מאת: מאיה גבעון
צמד חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' שבאנגליה פיתח שיטת מדידה המאפשרת הבנה טובה יותר של מנגנוני ההדבקה בבעלי חיים שונים, ומקרבת את האנושות צעד קטן נוסף אל עבר היום בו נוכל לטפס אנכית על הקירות...
היכולת המופלאה של בעלי חיים רבים ושונים לטפס ללא מאמץ נראה לעין על משטחים אנכיים ואפילו להיתלות במהופך מבלי ליפול עוררה את סקרנות האדם משחר ההיסטוריה, אך רק בשנים האחרונות החלו מדענים לחקור לעומק את המנגנונים והמבנים המאפשרים זאת. מדובר, למעשה, בשילוב של שתי יכולות מנוגדות: מחד – יכולת הדבקה, כלומר אחיזה חזקה ויציבה במשטח במינימום מאמץ. ומנגד- יכולת ניתוק מהיר של האחיזה על מנת לאפשר תנועה ללא הגבלות.
על אף שיכולת זו התפתחה במגוון רחב של בעלי חיים השונים מאוד זה מזה (חיפושיות, עכבישים, עשים, לטאות, צפרדעים ועוד) נראה שרובם מתבססים על מספר מצומצם של מיקרו-מבנים בסיסיים בקצות הרגליים של בעלי החיים המאפשרים את ההדבקה.
באופן כללי, הטבע מתבסס על מבנים חלקים, המכוסים בתאי אפיתל רך, או על מבנים שעירים. ברגלי חיפושיות לדוגמא, מבנים אלה כוללים שלוש צורות עיקריות של שערות מיקרוסקופיות (מכונות setae): בעלות קצוות מחודדים, קצוות שטוחים, וקצוות דמויות דיסק. עד כה, בשל גודלן המיקרוסקופי של השערות, לא ניתן היה לנתח לעומק את מנגנון פעילותן.
צמד החוקרים בולוק ופדרל (Bullock and Federle) פיתחו טכניקה למדידת כושר ההדבקה של כל שערה בנפרד, בעודה על גוף בעל החיים (in vivo). החוקרים נעזרו בתומכת זכוכית מיקרוסקופית, ומדדו תחת הגדלה את מידת הסטייה של התומכת לאחר ניתק השערה ממנה. מנתון זה חישבו את הכוח שנדרש לניתוק השערה – ומכאן למעשה את כושר ההצמדות של השערה למשטח. באופן זה התגלה כי לשערות בעלות הקצה דמוי הדיסק כושר ההצמדות הגבוה ביותר, ואילו לשערות בעלות הקצה המחודד כושר ההצמדות הנמוך מבין שערות ההצמדות ברגלי חיפושיות.
למרות ההתקדמות, עד הרגע שבו יהפוך הידע הזה לטכנולוגיות ויישומים זמינים נותרו לא מעט שאלות פתוחות. חוקרים צריכים עדיין להבין את התנהגות המנגנון ברמה של אזורים שלמים (להבדיל משערה בודדת), אופן ה"ניהול והפיקוח" עליהן, סנכרון הפעולה, וכן שאלות הקשורות לפיצוח המבנים המדויקים שמקנים את יכולת הטיפוס המיוחדת. נשוב ונעדכן אתכם בהתפתחויות!
למידע נוסף
צמד חוקרים מאוניברסיטת קיימברידג' שבאנגליה פיתח שיטת מדידה המאפשרת הבנה טובה יותר של מנגנוני ההדבקה בבעלי חיים שונים, ומקרבת את האנושות צעד קטן נוסף אל עבר היום בו נוכל לטפס אנכית על הקירות...
היכולת המופלאה של בעלי חיים רבים ושונים לטפס ללא מאמץ נראה לעין על משטחים אנכיים ואפילו להיתלות במהופך מבלי ליפול עוררה את סקרנות האדם משחר ההיסטוריה, אך רק בשנים האחרונות החלו מדענים לחקור לעומק את המנגנונים והמבנים המאפשרים זאת. מדובר, למעשה, בשילוב של שתי יכולות מנוגדות: מחד – יכולת הדבקה, כלומר אחיזה חזקה ויציבה במשטח במינימום מאמץ. ומנגד- יכולת ניתוק מהיר של האחיזה על מנת לאפשר תנועה ללא הגבלות.
על אף שיכולת זו התפתחה במגוון רחב של בעלי חיים השונים מאוד זה מזה (חיפושיות, עכבישים, עשים, לטאות, צפרדעים ועוד) נראה שרובם מתבססים על מספר מצומצם של מיקרו-מבנים בסיסיים בקצות הרגליים של בעלי החיים המאפשרים את ההדבקה.
באופן כללי, הטבע מתבסס על מבנים חלקים, המכוסים בתאי אפיתל רך, או על מבנים שעירים. ברגלי חיפושיות לדוגמא, מבנים אלה כוללים שלוש צורות עיקריות של שערות מיקרוסקופיות (מכונות setae): בעלות קצוות מחודדים, קצוות שטוחים, וקצוות דמויות דיסק. עד כה, בשל גודלן המיקרוסקופי של השערות, לא ניתן היה לנתח לעומק את מנגנון פעילותן.
צמד החוקרים בולוק ופדרל (Bullock and Federle) פיתחו טכניקה למדידת כושר ההדבקה של כל שערה בנפרד, בעודה על גוף בעל החיים (in vivo). החוקרים נעזרו בתומכת זכוכית מיקרוסקופית, ומדדו תחת הגדלה את מידת הסטייה של התומכת לאחר ניתק השערה ממנה. מנתון זה חישבו את הכוח שנדרש לניתוק השערה – ומכאן למעשה את כושר ההצמדות של השערה למשטח. באופן זה התגלה כי לשערות בעלות הקצה דמוי הדיסק כושר ההצמדות הגבוה ביותר, ואילו לשערות בעלות הקצה המחודד כושר ההצמדות הנמוך מבין שערות ההצמדות ברגלי חיפושיות.
למרות ההתקדמות, עד הרגע שבו יהפוך הידע הזה לטכנולוגיות ויישומים זמינים נותרו לא מעט שאלות פתוחות. חוקרים צריכים עדיין להבין את התנהגות המנגנון ברמה של אזורים שלמים (להבדיל משערה בודדת), אופן ה"ניהול והפיקוח" עליהן, סנכרון הפעולה, וכן שאלות הקשורות לפיצוח המבנים המדויקים שמקנים את יכולת הטיפוס המיוחדת. נשוב ונעדכן אתכם בהתפתחויות!
למידע נוסף
