Ki a feltaláló?
12. fejezet
Ki a feltaláló?
1. Mit mondott az egyik biológus a feltalálókról?
„GYANÍTOM — mondta az egyik biológus —, hogy nem olyan feltalálók vagyunk, amilyennek tartjuk magunkat; mi csupán utánzók vagyunk.”1 A feltalálók sok esetben csak leutánozták azt, ami a növény- és állatvilágban már évezredek óta megvolt. Az élőlények működésének lemásolása annyira mindennapossá vált, hogy saját elnevezést kapott: bionika.
2. Másik tudós milyen összehasonlítást tett az emberi technológia és természet között?
2 Másik tudós azt mondta, hogy gyakorlatilag minden alapvető alkalmazott emberi technológiát „ismertek és használtak már az élőlények . . . még mielőtt azokat az emberi elme megérthette és felhasználhatta volna”. Érdekes módon még hozzátette: „Az emberi technológia még sok területen messze a természet után kullog.”2
3. Mely kérdésekre kell gondolnunk a bionika területéről vett példák megvizsgálása során?
3 Az élőlények bonyolult tulajdonságainak ismeretében — amelyeket a feltalálók megpróbálnak leutánozni — ésszerű-e azt gondolni, hogy azok csupán véletlenül jöttek létre, méghozzá nem is csak egyetlen alkalommal, hanem többször, egymással rokonságban nem álló teremtmények esetében? Vajon nem azt tanítja a tapasztalat, hogy komplikált alkotáshoz kiváló alkotóra van szükség? Elképzelhető az, hogy a véletlen olyan dolgot hozzon létre, amit később csak tehetséges emberek tudnak leutánozni? Ezek a kérdések legyenek előtted a következő példák során:
4. a) Hogyan hűtik fészküket a termeszek? b) Mire képtelenek választ adni a tudósok?
4 LÉGKONDICIONÁLÁS. A modern technika sok otthonban lehetővé teszi a légszabályozást. Sokkal korábban azonban a termeszek már alkalmazták és még ma is alkalmazzák a légszabályozást. Fészkük a termeszvár közepében van. Innen a meleg levegő a felszín közelében lévő járatok rendszerébe jut. Az elhasznált levegő a lukacsos falon át a szabadba kerül és friss, hideg levegő jut kintről befelé a vár alapján elhelyezkedő légkamrába. Innen továbbáramlik a fészek felé. Néhány termeszvár tövében légnyílások vannak, igen nagy meleg esetén ezeken át a talajvíz nedvességével hűtik a levegőt. Mi irányítja a milliónyi vak munkás tevékenységét a rendkívül célszerű építmény létrehozása során? A biológus Lewis Thomas válasza: „A tény az, hogy az ebben megnyilvánuló egyfajta kollektív értelem rejtély.”3
5—8. Mit tanultak a repülőgépszárny tervezők a madarak szárnyának tanulmányozása során?
5 REPÜLŐK. A repülőgép szárnyainak megtervezésénél hasznos szolgálatot tett a madarak szárnyainak éveken át tartó tanulmányozása. A madárszárnyak ívelése biztosítja a nehézségi erő legyőzéséhez szükséges felhajtóerőt. Ha azonban a szárnyak túlságosan felfelé irányulnak, fennáll a lelassulás veszélye. A megállást elkerülendő, a madár szárnyszegélyén egy sor toll van. Ezek a féklap szerepét töltik be, és felegyenesednek, ha a szárny dőlésszöge fokozódik (1, 2). Ezek a „lapocskák” megakadályozzák, hogy a fő légáram elváljon a szárnyfelülettől, így gondoskodnak arról, hogy megmaradjon a felhajtóerő.
6 A madárszárny felépítésének további jellegzetessége a fattyúszárny (3). E kis, hüvelykujjszerűen kifeszíthető tollköteg segítségével ellenőrzés alatt tarthatók a légörvények és megakadályozható a sebességvesztés.
