از دندانهای سمی مارها تا خارهای تیز کاکتوسها، ابزارهای نفوذی را میتوان در سراسر قلمرو حیوانات و گیاهان یافت. این ابزارها در اشکال و اندازههای مختلفی وجود دارند و نیروی جذابی باعث تنوع طراحی آنها شده است. اما چرا با وجود این همه تنوع، طبیعت هرگز سلاح کاملی برای هیچ گونهای نساخته است؟
به گزارش زومیت، در مطالعهای جامع پژوهشگران دانشگاه ایلینوی در اربانا-شمپین به بررسی ۱۴۰ نوع مختلف از این ابزارها پرداختهاند که اساساً برای نفوذ به موجودات دیگر طراحی شدهاند. فیلیپ اندرسون، نویسندهی اصلی مطالعه و استاد زیستشناسی، دراینباره میگوید: «تنوع عظیمی از ابزارهای نفوذی در طبیعت وجود دارد. این ابزارها در سراسر درخت حیات، از جمله گیاهان، جانوران، قارچها، باکتریها و حتی ویروسها، به وفور یافت میشوند.»
در حالی که بدیهی است که تنوع سلاحها تحت تأثیر عواملی مانند فیزیولوژی، فشارهای محیطی و هدف قرار دارد، دانشمندان به وجه اشتراک جالب توجهی که عمیقاً به فرگشت مرتبط است، پی بردند. اندرسون و تیمش دریافتند که ابزارهای نفوذی توسط یک مبادلهی اساسی بین کارایی نفوذ و استحکام مورد نیاز برای جلوگیری از خم شدن یا شکستن آنها شکل میگیرند.
اندرسون تأکید میکند: «دانشمندان به دنبال یافتن قوانین فیزیکی زیربنایی هستند که همهی این تنوع باید از آن تبعیت کند. میخواستیم ببینیم که آیا قوانین فیزیک، بیش از آنچه تصور میکنیم، نیروی محرکهی اصلی طراحیهای طبیعت هستند یا خیر.»
مجموعهای از سلاحهای متنوع در طبیعت.
پژوهشگران برای درک بهتر دلیل وجود چنین تنوعی در ابزارهای نفوذی، ویژگیهای اصلی این زائدهها را مدلسازی کردند. اندرسون توضیح میدهد: «فقط دو ویژگی ساده را اندازه گرفتیم. اول، باریکشدگی: اگر از کنار به یک ابزار نفوذی نگاه کنید، شکلش مثل مثلث پهن است (مثل دندان کوسه) یا مثل مثلث باریک و کشیده (مثل دندان مار)؟ دوم، شکل مقطع آن: اگر از بالا به آن نگاه کنید، گرد است (مثل عاج فیل) یا تخت و پهن (مثل خار خارپشت دریایی)؟»
دانشمندان به الگوی جالبی رسیدند: هر ابزار نفوذی، نقاط قوت و ضعف خاص خودش را دارد و به نظر میرسد طراحیش، نتیجهی تعادل ظریف بین کارایی و ساختار زیستی است. در نهایت، آنچه در پسزمینهی همهی این طراحیها قرار دارد، قوانین فیزیک است. …
