باحث يكشف أنّ مناطق الضغط المنخفض تهيمن على توازن القوى

افترض العلم منذ فترة طويلة أنه من أجل الجري أو السباح أو الطيران يجب على الإنسان والحيوان أن يمارس ضغطًا على الأرض أو الماء أو الهواء من حوله، بحيث يحرك نفسه إلى الأمام، لكن دراسة حديثة نشرت الثلاثاء، أشارت إلى أنه بدلا من دفع المياه إلى الخلف يقوم القنديل وثعبان الجلكي بالسحب إلى الأمام من خلال خلق منطقة ذات ضغط منخفض في الماء.

وأوضح المؤلف المشارك في الدراسة، جون دبيري، من جامعة ستانفورد، "يتم إيجاد الضغط المنخفض أعلى مظلة جسد قنديل البحر، وهم ما يختلف عن فهمنا السابق لديناميات السباحة التي ركزت على التدفق تحت مظلته، وبقياس الضغط الذي تمارسه الحيوانات التي تسبح في الماء المحيط بها ظهر لنا أن آلية السباحة الجيدة تختلف عن إدراكنا التقليدي لها".

وبيّن ديبري، "أن الميكانيكا الحيوية والدراسات الهندسية ركزت على خلق الضغط العالي للدفع بدلا من المنخفض، وإذا أمكن ترجمة آلية الحيوانات في السباحة إلى المركبات الهندسية يمكن تحقيق توفير كبير في الطاقة".

ويتم عمل الضغط العالي من خلال دفع جزيئات السائل معا من خلال حركة الجسم الجانبية لثعبان "الجلكي" أو حركة يد الإنسان، ولفت ديبري إلى أن الضغط المنخفض يمكن إيجاده بطرق مختلفة وأكثرها شيوعا تحريك الجسم لخلق دوامات دائرة لمناطق الضغط المنخفض في المركز، وتتطلب هذه الآلية طاقة أقل للدفع بدلا من استخدام الضغط العالي.

واستخدم ديبري وفريق من علماء الأحياء من دارسي قنديل البحر وثعبان الجلكي، أثناء السباحة عبر الأنفاق التي تحتوى على خرز زجاجى بحيث تصبح حركة السائل مرئية بسهولة، الصور الرقمية عالية السرعة لتسجيل مدى تدفق المياه حول الكائنات البحرية بالإضافة إلى قياس الضغط، وكشف الباحثون أن مناطق الضغط المنخفض هيمنت على توازن القوى في الماء المحيط بالسمك.

وأشار إلى أن هذا الاكتشاف ربما يغير بعض الافتراضات الأساسية حول تطور الحيوان، وتابع " من المعروف أن الحركة الحيوانية تعد مهمة لتحديد اللياقة البدنية للأنواع ومن ثم تعزيز قدرتها على البقاء على قيد الحياة، وقبل هذه الدراسة كان الافتراض يقوم على ضرورة توليد الضغط العالي لتحقيق حركة فعالة"، ويعتقد أن الحيوانات تطورت لعمل الضغط المنخفض بدلا من ذلك، ويعد قنديل البحر وثعبان الجلكي من أكثر الحيوانات المائية كفاءة في الطاقة أثناء السباحة.