أغرب محرك نفاث وسلاح ميكانيكي في الطبيعة سر اليعسوب القاتل

هذا واحد من اكثر التصاميم الميكانيكيه في الطبيعه حشره بوجه قابل للامساك تخطف فريستها بسرعه تكاد اعيننا لا تدركها كما شاه حاده او مغارف كبيره تلتقط الفريسه وتعيدها الى الفم يحدث كل ذلك في اجزاء من الالف من الثانيه ويبدو وكانه مشهد من فيلم رعب لكنه ليس كائنا فضائيا بل يرقه يعسوب يعسوب التنين هو الحشره المفضله لدى الكثيرين بسبب مهاراته شبه الكامله في الصيد في السماء لكن شكله الطفولي تحت الماء لا يقل خطوره بل ان اليعاسيب تقضي نحو 90% من حياتها في هذه المرحله اليرقيه هذه الاشكال الطفوليه لا تنال ما تستحقه من التقدير لان سلاحها ليس سريعا فقط بل هو جهاز ميكانيكي مذهل بالنسبه لكائن حي وهذا ما يسمح ليقات اليعسوب بالهيمنه على المواطن المائيه العذبه باعتبارها مفترسات عليا هذه واحده من تلك الحشرات التي انا ممتن جدا لانها صغيره الحجم لكن المدهش ان نهايتها الاخرى ميكانيكيه بدرجه كبيره ايضا الى حد ان الباحثين اعتبروها لفتره طويله معقده بلا داع فتحه شرج معقده لماذا؟ نعلم انها تستخدم نظاما هيدروليكيا للدفع النفاث وتستطيع التحرك بسرعه هائله ونعلم ايضا انها تتنفس عبر هذا الفتح لكن سبب كون صمام الشرج مصمما بدرجه عاليه من التعقيد لم يكن كما توقعت وعلى راس كل ذلك فان التحول من يرقه الى يعسوب هو امر لا يشبه اي شيء اخر تم رؤيته من قبل بدات كتابه هذا الفيديو معتقدا انه سيكون سهلا وسريعا لكن تبين اننا امام فيديو طويل جدا عن حشره صغيره معروفه اذا كيف يعمل نظامها الميكانيكي والهيدروليكي تستخدمه في الحركه والتنفس وخطف الفريسه ولماذا شرجها بالغ التعيد وماذا في تحولها يجعل الامر مزعجا الى هذا الحد تبدا حياه اليعسوب في بيضته البيضاويه الشكل في المياه العذبه او قربها وبما ان اليعاسيب كائنات مائيه بالضروره في مراحلها المبكره احيانا تكون البيوض بديعه المنظر داخل البيضه يتطور الجنين الى يرقه صغيره خلال بضعه ايام او بضعه اسابيع وعندما يحين موعد الفقس يخترق الجنين غشاء البيضه كيرقه اوليه مخلوق صغير يشبه الشرغوف المدهش انه ماء يخرج من البيضه حتى يبدا في اول انسلاخ له فورا واحيانا في غضون ثوان ليصبح المفترس الخطير المعروف بيرقه اليعسوب هنا تبدا هذه اليرقه ذات الارجل الست حياتها الحقيقيه تحت الماء هناك ما يصل الى 7000 نوع من اليعاسيب في العالم وبالطبع هناك العديد من اشكال اليرقات المختلفه قليلا لكن جميع يرقات اليعسوب لها عيون مركبه كبيره تمنحها رؤيه ممتازه تحت الماء مع قرون استشعار قصيره شبيهه بالشعيرات للاحساس باللمس كما ان براعم الاجنحه الناميه تكون واضحه وتزداد بروزا مع نمو اليرقه وبالطبع هناك الشفه السفليه القابضه الممتده التي تعرف غالبا باسم القناع على الصدر تمتلك يرقه اليعسوب ثلاث ازواج من الارجل المفصليه تستخدم للتشبث او الزحف او الحفر تبعا لاسلوب حياتها تنسلخ اليرقات مرات عديده خلال حياتها قد تصل الى 15 مره تبعا للنوع يتيح كل انسلاخ لليرقه ان تنمو وتقترب اكثر من شكلها البالغ وهذا