ביומימיקרי

משמעות המונח ביומימיקרי היא חיקוי החיים (Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate). ביומימיקרי היא דיסיפלינה רב-תחומית המקדמת חיקוי ולמידה מהטבע לפתרון בעיות בדרכים מקיימות.

האם הדיונון יאפשר לפתח את מערכת ההסוואה המושלמת?

מאת: נדב זיו

פרויקט שאפתני הכולל קבוצות מחקר המתמחות בננו-אופטיקה, הנדסת חומרים וביולוגים ימיים, מנסים לפתח חומרים היכולים לזהות, להשתנות ולהגיב לסביבתם במהירות עצומה. מקור ההשראה לפיתוח זה הוא הדיונון הנחשב כאשף ההסוואה.
דמיינו חייזר שמסוגל לרחף במקום, בעל שמונה זרועות היוצאות מראשו ושלושה לבבות המפמפמים את דמו הכחול...

החייזר הזה חי על כדור הארץ והוא נקרא- דיונון (cuttlefish). הדיונונים אינם דגים אלא שייכים לקבוצת הרכיכות קרובי משפחה של החילזון והתמנון. ללא קונכיה שתגן עליהם הם מהווים טרף קל- ארוחה עשירה בחלבונים בסביבה המאיימת של הים. ברגע שהם נתפסים אין להם מנגנוני הגנה ולכן הם פיתחו קו הגנה יוצא מהכלל וזו ההסוואה. אין חיה על כדור הארץ שמשתווה למהירות ואיכות ההסוואה שלהם- התאמה לסביבתם בחלקיק שנייה. הם יכולים לשנות צבעים, דפוסים ואף את צורת העור שלהם. הם יכולים להפנט את הטרף שלהם ואז להפוך לבלתי נראים.
כדי להתאים עצמם לסביבתם, לדיונונים עיניים גדולות והן מעבירות את המידע הויזואלי אל מוחם הענק ומשם יוצאות פקודות עצביות ישירות אל התאים בעורם. זוהי הדרך המהירה ביותר לשינויי צבע בשבריר שנייה.
ככל הנראה מוחם כה גדול בגלל הצורך ביכולת עיבוד מהירה של תנאי סביבה משתנה ופיקוד באמצעות רשת עצבים סבוכה מהמוח על למעלה מ 20 מיליון תאי פיגמנט בעור.

העור החכם הזה התפתח, ככל הנראה בתחילה, עבור הסוואה היות שהדיונונים חיים חשופים ללא קונכייה. בהמשך נוצרו לעור תפקודים נוספים עבור תקשורת עם דיונונים אחרים ואף דפוסי שינויי צבע מהירים אשר מהפנטים את הטרף שלהם (בעיקר סרטנים ודגים קטנים).
התמונה באדיבות Nhobgood Nick Hobgood
ד"ר רוג'ר הנלון (Roger Hanlon, Marine Biological Laboratory, Massachusetts) החוקר את הדיונונים כבר כשלושה עשורים הצליח לחשוף את מנגנון שינוי הצבע שלהם. לדבריו הסוד טמון במבנה עור בעל מספר שכבות. שלושת השכבות העליונות הם תאים בעלי פיגמנטים (צבענים). בשכבה הראשונה תאים בעלי פיגמנט צהוב, בשנייה פיגמנט אדום ובשלישית פיגמנט חום. תא פיגמנט אחד מכיל כדור צבע קטנטן והוא אחוז על-ידי שרירים דקים  בהיקפו. כאשר השרירים רפויים, הכדור קטן ובלתי נראה, אולם, כאשר השרירים האוחזים בו מתכווצים הכדור נמתח וגדל לצורה של דיסקית שטוחה וגדולה בצבע הפיגמנט שלה. מיליוני דיסקיות כאלו על פני העור מספקות את הצבע לעור הדיונון.
מתחת לשלושת השכבות העליונות  הללו קיימת שכבה מחזירת אור המורכבת מתאים בצבעי כחול, ירוק ורוד ואדום. השכבה העמוקה ביותר היא שכבה לבנה והיא הרקע המאפשר לכל הצבעים להיפרד או להתאחד.
בנוסף לצבעים ולצורות, עור הדיונון יכול גם לשנות טקסטורה על-ידי גידול גבשושיות בולטות המקנות לו מרקם של סלע מחוספס.

עובדה מפתיעה היא שבעוד שהעור של הדיונונים יכול ליצור את כל צבעי הקשת, הדיונונים בעצמם עיוורי צבעים (בעין שלהם קיים רק פיגמנט אחד, בבני אדם קיימים שלושה המאפשרים ראיית צבעים). יתרה מכך, הם מסווים עצמם גם בלילה בחשיכה מוחלטת, עובדה המצביעה אולי, על יכולת זיהוי הסביבה ללא שימוש בעיניים. ואכן, ד"ר הנלון ועמיתיו מצאו כי עורו של הדיונון מכיל חלבונים הנקראים אופסינים (opsins). מבנים אלו שייכים למשפחת חלבונים הרגישים לאור הקיימים בתאי הרישתית שבעיניים. חלבונים אלו מאפשרים כנראה לדיונון "לראות" בעזרת עורו ועל-ידי כך נגרמים שינויים מקומיים בעורו בהתאמה.

האם הדיונון יאפשר לפתח את מערכת ההסוואה המושלמת? ימים יגידו
למקור הידיעה