سلاح شگفتانگیز خیار دریایی
مجله علمی ایلیاد - هر کس که خیار دریایی را به این اسم نامید، لطف زیادی به آن نکرده است. خیار دریایی موجودی لولهای، نرم و خالدار است که به سرعت در کف دریا گسترش مییابد. با این حال، آنها موجودات درماندهای نیستند. آنها نوعی سم تولید میکنند که برای حیوانات دیگر کشنده است. برخی از این موجودات در هنگام تهدید شدن ریسمانهایی از مقعد خود پرتاب میکنند و شکارچیها را گرفتار میکنند. وقتی که محققین این سلاح عجیب و غریب را جمعآوری کردند و در آزمایشگاه مورد بررسی قرار دادند، فهمیدند که مادهی مورد استفاده توسط خیار دریایی در بین دیگر موجودات دریایی منحصر به فرد است.
ریسمانهایی که خیار دریایی برای به دام انداختن دشمنانش استفاده میکند، «لولههای کووریان» نامیده میشود. این لولهها درون بدن گونههای خاصی از آنها مانند نودل شناور هستند. وقتی که خیار دریایی مورد تهدید واقع میشود، بدن خود را منقبض کرده و سوراخی در دیوارهی داخلی ایجاد کرده و از طریق مقعد، تعدادی از نودلها را به طرف دشمن خود پرتاب میکند. ریسمانها به محض اینکه با آب دریا تماس پیدا میکنند، کشیده شده و تا ۲۰ برابر اندازهی اصلی خود کش میآیند. ریسمانها وقتی در تماس با سطحی جامد قرار میگیرند چسبنده نیز میشوند. این سطح از نظر «پاتریک فلامنگ» و همکارانش میتواند «شکارچی بیتدبیر» باشد.
فلامنگ زیستشناس دریایی از دانشگان مونز در بلژیک است که با همکارانش خیارهای دریایی که غواصان از سواحل فرانسه بیرون کشیده بودند را مطالعه کردند. محققین با فشار دادن قسمت انتهایی بدن خیارهای دریایی توانستند لولههای کووریان را بدست آورند و آن را درون سطلهایی از آب دریا جمعآوری کنند. برای اینکه بتوانند اندازهی لولههایی کووریانِ تغییر سایز داده را با نمونهی تغییر سایز ندادهی آن مقایسه کنند، محققین تعدادی از خیارهای دریایی را بیهوش کرده و با جراحی توانستند لولههای کووریان را از بدن آنها خارج کنند.
لولههایی که هنوز از بدن خیار دریایی خارج نشده بودند، تنها ۲ سانتیمتر طول داشتند؛ ولی لولههایی که از بدن خیار به بیرون پرتاب شده بود حدود ۴۰ سانتیمتر طول داشتند. محققین هر دو نوع لوله را به دستگاهی وصل کردند تا بفهمند هر کدام برای پاره شدن به چه میزان نیرو نیاز دارند. لولههای خارج نشده بسیار کشسان بودهاند و قبل از اینکه پاره شوند تا ۶.۵ برابر اندازهی اولیه کش آمدهاند. لولههای خارج شده از بدن خیار از ابتدا صلب بودند. محققین زیر میکروسکوپ جزئیات ساختار هر کدام از انواع لولهها را بررسی کردند. برخی از سلولهایی که درون لولهها مورد بررسی قرار گرفتند، آشنا به نظر میرسیدند. این سلولها مانند سلولهایی بود که دیگر موجودات دریایی در مادهای به نام «بافت کلاژنی ناپایدار» یا (MCT) دارند. این بافت در موجوداتی مانند ستارهی دریایی، جوجهتیغی دریایی و خیار دریایی معمول است.
محققین انتظار نداشتند که بتوانند MCT را درون این لولهها نیز مشاهده کنند؛ زیرا که به گفتهی فلامنگ در گونههای دیگر این بافتها به صورت متفاوتی رفتار میکنند. برخی از بافتهای MCT به سرعت بین صلب بود و کشسان بودن تغییر حالت میدهند و به حیوان اجازه میدهند تا بتواند کف دریا بخزد. در بقیهی حیوانات این تغییر حالت فقط یک بار رخ میدهد؛ مثلاً در ستارهی دریایی فقط یک بار این تغییر حالت اتفاق میافتد و به آن اجازه میدهد بتواند یکی از بازوهای خود را حرکت داده و از دست شکارچی فرار کند. در حالی که لولههای خیار دریایی به صورت عکس عمل میکنند؛ آنها از حالت نرم برای همیشه به حالت سفت تبدیل میشوند و هرگز دیگر به حالت نرم برنمیگردند.
دانشمندان لولهها را مجدداً آزمایش کردند و در آن به دنبال پروتئین تنسیلین بودند. این پروتئین در موجودات دیگر کمک میکند تا بافتهای MCT سفت شوند. نتایج نشان داد که این پروتئین در خیار دریایی نیز عملکرد مشابهی دارد و به گفتهی فلامنگ نشان میدهد بافت MCT در خیار دریایی بافتی جدید و غیر معمولی است. این موضوع فقط برای شکارچیهای بیتدبیر اقیانوس مهم نیست. بافتهای قابل تغییر شکل این موجودات، منبع الهام طراحی مواد هوشمند و قابل سازگاری شده است. مهندسین میتوانند از تکنولوژی خیار دریایی برای ساختن مواد جدیدی که بتوانند در مواقع لزوم تغییر حالت دهند، استفاده کنند. این موجود اصلاً ربطی به گیاهان و سبزیجات ندارد.
نوشته: الیزابت پرستون
ترجمه: امید محمدی - مجله علمی ایلیاد