عدد هائل مقارنه بالحشرات الاخرى التي غالبا ما تنسلخ ثلاث او اربع مرات فقط قبل ان تصبح بالغه ويرجع العدد الكبير ليقات اليعسوب جزئيا الى طول عمرها اذ قد تستمر المرحله اليرقيه عده اشهر الى عده سنوات يمكن تصنيف اليرقات الى اربعه انماط رئيسيه بناء على اسلوب حياتها وحركتها في بيئتها المائيه اولا الممسكات ذات الاجسام النحيله والارجل الطويله التي تمكنها من التشبث بسيقان عن النباتات. ثانيا المتمددات ذات الاجسام المفلطحه التي تستقر على سطح الرواسب. ثالثا المختبئات ذات الاجسام المدمجه المموهه التي تعيش بين بقايا الاوراق. واخيرا الحفارات ذات الاجسام الاسطوانيه التي تعيش تحت الرواسب. ستلاحظ ان الحفارات تمتلك قطعه بطنيه اسطوانيه طويله اضافيه تسمى علميا المؤخرات الانبوبيه تعمل هذه المؤخرات الانبوبيه مثل انبوب تنفسي لكن بدلا من الخروج من الماء الى الهواء فهي تخرج من الطين الى الماء وذلك لان الخياشيم المستقيمه داخل هذه المؤخرات تحتاج الى ملامسه الماء من اجل التنفس جميع يرقات اليعس سوب لديها خياشيم مستقيميه مثل هذه فهي تسحب المياه العذبه الغنيه بالاكسجين الى الداخل وتطردها في عمليه تسمى التهويه المستقيميه اي التنفس عبر المؤخره والمذهل انه اذا اصبحت الظروف ناقصه الاكسجين اي لم يكن هناك ما يكفي من الاكسجين المذاب في الماء فان يرقات اليعسوب تمد هرمها الشرجي فوق سطح الماء وتتنفس الاكسجين الجوي هذا اشبه بقوه خارقه غير مقدره مؤخراتها مليئه بالمفاجات التطوريه كهذه لان النظام نفسه الذي يسحب الماء للتنفس يتيح لها ايضا استخدام الدفع النفاث للهروب السريع فهي الحشره الوحيده المعروفه التي تفعل ذلك تعمل بهذه الطريقه يسحب الماء الى المستقيم كما في عمليه التنفس بعدها يغلق الشرج ثم لتوليد الدف تنقبض العضلات البطنيه القويه حول الحجره المستقيميه فتكون ضغطا وعندما تفتح الصمامات الشرجيه يطرد الماء المضغوط بسرعه فيدفع اليرقه الى الامام بالحركه النفاثه يبدو الامر بسيطا لكن بعض العلماء حيرهم تعقيد هذه الصمامات ‏was كريسرو استاذ مساعد في جامعه كورنيل في قسم الهندسه البيولوجيه والبيئيه ‏And the reason was not just that it was visible action but that initially it felt like it was unnecessarily complicated because the valve the more common one might be the ones that are more spinct like where you know you have continuous variation like that but instead these had not maybe not quite leaf but like this lobes that actually block third of the the bell. ما يصفه كريس يسمى الصمام الشرجي ثلاثي الوريقات يشبه الى حد ما الصمامات الموجوده في قلوبنا لذا كريس وفريقه بالتحقيق ما الذي يمكن ان يستخدموا له هذا الصمام المعقد حين بداوا بالنظر عن قرب فوجئوا بما وجدوا اذ يسمح هذا الصمام لليرقه بالتحكم في حجم الفتحه وتماثلها لكن ما الذي تفعله هذه اللاتماثليه للنفس الخارج هل تؤثر في مسار الحركه تبين انه عندما تريد اليرقه تغيير الاتجاه فانها تكتفي بثني جسدها لتوجيه النف مع ابقاء