועלים מנגנוני התמיינות דומים? אולי דרך חקירת התמיינות הפוליפים, שהם יותר גדולים מתאים ואולי בגלל זה יותר קל לחוקרם, יהיה ניתן לגלות את סוד ההתמיינות של תאי הגזע?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן