تکنولوژی
چگونه میگوی آخوندکی ضربه‌ی قوی خود را تحمل می‌کند، مطالعه‌ای پرده برداشته است
میگوی آخوندکی به خاطر ضربه‌ی فوق‌العاده قوی و رنگارنگ خود شناخته می‌شود که می‌تواند معادل یک گلوله‌ی کالیبر .22 باشد. محققان دانشگاه نورت‌وسترن مکانیسم دفاعی پیچیده‌ای را در آنها کشف کرده‌اند که امواج صدا را که می‌تواند به بافت‌های نرم آسیب برساند، فیلتر می‌کند. این مخلوقات دریایی از مکانیزم‌های فونونیک در ساختار دستک‌های خود بهره می‌برند که به آنها امکان می‌دهد ضربات متعدد را تحمل کنند و از آسیب‌های بافتی جلوگیری کنند.
چگونه میگوی آخوندکی ضربه‌ی قوی خود را تحمل می‌کند، مطالعه‌ای پرده برداشته است
میگوی آخوندکی موجوداتی رنگارنگ با یک مشت فوق‌العاده قدرتمند هستند که قابل مقایسه با یک گلوله‌ی کالیبر .22 است. این مشت به اندازه‌ای قوی است که می‌تواند پوسته و حتی شیشه را بشکند.
خوشبختانه، میگوی آخوندکی از نیروی مشت خود محافظت می‌کند، به لطف زره جذب‌کننده‌ی شوک.
پژوهشگران دانشگاه نورت‌وسترن در نهایت راز مشت میگوی آخوندکی را فهمیدند و مکانیسم دفاعی پیشرفته‌ای که امواج صوتی آسیب‌زننده را فیلتر می‌کند را فاش کردند.
هوراسیو د. اسپینوسا، یکی از نویسندگان مشترک این مطالعه، گفت: «میگوی آخوندکی برای ضربه‌ی فوق‌العاده قدرتمندش شناخته شده است که می‌تواند پوسته‌های صدف را بشکند و حتی شیشه‌ی آکواریوم را ترک دهد.»
میگوی آخوندکی در آب‌های گرمسیری کم‌عمق زندگی می‌کند. این موجودات دریایی دارای باشگاه‌های چکش‌مانندی به نام داکتیل یا مشت هستند.
این باشگاه‌ها انرژی فوق‌العاده‌ای را در ساختارهای فنری نگه‌داشته شده توسط ضامن‌ها ذخیره می‌کنند. آزادسازی ضامن انرژی ذخیره شده را آزاد می‌کند و باشگاه را با نیروی انفجاری به جلو می‌برد.
یک مشت واحد میگوی آخوندکی می‌تواند طعمه را بکشد یا از قلمرو دفاع کند. این ضربه‌ی قدرتمند یک ناحیه‌ی فشار کم ایجاد می‌کند تا حباب‌هایی در آب شکل بگیرد. حباب‌ها سریعا فرو می‌ریزند و شوک‌موجی ثانویه در محدوده‌ی مگاهرتزی را راه‌اندازی می‌کنند. این یک نیروی دوبل است.
اسپینوسا گفت: «وقتی میگوی آخوندکی ضربه می‌زند، برخورد امواج فشاری به هدفش تولید می‌کند.»
وی توضیح داد، «همچنین حباب‌هایی ایجاد می‌کند که به سرعت فرو می‌ریزند تا امواج شوکی در محدوده مگاهرتز تولید کنند. فروپاشی این حباب‌ها فوران‌های شدید انرژی را آزاد می‌کند که از طریق باشگاه میگوی عبور می‌کند. این اثر شوک‌موجی ثانویه به همراه نیروی ضربه اولیه باعث می‌شود ضربه میگوی آخوندکی حتی ویرانگرتر باشد.»
اما این مشت قدرتمند تهدیدی نیز برای خود میگوی آخوندکی است. چطور از آسیب به بافت‌های ظریف خود جلوگیری می‌کند؟ جالب است که حفاظت صوتی از ساختار منحصر به فرد داکتیل باشگاه ناشی می‌شود.
این مشت‌ها الگوهای لایه‌لایه‌ای دارند که صدا را فیلتر می‌کنند و مانند یک سپر در برابر شوک‌موج‌هایی که به وسیله‌ی مشت‌های خود ایجاد می‌کنند عمل می‌کنند.
اسپینوسا توضیح داد: «ما متوجه شدیم که از مکانیزم‌های فونونیک - ساختارهایی که امواج استرس را به صورت انتخابی فیلتر می‌کنند - استفاده می‌کند. این به میگو امکان می‌دهد توانایی ضربه‌زنی خود را در ضربات متعدد حفظ کند و از آسیب به بافت‌های نرم جلوگیری کند.»
با وجود نیروی ضربه‌های آنها، میگوی آخوندکی به بافت‌های خود آسیب نمی‌زنند.
برای درک این موضوع، محققان از تکنیک‌های پیشرفته لیزری (طیف‌سنجی گذرا و اولتراسونیک پیکوثانیه لیزری)برای بررسی جزئیات زره‌پوش میگوی آخوندکی استفاده کردند.
بررسی دو ناحیه متمایز - منطقه ضربه و منطقه دوره‌ای - در باشگاه میگوی آخوندکی را نشان داد.
«منطقه ضربه» باشگاه برای ضربات خردکننده استفاده می‌شود. این منطقه از الیاف معدنی در یک الگوی ماهی‌استخوان برای مقاومت در برابر شکست تشکیل شده است.
در زیر آن، «منطقه دوره‌ای» شامل ساختاری پیچ و منگنه مانند پیچشی که به ساختار بولیگان معروف است قرار دارد.
الگوی ماهی‌استخوان باشگاه میگوی آخوندکی را در برابر شکست تقویت می‌کند، در حالی که ترتیب خم‌کنترل امواج استرس را کنترل می‌کند.
این طراحی بیولوژیکی پیچیده به عنوان «سپر فونونیک» عمل می‌کند. این به صورت انتخابی امواج برشی فرکانس بالا را فیلتر می‌کند، نوعی که بیشترین آسیب را به بافت‌های بیولوژیکی وارد می‌کند. به طور اساسی، از میگو در برابر شوک‌موج‌های تولید شده توسط حمله خود محافظت می‌کند.
اسپینوسا در بیانیه مطبوعاتی گفت: «این به طور مؤثر میگو را از امواج استرس آسیب‌زننده ناشی از برخورد مستقیم و فروپاشی حباب‌ها محافظت می‌کند.»
این یافته‌ها می‌تواند مواد مصنوعی جدیدی برای فیلتر صدا برای تجهیزات حفاظتی ایجاد کند. همچنین می‌تواند روش‌های بهتری برای جلوگیری از آسیب‌های انفجاری در محیط‌های نظامی و ورزشی الهام بخشد.
یافته‌ها در مجله
Science
منتشر شده است.