الصمام مفتوحا بالكامل اما وظيفه عدم التماثل فهي لشيء اخر وهو غير بديهي يحدث ذلك فقط عندما لا تتحرك اليرقه اي اثناء التنفس فقط حيث تحول مسار النفش السبب قام كريس وفريقه بتصوير تدفق السائل حول الصمام ‏And what was really interesting is that whenever there is jet that goes into otherwise steady water, it actually accelerates the flow around the jet towards the jet. It creates little bit of suction in the surrounding fluid and that's usually 90° to the direction of the jet. ‏bottom وهذا ما يسمى الاستدراج اي العمليه التي يقوم فيها تيار مضطرب او سريع بجذب السائل او الجزيئات المحيطه الى مجراه يعتقد كريس ان هناك ربما فائده طاقويه او ربما يوفر لليرقه مياها اكثر انتعاشا اذ قد يمنعها من اعاده استنشاق مياه زفيرها المشبعه بثاني اكسيد الكربون هذا مدهش بذاته لكن كريس وفريقه يعتقدون ان لهذا البحث اثارا بعيده المدى ويعود ذلك الى التشابه بين هذه الصمامات وصمامات قلب الانسان وحتى حتى الان كانت الصمامات الاصطناعيه للقلب جميعها متماثله الفتحه لكن هذا قد يسبب مشكله اذ ان تدفق الدم بقوه زائده قد يكون كاشطا لجدران الاوعيه الدمويه او قد يسبب جلطات دمويه وعاده ما يضطر المرضى الى تناول مميعات الدم طوال حياتهم للتعامل مع هذه المشكله لكن الان قد يكون هناك نهج ‏What if we can actually make heart like dragonfly larva when people need sort of controlنا تحاكي التدفق الدموي الطبيعي وتقلل من هذه المضاعفات هذا المحرك رك النفاث الشرجي مذهل بحق لكن في الجهه الاخرى من جسدها يوجد اداه متخصصه للغايه لدرجه تكاد تنقض ما نعرفه عن التطور كليا سلاح ميكانيكي مذهل يعد واحدا من اروع امثله التطور التي خلقها الله تعالى في معظم الحشرات تكون الشفه السفلى جهازا بسيطا فهي تعمل كغلاف واق للهياكل الغذائيه الحساسه وتساعد في التعامل مع الطعام اشبه بشفه سفليه وفي معظم الحشرات تكون الفكوك هي الجزء المخيف الجزء الذي يعض ويمضغ لكن الشفه السفلى ليرقه اليعسوب اكثر تخصصا بكثير الى حد مذهل شفتها السفلى قابله للقذف وتتكون من اربعه عناصر متحركه البوستمنتوم والبريمنتوم وملقتين شفويه احي احيانا تكون هذه الملاقط على شكل مغارف واحيانا على شكل كماات بعض هذه الملاقط قد تكون مرتبطه بشفاه طويله جدا وبعضها قصير جدا عند الراحه تنطوي وتتداخل احيانا لتكون ما يسمى بالقناع لكن ما سر الاشكال المختلفه المغارف تسمح لليرقه بالتقاط مساحه واسعه مما يمكنها من الامساك بفرائس صغيره نسبيا فعندما تفكر في الامر فان التقاط برغوث صغير بكماشه دقيقه سيكون صعبا كما ان هذه المغارف مزوده بشعيرات طويله تكون شبكه تحبس الفريسه داخل الشفا اما الكماشات فهي جيده للامساك بفرائس اكبر بعض اليرقات تستطيع ان تمسك وتلتهم فرائس تساوي حجمها او حتى اكبر بما في ذلك الاسماك الصغيره والشراغيف اما اليرقات ذات الشفاه الطويله فلها ميزه واضحه مدى اطول واما اليرقات ذات الشفاه القصيره فهي تستطيع ان تضرب اسرع واكثر كفاءه لالتقاط