http://Rastgar.blogfa.com

درک نويني از شيوه حرکت بي مهرگان آبزي اختاپوس ها و ماهي هاي مرکب به واسطه حرکت جهشي شان (که با کمک اعضاي انتهايي بدنشان صورت مي گيرد) به خوبي شناخته شده اند. اين نرم تنان با ايجاد فشار مي توانند به سمت جلو جهش کنند. ولي در مورد دوکفه اي ها چطور؟ شايد کمتر کسي شاهد حرکت جهشي دوکفه اي ها بوده باشد، ولي واقعيت آن است که اين موجودات نيز مي توانند همچون جت خود را به سمت جلو پرتاب کنند. «حلزون هاي دوکفه اي» (scallop) که به اختصار «دوکفه اي» ناميده مي شوند، از معدود بي مهرگان دوکفه اي هستند که واقعاً مي توانند شنا کنند. وقتي که اين نرم تن احساس خطر مي کند، به سرعت پوسته هاي صدفي خود را به يکديگر مي چسباند و از اين طريق خود را به سمتي که ايمن است، پرتاب مي کند. اگر چنانچه در اين حالت به صدف حيوان ضربه هاي متوالي زده شود، حيوان در آب رها شده و با حرکات مواجي به شنا مي پردازد. اين شيوه حرکت که به ظاهر طبيعي به نظر مي رسد، با موضوع ديگري که ظاهراً بي ارتباط به نظر مي رسد، رابطه پيدا کرده است. معلوم شده است که بررسي حرکت «دوکفه اي»ها در آب هاي سرد مي تواند راهنمايي هاي مفيدي براي محققاني فراهم کند که مي خواهند انواع پليمرها را در درجه حرارت هاي متفاوت دستکاري کنند. «حلزون هاي دوکفه اي» نيز همانند ديگر دوکفه اي ها داراي دو کفه آهکي هستند که از طريق يک لولا به يکديگر چسبيده اند. در مرکز هر لولا يک ماهيچه بزرگ (و خوشمزه) وجود دارد که در هنگام خطر منقبض شده و مي تواند دو کفه را به يکديگر بچسباند و بخش هاي نرم بدن حيوان را حفظ کند. تا زماني که ماهيچه بزرگ در حال انقباض است کفه ها به يکديگر چسبيده اند. باز شدن کفه ها به وسيله ماهيچه کوچک ديگري صورت مي گيرد که در درون لولاي ماهيچه اي قرار دارد. اين ماهيچه کوچک در صورتي مي تواند کفه ها را از يکديگر باز کند که ماهيچه بزرگ منبسط شده باشد. به همين دليل آنهايي که براي خريد صدف تازه به بازار مي روند، صدف هاي بسته را انتخاب مي کنند چرا که ماهيچه بزرگ هنوز منقبض است و نشان مي دهد که صدف زنده است. مکانيسم پرتاب به جلو در اختاپوس ها و ماهي هاي مرکب تا حدودي شبيه به موتورهاي دوزمانه عمل مي کند. زماني که عضله کشنده کفه هاي صدف را مي بندد، آب موجود در درون محوطه داخلي بدن صدف با فشار به بيرون زده مي شود و هنگامي که لولاي عضلاني اجازه باز شدن را به کفه هاي صدف مي دهد بار ديگر آب به درون بدن موجود زنده وارد مي شود. اين باز و بسته شدن ها باعث حرکت موجود زنده در درون آب مي شود و تا زماني که در معرض خطر شکارچيان قرار گرفته باشد، مي تواند ادامه داشته باشد. مشکل اين شيوه حرکت در آن است که نمي توان آن را به مدت طولاني ادامه داد، ولي معمول چنان است که چنين حرکت هاي جهش واري براي بسياري از موارد مي تواند موجود زنده را از خطر دور نگه دارد. اين شيوه خاص حرکت، سازگاري هاي تکاملي خاص خود را به همراه داشته است. يکي از سازگاري هاي صورت گرفته همراه با اين شيوه جابه جايي سبک کردن وزن کفه هاي آهکي است. علاوه بر اين عضله هاي منقبض شونده بزرگ شده اند. سازگاري مفيد ديگري که در اين دسته از موجودات صورت گرفته اين است که عضله «لولايي» از يک نوع بافت خاص الاستيک با عملکرد سريع تشکيل شده است. حرکت و جابه جايي «دوکفه اي»ها و اختاپوس ها با استفاده از نيروهاي آزادشده عضلاني تحت تاثير شرايط محيطي ممکن است بسيار ناکارآمد شود. براي نمونه جابه جايي