لقد أصبحت جمبري السرعوف العدواني الذي يتم اصطيادها من جحورها منذ فترة طويلة موضوعات شائعة للمصورين تحت الماء - على الرغم من أن معظمهم يعرفون أنهم يخاطرون بحدوث فتحة قبة متصدعة إذا اقتربوا كثيرًا.
تتمتع هذه الروبيانات الضخمة بقوة هائلة يمكنها استخدامها لقتل الفريسة أو الدفاع عن أراضيها ضد المنافسين. ويقول العلماء في جامعة نورث وسترن في إلينوي إن هذه القوة الهائلة قادرة على تحطيم صدفة الرخويات أو تحطيم زجاج حوض السمك، وهي تعادل قوة رصاصة عيار 22.
ما أرادوا معرفته هو كيف تستطيع الأعصاب والأنسجة الحساسة للروبيان البقاء على قيد الحياة في مواجهة الموجات الصادمة المكثفة التي تنشأ أثناء العملية - ويعتقدون الآن أنهم توصلوا إلى الإجابة.
يتم توجيه الضربة من خلال "هراوات الداكتيل" التي تشبه المطرقة في شكلها، والتي اتضح أنها مغطاة بأنماط متعددة الطبقات تعمل على حجب اهتزازات معينة وتشكل درعًا.
ويعتقد الفريق أن المبادئ المستخدمة هنا يمكن تطبيقها لتطوير مواد اصطناعية لتصفية الصوت، أو الحماية من الإصابات المرتبطة بالانفجارات.
موجات الضغط والفقاعات
يقول البروفيسور هوراسيو دي إسبينوزا، الخبير في المواد المستوحاة من المواد البيولوجية في نورث وسترن والمؤلف المشارك في دراسة "مدى قوة تأثير النادي" التي نشرت في مجلة "العلوم البيولوجية": "ركزت معظم الأعمال السابقة على صلابة النادي [الدكتيل] ومقاومته للتشقق، ومعاملة الهيكل كدرع مقوى للصدمات". دراسة نشرت للتو in علوم.
"لقد وجدنا أن هذه المخلوقات تستخدم "آليات صوتية" - وهي هياكل تعمل على تصفية موجات الضغط بشكل انتقائي. وهذا يمكّن الروبيان من الحفاظ على قدرته على الضرب على الرغم من التأثيرات المتعددة ومنع تلف الأنسجة الرخوة."
تخزن هراوات الداكتيل طاقتها في هياكل تشبه الزنبرك مقيدة بأوتار تشبه المزلاج. وعندما يتم تحرير المزلاج، تدفع الطاقة المخزنة الهراوة إلى الأمام بقوة متفجرة.
يقول إسبينوزا: "عندما تضرب جمبري السرعوف، فإن التأثير يولد موجات ضغط على هدفه. كما أنه يخلق فقاعات تنهار بسرعة لإنتاج موجات صدمة في نطاق ميغا هرتز.
"يؤدي انهيار هذه الفقاعات إلى إطلاق دفعات مكثفة من الطاقة، والتي سفر "من خلال هراوة الروبيان. هذا التأثير الموجي الثانوي للصدمة، إلى جانب قوة التأثير الأولية، يجعل ضربة الروبيان السرعوف أكثر تدميراً."
قام الفريق بتحليل البنية الدقيقة لجمبري صرصور الطاووس (Odontodactylus scylarus) وحدد منطقتين متميزتين داخل النادي.
تتكون منطقة التأثير التي تسدد الضربات من ألياف معدنية مرتبة في نمط متعرج معزز. وتحت هذا، تتكون المنطقة الدورية من حزم ألياف ملتوية تشبه الحلزون، حيث تدور كل طبقة بشكل تدريجي بالنسبة لجاراتها.
دور حاسم
يقول إسبينوزا: "تلعب المنطقة الدورية دورًا حاسمًا في تصفية موجات القص عالية التردد بشكل انتقائي، والتي تضر بشكل خاص بالأنسجة البيولوجية. وهذا يحمي الروبيان بشكل فعال من موجات الإجهاد الضارة الناجمة عن التأثير المباشر وانهيار الفقاعات".
وقام الباحثون بتحليل محاكاة ثنائية الأبعاد لسلوك الموجة، ولكن من المرجح أن تركز الأبحاث المستقبلية على "محاكاة ثلاثية الأبعاد أكثر تعقيدًا لالتقاط كيفية تفاعل بنية النادي مع موجات الصدمة بشكل كامل"، كما يقول إسبينوزا.
"وعلاوة على ذلك، فإن تصميم التجارب المائية باستخدام أحدث الأجهزة من شأنه أن يسمح لنا بالتحقيق في كيفية عمل الخصائص الفونونية في الظروف المغمورة بالمياه." بقيادة نيكولاس ألديريت من نورث وسترن، تم دعم الدراسة من قبل مكتب البحوث العلمية التابع للقوات الجوية ومكتب البحوث البحرية والمؤسسة الوطنية للعلوم.
أيضا على ديفرنيت: مخلوق رجا أمبات يتميز بالروبيان الطاووس السرعوف, مخلوقات الحاجز المرجاني العظيم السرعوف الروبيان