فريستها غالبا ما تختبئ اليرقات متنكره في قاع الجدول او البركه مترصده لفريسه تمر بجوارها وعندما تحدد هدفها ينفتح القناع الشفوي وينطلق الى الامام وعندما اقول ينطلق فانا اعني ذلك حرفيا لان اجزاء فمها تخزن الطاقه وتطلقها كما تفعل المقالع هناك مقلاعان المقلاع البريمنتي والمقلاع البوستمنتي المقلاع البوستمنتي يشحن عندما ينقبض عضل معين ويشد قضيبا على شكل حرف التي يشحن المقلاع البريمنتي عندما ينقبض عضل ويشد الصفيحه البريمنتيه المتصلبه التي تعمل كازمبرك مخزنه طاقه مرنه حتى يتم تحريرها اثناء الضربه وبمجرد ان تصبح اليرقه جاهزه للهجوم تنفتح اجزاء الفم استعدادا للامساك ثم ينقبض عضلا اخر ويفتح الصفيحه المفصليه التي تدفع العقده البوستمنتيه فوق الاخدود البريمنتي هذا يطلق التحرير السريع للمقلاع البريمنتي وفي الوقت نفسه يحرر القضيب ويدفع البوستمنتوم الى الامام كل هذا معقد جدا وهذا حتى في النسخه المبسطه من الشرح وكل ذلك يحدث في لمح البصر بين 15 و4 جزءا من الال000 من الثانيه مما ينافس بعض اسرع الحركات في مملكه الحيوان هذه الضربه تتيح لليرقه ان تصطاد فريستها بسرعه البرق من دون ان تحرك جسدها وهو امر مثالي يسمح لها بنصب كمائن للفرائس السريعه وبعد اطلاق الضربه تطوي الشفه السفليه نفسها بسرعه تحت الراس وتغلق من جديد ويمكن اعاده شحنها بسرعه ما يعني ان اليرقه قادره على تنفيذ محاولات متعدده في تتابع سريع الامر رائع لدرجه ان الباحثين طوروا نموذج جا روبوتيا مستوحى من الاحياء يشبه شكل هذا الجزء الفموي والمدهش انه بمجرد ان تلتقط الملاقط الفريسه فانها تساعد بعد ذلك في التعامل مع الطعام عبر تدويره او تثبيته اشبه بايد تقدم الطعام الى اجزاء الفم الماضغه هذا يعني ان الملاقط لا تتحرك في اتجاه امامي فقط بل يمكنها الدوران والانحناء بمهاره كبيره وهناك امر امر اخر تفعله هذه اليرقات يجمع بين اليه فمها الميكانيكي ودفعها النفاث الشرجي لاحظ العلماء انه اثناء اصطياد الفريسه تطلق بعض اليرقات نفثا مائيا من حجرتها المستقيميه اي انها تطلق غازا وتضرب في الوقت ذاته ما الذي يمكن ان يعنيهش التلميح عند النظر الى يرقه لا تطلق نفثا مائيا اثناء الهجوم اذ ترتد بقوه الى الخلف ارتدا واضحا اذا فان الدفع النفاث اثناء الضربه قد يكون اليه لمنع هذا الارتداد يحذر كريس من ان هناك حاجه الى مزيد من البحث في هذا الموضوع لكن اذا صح ذلك فهو انجاز تطوري اخر مذهل لكن دراما يرقات اليعسوب لا تنتهي عند الصيد تحولها نفسه الى بالغ هو واحد من اغرب واشد غرابه واكثر التحولات اثاره وروعه في عالم الحشرات معظم الحشرات المالوفه لدينا مثل الفراشات والخنافس والدبابير تتبع دوره حياه من اربع مراحل بيضه يرقه عذراء وبالغ ما ان تصل اليرقه الى الحجم الكامل تصبح خامله وتغلق نفسها في غلاف واق شرنقت او غمدا حرشفيا داخل هذا الغلاف تدخل الحشره في المرحله العذراويه وهنا داخل الشرنقه يحدث تحول مذهل اذ تذوب الانسجه اليرقيه اساسا الى سائل وما يبقى يسمى بالاقراص التخيليه وهذه الاقراص تعيد تنظيم الجسد المذاب لتبني هياكل