7 A madár- és a repülőgépszárny végén örvényképződés alakul ki, ami fékező erőként hat. A madarak ezt kétféle módon képesek lecsökkenteni. Némely szárnytípus, például a sarlófecskéké vagy az albatroszoké hosszú és keskeny, vékony hegyben végződik. Ez túlnyomórészt megszűnteti az örvényképződést. Másoknak, például a nagy ragadozó madaraknak és a keselyűknek széles szárnyuk van, ami nagyfokú örvényképződést eredményezne. Ez azonban megakadályozható a szárny végén levő evezőtollak ujjszerű szétterpesztésével. Így több, keskeny csúcsban végződik a szárny, ami lecsökkenti az örvényképződést és a surlódást (4).
8 A repülőgéptervezők sokat átvettek ezekből a jellegzetességekből. A szárnyfelület dőlése biztosítja a felhajtóerőt. Különböző lapok és kiszögelések szolgálnak a légörvények kiküszöbölésére vagy fékberendezésként. Egyes kisebb repülőtípusokon a szárnyfelületre merőleges lapos lemezek csökkentik a légellenállást. Ennek ellenére a repülők szárnyai messze elmaradnak a technikailag csodálatosan megszerkesztett madárszárnyak mögött.
9. Mely növény- és állatfajták használtak már az embereket megelőzően fagyásgátlót, és milyen hatásfokkal?
9 FAGYÁSGÁTLÁS. Az emberek glikolt használnak az autókban fagyásgátlóként. Bizonyos mikroszkópikus növények a kémiailag hasonló glicerinnel érik el a fagyvédelmet Antarktisz belső tavaiban. Találtak olyan rovarokat, amelyek mínusz 20 °C hőmérsékleten is életképesek maradtak. Vannak halak, amelyek maguk termelnek fagyásgátlót, amely nélkül képtelenek lennének életben maradni Antarktisz jéghideg vizében. Bizonyos fák mínusz 40 °C hideget is kibírnak, mivel „por és szennyeződésmentes vizükben nem alakul ki jégkristály”.4
10. Hogyan használnak bizonyos vizi rovarok víz alatti légzőkészüléket?
10 VÍZ ALATTI LÉGZÉS. Sűrített levegővel telt tartállyal a hátukon az emberek akár egy órán át is képesek a víz alatt maradni. Néhány vizibogár egyszerűbb módszerrel sokkal tovább képes lentmaradni. Felfognak egy levegőbuborékot és alámerülnek. A buborék tüdőként szolgál. Átveszi a rovartól a szén-dioxidot, ami tovább diffundál a vízbe, a vízből pedig oldott oxigént vesz fel, amit a bogár felhasznál.
11. Milyen elterjedt a természetben a biológiai óra, milyen példákat ismerünk?
11 IDŐMÉRŐK. Régebben, mintsem az ember napórát használt volna, az élőlények már pontos időérzékkel rendelkeztek. Apály idején kovamoszatoknak nevezett apró növénykék jelennek meg a strand nedves homokjának felszínén. Dagály idején ismét visszabújnak a homokba. A laboratórium homokjában, ahol elmarad az apály és a dagály játéka, belső órájuk készteti őket, hogy az árapály ritmusának megfelelően fel és alá vándoroljanak a homokban. Az intőrákok színe apály idején sötétebb lesz és előjönnek, dagály idején elhalványodnak és visszatérnek búvóhelyeikre. Az óceántól távoli laboratóriumban továbbra is ragaszkodnak az árapály tempójához, mivel a dagály és apály jelentkezésének megfelelően elhalványulnak illetve megsötétednek. A madarak a nap és a csillagok állása szerint tájékozódnak, ezek azonban az idő múlása szerint változtatják helyzetüket. Ezért belső órára van szükségük e változás kiegyenlítéséhez (Jeremiás 8:7). A mikroszkópikus kicsinységű növényektől az emberig milliónyi belső óra tiktakol az élővilágban.
