סרטן גמל שלמה: יצור ימי קטנטן עם עוצמה של טרקטור

סרטן גמל שלמה הוא יצור ימי, סוג של סרטן. המראה שלו יוצא דופן: הוא צבעוני מאד, עיניו נעות ללא הרף כעיני זיקית, והצבת שלו היא אחת החזקות בעולם הזוחלים הימיים. הוא מוזר למראה, ולכן מכונה "סרטן גמל שלמה". אי אפשר לגדל אותו באקווריום ביתי, משום שמכת הצבת שלו עשויה לנפץ בקלות את הזכוכית.

כאשר הסרטן הגמל מעוניין להנחית מכה, הוא מפעיל מנגנון מיוחד שנקרא "מנגנון הצמדה": בריח משתחרר בתוך הגוף שלו, והאנרגיה שהוא מפיק נמדדת ב-1500N – כלומר פי 1500 ממשקל גופו. המנגנון מדהים, והשאלה היא, איך הסרטן הגמל איננו פוצע את עצמו? נניח שיש לי כוח להניף אגרוף בעוצמה של טרקטור, עדיין, כאשר אנחית אותו על שולחן, היד שלי תתרסק בגלל העוצמה הזו. מדוע זה לא קורה לידידנו שוכן המים?

ובכן, סרטן גמל שלמה "פיתח" מנגנון מיוחד לספיגת אנרגיה. בדיוק כמו שפוף ענק או כרית אויר יכולים לספוג מכה חזקה מאד, כך ניתן לעשות זאת בקטן על ידי מה שנקרא "מגן פונוני" (הגנה ברמת האטומים). הצבת שלו מכוסה בשכבה של חלבונים ומינרלים, המסודרים מבחינה כימית כמגן פונוני, ככרית אויר, הסופגת את האנרגיה מהמכה העצומה. 

מארק ס. לאווין כותב במאמר שהתפרסם לאחרונה בסיינס: "סרטן הגמל שלמה, ידוע ביכולתו לפגוע במהירות ובעוצמה בטרפו, הן ישירות והן עקב קריסה מהירה של בועות קוויטציה, מבלי שייגרם לו נזק משמעותי. חלק ניכר מהיכולת הזו יוחסה לארגון רב-קנה מידה מורכב  של מבנה הצבתות והשלד ותכונותיו המכניות הנובעות מכך. המחקר האחרון השתמש בטכניקות ספקטרוסקופיה מהירות, כדי לחשוף את ההשפעה של מבנה השלד שלו, במונחים של יכולות המיגון הפונוני שלו... מה שמראה שהוא יכול לסנן ביעילות גלי אנרגיה כדי להפחית את כוחות ההשפעה במהלך פגיעות".

מכה יוצרת גל אנרגיה. ידוע שגלי אנרגיה הינם הרסניים לגוף – הם יכולים לגרום לפציעות מוח טראומטיות ולנזק עצבי בבני אדם. עם זאת, כגלים, ניתן להשוות אותם לגלי קול וגלי אור. הם חוצים את החלל עם אורכי גל ותדרים מסוימים שיכולים להשתקף, להישבר, להתעצם או להיחלש. מגן פונוני מתערב בגל האנרגיה, ומצליח לספוג אותו, לטשטש ולאבך אותו, וכך הסרטן לא נפגע.

קצת מסובך להסביר איך עובד המגן הפוניני, אבל אפשר להמחיש זאת במשל: אנחנו יודעים שקלקר מגן משבירה, לכן כלים חדשים או מכשירי חשמל רגישים מגיעים בתוך קלקר. זה משום שהקלקר הוא כמו קצף, הוא מלא אויר. לכן הוא צף על המים, ולכן הוא סופג את המכה. מיליון בלונים קטנים של אויר מתכווצים לרגע וסופגים את אנרגיית המכה. עכשיו תדמיינו את הדבר הזה, רק בהרבה יותר קטן. הצבת של סרטן גמל שלמה מצופה בשכבות של "בלונים" עם חללים. אמנם כל חלל הוא בנפח של 500 מיקרומטר, אבל עדיין מדובר בהרבה חללים, שהמבנה האטומי שלהם סופג את האנרגיה. הצורה, הנפח והתכנון מותאמים לגלי אנרגיה מהסוג שמכת הצבת שלו עשויה לחולל, לא פחות ולא יותר – כיוון שלא מדובר באמת בקלקר או בטרמפולינה, אלא ברמה התת אטומית, יש צורך בהתאמה מדויקת מאד מאד.

