يحب بعض البشر أن يفكروا في أنفسهم على أنهم أدوات متعددة جيدة ، لكن الخفافيش قد تفعل ذلك بشكل أفضل. تتمتع العديد من أنواع الخفافيش بالقدرة على الطيران أثناء شرب المياه في وقت واحد – ولكن على عكس الأشخاص الذين يحاولون تعدد المهام المماثلة ، مثل القيادة أثناء الرسائل النصية ، لا تتعطل الخفافيش أبدًا. الآن ، يكشف بحث جديد عن الفيزياء وراء هذا الفذ من التنسيق.
وقال Sunghwan Jung ، عالم الفيزياء الحيوية بجامعة كورنيل ومؤلفة الدراسة التي نشرت يوم الأربعاء في مجلة واجهة الجمعية الملكية: “التفاصيل الفنية لكيفية قيام الخفافيش بذلك معقدة للغاية ، لكن ما نحاول في النهاية فهمه هو كيف يمكن للحيوانات متعددة المهام”. “الحيوانات لديها حياة مزدحمة للغاية ، مثل البشر ، وإذا كان بإمكانهم القيام بمهمتين في نفس الوقت ، فسيكون لديهم فرصة أفضل للبقاء على قيد الحياة.”
وقال رولف مولر ، المهندس الميكانيكي في شركة Virginia Tech ومؤلفة الدراسة ، من بين ما يقرب من 1400 نوع من الخفافيش في العالم ، فإن “Skim Shurning on the Wing” هو الاستراتيجية الأكثر انتشارًا لأخذ رشفة من الماء.
من المحتمل أن يكون هذا السلوك يتطور للحفاظ على الخفافيش عن الأرض وبعيدًا عن الحيوانات المفترسة. وقال الدكتور يونج إنه على الرغم من أن العثور على المياه ضرورة ، إلا أن مصادر المياه يمكن أن تكون أماكن خطيرة للحيوانات.
تشرب بعض الخفافيش مباشرة عن طريق ربط الماء بألسنتها أثناء تطيرها فوق مصدر مائي. آخرون ، مثل الثعالب الطيران ، يشربون بشكل غير مباشر عن طريق ترطيب فروهم ثم لعقه-وهي استراتيجية تعرف باسم “غمس البطن”.
ركزت الدراسة الجديدة على مضربات اللسان فقط: خفافيش برات ذات الأوراق المستديرة ، التي تعيش في جميع أنحاء آسيا ، وأربعة خفافيش حدوة حصان أكبر شائعة في أوروبا وأفريقيا وآسيا ، وكلاهما نوع من الحشرات.
في حاوية مخبرية كبيرة بما يكفي لتطير الخفافيش حولها ، حرم الباحثون حيوانات الماء لمدة ست ساعات ثم قدموا مصدر شرب. وضعوا العديد من الكاميرات في زوايا مختلفة بالقرب من الماء واستخدموا التصوير المجسم لتتبع نقاط محددة على أجسام الخفافيش أثناء انقضاؤها للشرب. قاموا بدمج البيانات للكاميرات المختلفة لإنتاج عرض ثلاثي الأبعاد للخفافيش أثناء تحركهم عبر الفضاء.
مثل البشر الذين يميلون إلى التباطؤ عند تعدد المهام ، وجد الباحثون أن الخفافيش قللت من سرعة رحلتهم عند الاقتراب من الماء. يشتبهون في أن هذا قد يكون جزئياً نتيجة لتحدي أداء مهمتين في وقت واحد ، وكذلك بسبب القيود المادية للطيران بالقرب من سطح الماء. لتجنب لمس الماء بأجنحةهم ، قللت الخفافيش نطاق سكتة دماغية الجناح بنحو نصف. كما استخدموا حركة عرف زاوية أعلى لموازنة السحب الناتج عن رؤوسهم تميل.
في الوقت نفسه ، كانت الخفافيش تسيطر بدقة على ألسنتها لأنها جرفت الماء بدقة في أفواههم. وقال الدكتور يونج إن الدقة هي المفتاح ، للحفاظ على دفقة من المياه من أنوف الخفافيش. تتنقل الخفافيش باستخدام تحديد الموقع الصدى ، والذي يستلزم انبعاث صوت عالي التردد ثم باستخدام ترتد من موجات الصوت لجمع المعلومات حول الكائنات في البيئة. على الرغم من ذلك ، فإن بعض أنواع الخفافيش تنبعث من تحديد تحديد الموقع الصدى من خلال أنفها بدلاً من أفواههم. لذا فإن الحصول على الماء لأعلى أنوفهم سيؤدي إلى ظهورهم بشكل فعال.
وقال أولمار جرافي ، عالم الأحياء في جامعة بروناي داروسالام المتخصص في الخفافيش ولم يشارك في البحث ، إن الورقة “رائعة”.
وقال: “إن الشرب على الجناح أمر مهم للخفافيش ولكنه لم يحظ بالاهتمام اللازم ، لأنه من الصعب للغاية الحصول على الخفافيش لأداء هذا السلوك في المختبر”. بينما شملت الدراسة عددًا صغيرًا من الخفافيش من نوعين ، قال إنها “تكشف عن القدرة الرائعة وتعقيد مناورات رحلة الخفافيش”.
وأضاف كيني بروير ، وهو مهندس في جامعة براون التي لم تشارك في البحث ، أن الدراسة “مزيج رائع من الملاحظات التفصيلية ، والتوصيف الدقيق والنمذجة الصارمة لبعض منشورات الطبيعة الأكثر إثارة للإعجاب.”
يخطط الدكتور يونج وزملاؤه لإجراء مزيد من الدراسات لسلوكيات المهام المتعددة للحيوانات الأخرى ، من البلعات التي تنزلق عبر سطح الماء إلى الشرب ، إلى اليعسوب التي تؤدي إلى تشويشات التزاوج الهوائية في منتصف الرحلة.
وأضاف الدكتور يونج أن النتائج التي خرجت من مثل هذه الدراسات يمكن أن تُعلم أيضًا روبوتات الطيران المستوحاة من الحيوي.
وقال الدكتور بروير: “النهج الكامل الذي اتبعه المؤلفون يسلط الضوء على الفوائد غير المتوقعة التي يمكننا العثور عليها من هذا النوع من الأبحاث العلمية الأساسية لتحسين فهمنا للبيئة وملهم تصميمات هندسية جديدة”.