الحشره البالغه داخل ما يسمى حساء العذراء تعاد بناء الاج الاجنحه والارجل والعيون والاعضاء الاخرى من جديد ثم يخرج البالغ من غلافه العذراوي ويفرد اجنحته ويستعد للطيران لكن يرقات اليعسوب تفعل الامر بشكل مختلف تماما فهي تمر بما يسمى التحول غير الكامل ومع ان هذا ليس مصطلحا دقيقا برايي لان تحولها مكتمل جدا لكنه فقط مختلف يرى قات اليعسوب لا تكون عذراء ولا شرنقه ولا غمدا حرشفيا بدلا من ذلك يحدث التحول بالكامل داخل المرحله اليرقيه الاخيره وهي لا تزال نشطه حتى اثناء صيدها وتجنبها للمفترسات يكون جسد البالغ في طور التشكل بداخلها اول علامه بصريه على بدء هذا التحول هي نمو الاجنحه تبقى مطويه باحكام داخل براعم الاجنحه اليرقيه لكن مع كل انسلاخ تزداد بروزا وعند المرحله الاخيره تصبح متورمه وبارزه بشكل واضح وهي اشاره لا تخطئ بان اليرقه وصلت الى حجمها الكامل واقتربت من التحول الى بالغه عندما تستعد اليرقه للتحول تتراجع اجزاؤها الفمويه فلا تعود قادره على التغذيه ويبدا التنفس في التغير من مائي الى هوائي وتقضي اليرقات وقتا طويلا قرب سطح الماء ثم يحين وقت مغادره الماء كليا تزحف اليرقه خارج الماء وتتسلق ساق نبات او جذع شجره هناك تستقر وتجف استعدادا للدخول في شكلها البالغ ما سيحدث الان غالبا ما يسمى تحولا لكنه ليس المصطلح الصحيح لان التحول قد حدث بالفعل المصطلح الادق هو الانفصال اي لحظه خروج الحشره البالغه من العذراء او في هذه الحاله من جلدها اليرقي يبدا هذا عندما تبدا السوائل في التحرك داخل الجسد ويبدا الصدر في الانتفاخ ثم تنشق نقطه صغيره في الهيكل اليرقي ليفتح فجاه من الصدر الامامي الى قواعد الاجنحه يستمر الصدر في الانتفاخ ويمتد الشق حتى الراس. ومع المزيد من الانتفاخ والجهد العضلي يخرج الراس والصدر باكملهما من الجلد اليرقي وسرعان ما يسحب اليعسوب البالغ نفسه كليا خارج جلده القديم وتفرد الاجنحه وتتمدد بشكل كبير مع ضخ السوائل الجسديه فيها ثم تنتقل من وضع عمودي الى وضع مفتوح حيث تبقى مفتوحه لبقيه حياته بعد ذلك يصبح اليعسوب جاهزا لرحلته الاولى معظم اليعاسيب تخرج ليلا ثم في دفء الشمس النهاريه تقلع لتصبح اعظم الحشرات المفترسه في السماء التي شهدها العالم يرقات اليعسوب من تلك الحشرات التي قد تراها ولا تدرك فورا مدى روعتها ربما رايت احداها اثناء السباحه في بحيره محليه وظننت انها مجرد حشره بنيه لكن هذا هو سحر النظر بعمق اكبر الى العالم ما يبدو عاديا قد يكون مذهلا في الحقيقه وفي هذه الحاله يمكن ان تكون الحشره البنيه تحفه هندسيه بيولوجيه فك المقلاع الفكي السفلي وتحولها المذهل وحتى طريقه تحرك اجسامها في الماء باستخدام الدفع النفاث كلها امثله على التصميم المذهل الذي لا يتج جل الا حين نفهم المبادئ وراءه لهذا اعتقد ان نتعلم لغه الرياضيات والفيزياء ليس مخصصا للفصول الدراسيه فقط بل هو وسيله لتقدير العالم الطبيعي على مستوى اعمق الادوات نفسها التي يستخدمها المهندسون لتصميم الالات هي الادوات التي سقلتها الحياه بما اودع الله فيها من دروس لملايين السنين ‏in