מעבר לזה, החלבונים בשכבה הזו מתוכננים כך שהם משבשים את גל האנרגיה. הם ערוכים לקליטת התדר שלו, ופשוט "מפרקים" אותו מבחינה אנרגטית. אם היינו מגדילים את כל הדבר הזה, היינו רואים בית חרושת משוכלל, שמותאם בדיוק לסיטואציה שבה נמצא סרטן גמל שלמה בחייו ובאזורי המחיה שלו. הוא יכול לפצח צדפה במכה שעוצמתה מאות רבות של ק"ג, לאכול להנאתו, וכל זאת על ידי השכלול המדהים שנמצא על צבתותיו. לו היתה כל השכבה המשוכללת הזו מכוונת לתדר קצת אחר, הוא לא היה מרוויח כלום.

המגן הפונוני הטבעי הזה נמצא במרכזה של "הנדסה ביולוגית" המתמקדת בתכונות שלו ומנסה ללמוד אותן – החל מהקטנת החיכוך והאנרגיה במקרה של הכנסת שתל לתוך הגוף, וכלה בשכלול כלי נשק כך שהמכה של שחרור הקליע לא תיצור הדף אחורי חזק כל כך. מחברי המאמר קובעים כי התגלית הזו מרחיבה את טווח הידע שלנו על מגני אנרגיה. היא ברמת תחכום שתדרוש יכולות ננו מתקדמות. כלומר, זה דבר שלא היינו יכולים לתכנן בעצמנו. אנחנו מנסים בקושי להעתיק אותו, אבל עדיין מאמינים שהוא נוצר מעצמו...

ידועים בטבע עוד מקרים של הגנה פונונית. כך ידוע  לנו כי הקשקשים המכסים את כנפיהם של מיני עש מסוימים, קולטים גלי קול בטווח של 20 עד 160 קילו-הרץ ומשבשים אותם. המגן הזה מציל אותם מפני העטלף, שהוא כידוע עיוור, ומזהה את טרפו דרך סונר, מכ"מ. הוא שולח גלי קול (שאינם נשמעים לאוזן האדם), ולפי הצורה שבה הם חוזרים אליו, הוא "רואה" בעיני רוחו את הטרף. המגן הפונוני נגד גלי קול של העש משבש את המכ"מ של העטלף, ומציל את העש מאיום הטרף על ידי העטלף.

מגן פונוני יכול להשפיע גם על הצבע. בדרך כלל, צבע מופק בצורה טבעית או כימית. כך, למשל, ניתן ליצור צבע כחול על ידי צמח האינדיגו, שבו משתמשים לצביעת ג'ינסים. אך בעקבות מעקב אחרי צבעי כחול בעולם החי, התגלתה שיטה חדשה. כנפיו של פרפר מורפו הינן בצבע כחול מבריק, אך התברר כי הפרפר אינו מייצר צבע לשם כך. כנפיו מעוצבות בדפוסים מיקרוסקופיים, המבטלים את כל אורכי הגל של קשת הצבעים, מלבד הכחול, וכך אנו רואים אותו בצבע כחול. אין צורך בשום חומר נוסף, אלא רק בעיצוב אטומי מתאים. מהנדסי ביומימטיקה הצליחו להעתיק את השיטה, והם יכולים לייצג משטח בצבע כחול בלי שום צביעה, רק על ידי הינדוס האטומים באופן כימי.