چنين موجوداتي در آب هاي سرد بسيار ناکارآمد مي شود، چرا که برون ده انرژي حاصله از عضلات در آب هاي سرد بسيار کمتر از آب هاي با درجه حرارت معمولي است. اين ناکارآمدي در آب هاي سرد قطبي که ممکن است درجه حرارت آن به صفر نزديک شود بسيار مشکل مي شود. تنها کاهش درجه حرارت و کم شدن فعاليت عضلاني نيستند که حرکت اختاپوس ها و ژله ماهي را مشکل مي سازد در محيط هاي سرد ويسکوزيته آب ها نيز افزايش مي يابد و اين امر به نوبه خود باعث مشکل شدن شناوري و کاهش کارايي حرکت در آب مي شود. اکنون با در نظر گرفتن اين واقعيت ها، بهتر مي توان نحوه حرکت ژله ماهي قطبي Adamussium colbecki را درک کرد. در واقع اين ژله ماهي در آب هاي سرد و رقيق قطبي تنها ممکن است بتواند خود را به آرامي تا سطح آب بکشاند. Adamussium colbecki به رغم سرماي زياد در آب هاي قطبي مي تواند کمي شنا کند. «مارک دني» و «لوک ميلر» دو بيومکانيست ايستگاه تحقيقات دريايي هاپکينز وابسته به دانشگاه استنفورد، تا قطب جنوب مسافرت کردند تا راز حرکت ژله ماهي ها و اختاپوس ها را درک کنند. کشفيات اوليه اين دو زيست شناس غافلگيرکننده نبود. آنها دريافتند که در Adamussium colbecki در مقايسه با موجودات مشابه استوايي، نسبت پوسته آهکي به کل بدن در مناطق قطبي پايين تر است. اين امر باعث مي شود که موجودات کفه دار قطبي به انرژي عضلاني کمتري براي باز کردن آنها نياز داشته باشند. متغيرهاي بعدي که «ميلر» و «دني» اندازه گيري کردند، به اين سادگي قابل تفسير نيستند. آنها دريافتند که در نرم تنان قطبي عضلات بازکننده از حد انتظار کوچک تر هستند. اگرچه کوچک بودن عضلات بازکننده باعث کاهش وزن و در نتيجه آسان شدن حرکت مي شود، ولي در عين حال نشان مي دهد که اين کوچک شدن عضله نيروي کافي را براي باز کردن سريع کفه ها فراهم نمي کند، يا اينکه زمان مورد نياز براي اين منظور را افزايش مي دهد. در واقع ترکيب کوچک شدن وزن پوسته و ماهيچه منقبض کننده آن باعث شده است که «دوکفه اي»هاي قطبي تقريباً 20 درصد انواع استوايي و قابل مقايسه خود براي حرکت و جابه جايي انرژي توليد کنند. مثل هميشه اين دو دانشمند در جست وجوي تبيين تکاملي اين تفاوت ها در اندازه ماهيچه و پوسته آهکي بوده اند، ولي آنچه آنها به دست آوردند ادراکي نوين از ويژگي هاي پليمرهاست. ماهيچه لولايي «دوکفه اي» مي بايست در سرماي زياد قابليت کمتري براي ذخيره کردن انرژي داشته باشد. بايد در نظر داشته باشيم که انفجار فاجعه بار فضاپيماي «چلنجر» در سال 1986 در هواي سرد صورت گرفت. سرماي شديد باعث شد که حلقه دايره شکل، خرد شده و خروج گاز مايع را ممکن سازد. وقتي که «ميلر» و «دني» تاثير کاهش درجه حرارت را بر عضلات «دوکفه اي» بررسي کردند، متوجه شدند که اين ماهيچه ها با کم شدن ميزان درجه حرارت، قابليت اتساع بيشتري مي يابند. ولي در «دوکفه اي»هاي مناطق حاره اين رابطه بين کاهش درجه حرارت و اتساع عضلاني ديده نمي شود. اين دو دانشمند نتيجه گرفتند که شرايط ناشي از سرماي محيط باعث انتخاب طبيعي براي بقاي موثر افرادي شده است که ماهيچه هاي لولايي متسع تري داشته باشند. تفاوت در طبيعت ماهيچه هاي «دوکفه اي»هاي قطبي و استوايي به راحتي نمايان نمي شود، چرا که ترکيب شيميايي اين ماهيچه ها در اين دو نمونه با يکديگر مشابه اند. ولي تحقيقات نشان داده است که به رغم تشابه ساختاري، تفاوت ها در پليمرهاي پروتئيني است که وظيفه اصلي آنها ذخيره انرژي براي باز و بسته کردن کفه هاست