12. Mikor használtak az emberek először iránytűt, de milyen korábbi alkalmazása ismeretes?
12 IRÁNYTŰK. Körülbelül az i. sz. XIII. században alkalmazták az első primitív iránytűt — egy edény víz tetején úszó mágneses tűt. Ez azonban egyáltalán nem volt új találmány. Láncba rendezett, megfelelő nagyságú magnetitrészecskéket tartalmazó egyfajta baktériumok már rendelkeztek ilyen iránytűvel. Ennek segítségével keresték meg a számukra megfelelő környezetet. Magnetitet sok más élőlényben is találtak, többek között madarakban, méhekben, lepkékben, puhatestűekben. A kísérletek arra mutatnak, hogy a postagalambok is a földmágnesesség alapján tájékozódnak hazatérésüknél. Ma általában elfogadják azt a véleményt, hogy a vándormadarak egyebek között a fejükben levő irnytű segítségével találják meg útvonalukat.
13. a) Hogyan él meg a mangróve a sós vízben? b) Mely állatok ihatnak tengervizet és miért?
13 SÓTALANÍTÁS. A tengervíz sótalanítása céljából az emberek hatalmas berendezéseket építettek. A mangróve gyökerei tengervizet szívnak fel, azonban egy sót visszatartó membránon át megszűrik a vizet. A mangróvefajhoz tartozó Avicennia leveleinek alsó felszínén olyan mirigyek vannak, amelyek kiválasztják a felesleges sót. Tengeri madarak, például sirályok, pelikánok, kormoránok, albatroszok és viharmadarak tengervizet isznak és a fejükben levő mirigy segítségével választják ki a vérükbe jutott felesleges sómennyiséget. A pingvinek és a tengeri teknősök valamint a tengeri leguánok ugyancsak tengervizet isznak, s eltávolítják szervezetükből a felesleges sót.
14. Mely élőlények állítanak elő elektromosságot?
14 ELEKTROMOSSÁG. Körülbelül ötszázféle elektromos hal rendelkezik áramforrással. Az Afrikában honos elektromos harcsa 350 volt feszültséget képes előállítani. Az Atlanti-óceán északi részén élő közönséges zsibbasztó rája 60 voltos és 50 amperes áramütésre képes. A dél-amerikai elektromos angolna esetében 886 volt feszültségű áramütéseket mértek. „A halak tizenegy különböző családjában fordulnak elő elektromos szervvel rendelkező fajok” — mondta egy kémikus.5
15. Milyen mezőgazdálkodást folytatnak egyes élőlények?
15 MEZŐGAZDASÁG. A földművelés és az állattenyésztés emberemlékezet óta ismeretes. A levélvágó hangyák azonban sokkal régebben foglalkoznak kertészkedéssel. Táplálékul szolgáló gombát termelnek péppé rágott levéldarabkák és nyáluk keverékéből álló komposzt segítségével. Bizonyos hangyák levéltetveket tenyésztenek, kifejik édes mézharmatjukat. Még istállókat is készítenek védelmükre. Az aratóhangyák magvakat gyűjtenek föld alatti raktáraikba (Példabeszédek 6:6–8). Egy bogárfaj megmetszi a mimózafát. A pocoknyúl és a mormota szénát vág, szárít és tárol.
16. a) Hogyan keltik a tengeri teknősök, néhány madárfaj és az aligátor a tojásaikat? b) Miért figyelemre méltó a homoki lábastyúk munkája, s hogyan csinálja azt?
