چگونه مارمولک ها از افتادن دم در مواقع غیرضروری جلوگیری می نمایند؟ - تور کانادا

ساختار جالب دم مارمولک و قابلیت های آن

پاسخ این سوال را می توان در ساختارِ زائده مانندی در برشی از دُم مارمولک جست وجو کرد. پژوهشگران گزارش می نمایند که ساختارِ داخلی دم این خزنده شامل نانوحفره ها (Nanopores) و میکرومیله های (Micropillars) خاصی است که دم مارمولک را به میزان ای محکم نگه می دارد که در اثر حرکت و برخورد با موانع جدا نگردد، اما در عین حال در حالتی واقع شده است که می تواند در مواقع اضطراری دم را رها کند.

قطع ارادی اندام یا اتوتومی (Autotomy)، یک استراتژی دفاعی رایج در قلمرو حیوانات (از جمله بسیاری از گونه های مارمولک) است، که البته می تواند کاملا مخاطره آمیز هم باشد. وجود یک اندام جداشدنی در بدن جانور همیشه می تواند با خطرِ از دست دادن تصادفی ناشی از برخورد یا ضربه همراه باشد. دُم مارمولک از قسمت های مختلفی تشکیل شده که ساختاری مشابه با دوشاخه و پریز برای اتصال دارد. بسته به اینکه مارمولک قصد داشته باشد که چه اندازه از دم را بیاندازد، دم می تواند در امتداد هر یک از نقاط، شکسته گردد. گفتنی است که این نقاط قابل قطع، صفحات قابل شکست (Fracture Planes) نام دارند.

در هر برش از دم مارمولک، زائده هایی ماهیچه ای و مخروطی شکل به صورت دایره وار قرار گرفته اند که می توانند با سوراخ هایی در برش دیگر، به خوبی چفت گردد (مانند پریز و دوشاخه برق). به همین دلیل، جالب است بدانید که هر زائده به نوبه خود همانند جنگلی از برآمدگی ها یا میکرومیله ها است که روی آن را کاملا پوشانده است (برای درک بهتر این ساختار می توانید به شکل زیر مراجعه کنید!).

آزمایش هایی برای درک عمیق تر ساختار دُم مارمولک

برای کشف و درک دقیق ترِ عملکرد دُم این موجودات، پژوهشگران ابتدا دم سه گونه مختلفِ مارمولک را با یک کشش ملایم جدا کردند. سپس به آنالیز تکه های بریده شده دم با استفاده از میکروسکوپ الکترونی (Scanning Electron Microscope) پرداختند. جالب است بدانید که با بزرگنمایی هر یک از برآمدگی های روی زائده ها وجود نانوحفره هایی بر روی آن ها تعیین شد.

محققان بعلاوه آثار خفیفی را ناشی از میکرومیله های زائده بر دیواره های داخلی سوراخ ها مشاهده کردند که مانند انگشتانی که به آرامی در خاک رس فشار داده می گردد، از خود ردی به جای گذاشته بودند. این مساله برای محققان جای شگفتی دارد، چراکه انتظار می رفت که میکرومیله ها به طور کامل در سوراخ (مانند دکمه چسبی) قفل شوند. اما این مشاهدات نشان داد که این میکرومیله های برآمده، هیچ گونه چسبندگی اضافی را ایجاد نمی نمایند.

بنابراین با وجود چنین مشاهداتی، دانشمندان به اینکه میکرومیله ها (میکرومیله های نانوحفره دار) باید نقش دیگری داشته باشند، مشکوک شدند. در طی این فرایند، افراد تیم آغاز به ساختن، دم مارمولکی از جنس پلی دی متیل سیلوکسان (Polydimethylsiloxane) کردند. جالب است بدانید که این ماده حالتی لاستیکی و گوشت مانند دارد، و برای تقلید فرآیند جدا شدن دُم بسیار عالی است. چراکه به محققان اجازه می دهد تا نیروهایی را که در حین قطع دم، اعمال می گردد را آنالیز نمایند. در طی این آنالیز ها پژوهشگران دریافتند که شکاف های عمیقِ بین میکرومیله ها، همراه با سوراخ های کوچک (نانوحفره ها) روی سطوح آن ها، فرآیند شکستگی و قطعی اولیه را کند می نماید.

محققان اذعان دارند که اگر در اثر ضربه ای، ترک یا شکافی بر روی برشی از دُم ایجاد گردد و به حفره ها برسد (که تقریبا فضای خالی است!)، پیشروی شکاف با وجود همین شیارها و فرورفتگی ها متوقف می گردد و سپس انرژی انتشار خود را از دست می دهد! به عبارت دیگر، آغاز و پیشروی یک شکستگی را می توان در راستا خود متوقف کرد.

بنابراین، هر فرورفتگی و شیار یاری نماینده است؛ درواقع میکرومیله های دارای نانوحفره ها، قابلیت چسبندگی دُم را 15 برابر بیشتر از زائده های صاف و بدون میکرومیله ها و کمی بیشتر از میکرومیله های بدون نانوحفره، افزایش می دهند. به طور کلی ساختار سلسله مراتبی زائده (Prong)، میله (Pillar) و حفره (Pore)، استحکامِ برش های دم مارمولک را به تعادلی زیبا می رساند، که نه خیلی سفت و نه خیلی شُل!

جمع بندی

با توجه به آنچه مطرح شد، باید بدانید که این دست از سازگاری ها برای بقای مارمولک ها مهم است، زیرا در حالی که اتوتومی به جلوگیری از تبدیل شدن مارمولک به ناهار یاری می نماید، می تواند یک مکانیسم دفاعی پرهزینه هم باشد. چرا که بر توانایی مارمولک برای دویدن، پرش، جفت گیری و فرار از دست شکارچیان تاثیر می گذارد. بنابراین، مهم است که مارمولک بتواند تنها در صورت لزوم، دُم خود را رها کند.

منبع: ScienceNews