سرعت باورنکردنی پرتاب ادرار به وسیله حشره تیرانداز! - دور زمین

یک مطالعه تازه یک شاهکار باورنکردنی از حشره ای کوچک را نشان داده که می تواند قطرات ادرار خود را با سرعتی عجیب پرتاب کند. حشره تیرانداز کوچک بال شیشه ای (Homalodisca vitripennis) می تواند با سرعتی حیرت انگیز به نسبت جثه 12 میلی متری خود ادرار کند و یک حباب مایع را با سرعتی در حدود 30 سانتی متر در ثانیه پرتاب کند.

بر اساس تجزیه و تحلیل دقیقی که شامل مدل سازی کامپیوتری و آزمایش های فیزیکی است، دانشمندان فکر می نمایند که روش غیرعادی ادرار کردن این حشرات به آن ها یاری می نماید انرژی ارزشمندی را که از مایعات گیاهی فقیر از مواد مغذی جذب می نمایند، حفظ نمایند. این تحقیق با مشاهدات صورت گرفته به وسیله سعد باملا، مهندس زیست مولکولی از موسسه فناوری جورجیا در ایالات متحده، که متوجه این شیوه ادرار کردن این حشرات در حیاط خلوت خود شد، شروع شد.

این حشرات قطرات ریز ادرار را از انتهای بدن خود دفع می نمایند و با یاری یک زائده قلمی شکل که مانند منجنیق عمل می نماید، آنها را با سرعت بالا پرتاب می نمایند.

باملا می گوید: در خصوص دینامیک مایع دفع شده، باوجود تاثیر آن بر مورفولوژی، انرژی و رفتار حیوانات، اطلاعات کمی در دست است. ما می خواستیم ببینیم که آیا این حشره کوچک، نوآوری های هوشمندانه ای داشته تا از این طریق ادرار کند یا خیر.

باملا و همکارانش با دوربین های پرسرعت و تکنیک های میکروسکوپی نگاهی دقیق تر به این شیوه دفع منجنیقی ادرار انداختند. انتهای قلم شکل این حشره، کمی شبیه باله های یک ماشین پین بال است و دفع ادرار را تا بیش از 40 برابر جاذبه تسریع می نماید (در کل 10 برابر بیشتر از ماشین های اسپرت رده بالا).

زمانی که آنها سرعت قسمت قلمی شکل را با سرعت قطرات مقایسه کردند، متوجه شواهدی از وجود ابرپیشرانه شدند. این قطره ها می توانند با سرعتی 1.4 برابر سرعت قسمت قلمی حرکت نمایند که به معنای وجود منبع نیروی اضافی است.

دانشمندان مشخص کردند که قلم، قطرات مایع را قبل از رها شدن فشرده می نماید و انرژی را در کشش سطحی و کشش بین مولکول های قطرات ذخیره می نماید. در زمان مناسب، قطره می تواند با سرعت فوق العاده ای به پرواز درآید.

الیو چالیتا، دانشجوی مهندسی زیست مولکولی نیز از موسسه فناوری جورجیا، می گوید: ما متوجه شدیم که این حشره به طور موثر فنر و بخش اهرمی مانند منجنیقش را تکامل داده است و می تواند از این ابزارها برای پرتاب کردن قطرات ادرار مکرر با شتاب های بالا استفاده کند.

سوال آخر این بود که چرا تیراندازان به این شکل تکامل یافته بودند. به وسیله تجزیه و تحلیل مورفولوژی تیراندازان، روده عقبی و دینامیک سیال شیره آوند چوبی درونشان، دانشمندان فکر می نمایند این روش کم مصرف به حشرات اجازه می دهد مقادیر نسبتا زیادی مایع را راحت تر دفع نمایند.

با داشتن 95 درصد آب، شیره آوند چوبی حاوی مواد مغذی کمی است، بنابراین حشرات تیرانداز باید حجم زیادی از آن را بنوشند (تا 300 برابر وزن بدن خود در روز) تا انرژی کافی برای زنده ماندن دریافت نمایند. کوچکی جثه این حشرات باعث شده که برای دفع ادرار، از روش پرتاب استفاده نمایند.

این اولین بار است که این نوع ابرپیشرانه در یک موجود زنده دیده می گردد. به گفته محققان، در نهایت، این یافته ها می تواند به ما یاری کند تا راه های بهتری برای دفع آب از ابزارهای کم مصرف مانند ساعت های هوشمند پیدا کنیم.

5858