16 KELTETŐGÉPEK. Meglehetősen elkésve állítottak elő az emberek keltetőgépeket. Tengeri teknősök és néhány madárfaj a meleg homokban, más madárfajok pedig a meleg vulkáni hamuban keltetik ki tojásaikat. Az aligátorok néha meleget termelő, elpusztult, bomlásnak indult lombbal takarják be tojásaikat. A szakterület mestere azonban a homoki lábastyúk. Mély üreget ás, azt telerakja növényi anyagokkal, majd betakarja homokkal. Az erjedő növényzet felmelegíti a fészket, a tojó ebbe rakja tojásait, hetente egyet, hat hónapon át, mialatt a hím ismételten a költőhalomba dugva csőrét ellenőrzi a fészek hőmérsékletét. A „keltetőgép” hőmérsékletét pótlólagosan rárétegezett vagy eltávolított homokkal állandóan 33 °C körüli hőmérsékleten tartják dermesztő hidegben és rekkenő hőségben egyaránt.
17. Milyen sugármeghajtása van a polipnak és a tintahalnak, s milyen élőlények használnak még sugárhajtást?
17 SUGÁRHAJTÁS. A ma repülőn közlekedők többnyire sugárhajtású géppel közlekednek. Sok élőlény szintén sugárhajtással mozog — évezredek óta. Kiváló példa erre a polip és a tintahal. Teleszívott különleges kamrájukból erőteljes izomzatuk segítségével kilövelik a vizet, így hajtják magukat előre. Sugárhajtást használnak továbbá a nautiluszok, a fésüskagylók, a medúzák, a szitakötő lárvák, sőt egyes tengeri planktonfajták is.
18. Milyen világító növények és állatok vannak, és miért hatékonyabb a világításuk az ember által használt fényforrásnál?
18 VILÁGÍTÁS. Edisonnak tulajdonítják az izzólámpa feltalálását. Ez azonban nem túlságosan gazdaságos, mert az energia nagy része hő formájában elvész. A világító bogarak gazdaságosabban kapcsolgatják lámpásaikat. Energiaveszteség nélküli hideg fényt állítanak elő. Sok szivacs, gomba, baktérium és féreg igen erős fénnyel világít. Egyiküket a fején levő két piros és a törzs mindkét oldalán ablakszerűen végighaladó tizenegy fehér vagy halványzöld lámpácska alapján az angol szakirodalom találóan „vonatbogárnak” nevezte el. Sokféle világító halfajta van, ilyen például az ördöghal, az ezüstös bárdhal, a viperahal-félék és a világító hering, hogy csak néhányat említsünk közülük. Az óceán hullámtöréseiben mikroorganizmusok milliói sziporkáznak és világítanak.
19. Készítettek-e az embereket megelőzve papírt, és hogyan szigeteli otthonát a „papírkészítők” egyik faja?
19 PAPÍR. Évezredekkel ezelőtt az egyiptomiak már előállították. Mégis megelőzték őket a darazsak és a lódarazsak. Ezek a szárnyas munkások péppé rágják az elmállott fát és így szürkés színű papírt állítanak elő, ebből készítik fészküket. A lódarazsak gyakran faágra függesztik nagy, kerek fészküket. A külső fal többrétegű, a rétegek közt táskaszerű légkamrák vannak. Ez olyan hatékonyan véd a hideg és a meleg ellen, mint egy 40 cm vastag téglafal.
20. Hogyan mozog az egyik baktériumfaj, s milyen következtetésre jutottak ennek alapján a tudósok?
20 FORGÓMOTOROK. Mikroszkópikus kicsinységű baktériumok az embereket évezredekkel megelőzve használnak forgómotorokat. Az egyik baktériumfaj szőrszerű nyúlványa kemény, dugóhúzószerű spirált alkot, amely hajócsavarhoz hasonló körforgással biztosítja előrehaladását. S mi több, még visszafelé is tudja forgatni kis motorját. Nem tudjuk pontosan, hogyan képes erre. Az egyik tudós azt állítja, hogy a testnagyságukhoz viszonyítva ötven kilométres óránkénti sebességnek megfelelő gyorsasággal haladnak, valamint, hogy a „valóságban a természet találta fel a forgómeghajtást”.6 Másik kutató így következtetett: „Beigazolódott a biológia egyik legfantasztikusabb feltételezése: ténylegesen a természet találta fel a forgómotort, kuplunggal, forgótengellyel, csapágyakkal és forgó erőátvitellel együtt.”7
21. Hogyan használnak hangradart egymástól teljesen különböző fajhoz tartozó élőlények?
21 HANGRADAR. A denevérek és a delfinek hangradar készüléke felülmúlja az emberi utánzatokat. Olyan elsötétített szobában, amelyben keresztül-kasul vékony drótok vannak kifeszítve, nyugodtan repkednek a denevérek anélkül, hogy nekiütköznének ezeknek a drótoknak. A denevér által kibocsátott ultrahangok a tárgyakról visszaverődnek és a denevér a visszhang alapján képes kikerülni az akadályokat. A delfinek és a bálnák ugyanígy tájékozódnak a víz alatt. A dél-amerikai szuszók is éles csettegő hangjának visszhangját használja fel tájékozódásul, amikor sötét barlangban levő alvóhelyét elhagyja, vagy oda visszatér.
22. Hogyan használják fel egymással rokonságban nem álló élőlények a tengeralattjárókban is használatos mélységszabályzás elvét?
22 TENGERALATTJÁRÓK. Sok tengeralattjáró működött már mielőtt az ember felfedezte volna. A mikroszkópikus méretű sugárállatka a protoplazmájának olajcseppjeivel szabályozza súlyát és emelkedik fel vagy sűllyed le a tengervízben. A halak úszóhólyagjuk levegőtartalmának változtatásával módosítják a felhajtóerő nagyságát. A nautilusz házában kamrácskák vagy úszótartályok vannak. A levegő és a víz arányának megváltoztatásával szabályozza merülési mélységét. A tintahal un. szépiacsontja (belső elmeszesedett váza) sok apró üreget tartalmaz. Ez a polipszerű lény úgy szabályozza a felhajtóerő nagyságát, hogy a vázból kiszívja a vizet és az üregeket gázzal tölti meg. Ezek az üregek játsszák tehát a tengeralattjárók légtartályainak szerepét.
23. Milyen állatoknak van hőérzékelő szerve és milyen pontosak azok?
23 HŐMÉRŐK. A XVII. századtól kezdték meg a hőmérők előállítását; ezek elég primitíveknek bizonyultak a természetben találhatókhoz viszonyítva. A gyötrő szúnyog érzékelői 1/150 °C hőmérsékletkülönbséget képesek felismerni. A csörgőkígyó fejének oldalán kis mélyedésben helyet foglaló érzéksejtek 1/300 °C hőmérkségletkülönbséget is észlelnek. Az óriáskígyó 25 ezredmásodperc alatt reagál egy fok töredékrészét elérő hőmérsékletváltozásra. A homoki lábastyúk csőre fél Celsius fok hőmérsékletváltozást képes észrevenni.
24. Milyen bibliai tanácsra emlékeztetnek a felsorolt példák?
24 Ha megfigyeljük, mi mindent átvett az ember az állattól, eszünkbe jut a bibliai tanács: „Kérdezd csak a barmot az is megtanít rá, és az ég madarai hirdetik majd neked. Tanítód lesz, mi a földön csúszik-mászik, a tenger halai elbeszélik neked” (Jób 12:7, 8, Katolikus fordítás).
[Tanulmányozási kérdések]
[Oldalidézet a 152. oldalon]
Az élőlények működésének leutánzása annyira mindennapossá vált, hogy saját elnevezést kapott
[Ábra a 153. oldalon]
(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)
Párolgatással hűtött fészek
Elhasznált levegő
Külső levegő
Talajvíz
[Ábra a 154. oldalon]
(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)
1 2 3 4
1 2 3
[Kép a 155. oldalon]
Levegőbuborék
[Kép a 159. oldalon]
A nautilusz házának keresztmetszete a kamrácskákkal
