מה הטבע מלמד?‏

‏”‏שאל נא בהמות ותורֶךָ,‏ ועוף השמיים ויַגֶד לךְ;‏ או שיח לארץ ותורֶךָ;‏ ויספרו לך דגי הים”‏ ‏(‏איוב י״ב:‏7,‏ 8‏)‏.‏

בשנים האחרונות המדענים והמהנדסים לומדים פשוטו כמשמעו מצמחים ומבעלי חיים.‏ הם בוחנים ומחקים את המערכות הקיימות בעולם החי והצומח — תחום המוכר כביומימטיקה — בניסיון ליצור מוצרים חדשים ולשפר את ביצועיהם של מוצרים קיימים.‏ כשתבחן את הדוגמאות הבאות,‏ שאל את עצמך,‏ ’‏למי באמת מגיע הקרדיט על מערכות אלו?‏’‏

מה אפשר ללמוד מסנפירי הלווייתן

מה יכולים מהנדסי מטוסים ללמוד מהלווייתן גדול הסנפיר?‏ המון.‏ לווייתן בוגר שוקל כ־30 טון — כמשקל משאית עמוסה — וגופו המוצק והמגושם יחסית מצויד בסנפירים גדולים דמויי כנף.‏ בעל חיים זה שאורכו 12 מטר נע בקלילות מפליאה מתחת למים.‏ למשל,‏ כאשר הוא תר אחר מזון,‏ שוחה הלווייתן בתנועה לוליינית כלפי מעלה מתחת ל”‏ארוחה”‏ של סרטנים או דגים,‏ ותוך כדי כך משחרר זרם בועות.‏ רשת בועות זו — שקוטרה הוא בסך הכול כ־5.‏1 מטרים — סוגרת על הטרף וכולאת אותו על פני השטח.‏ ואז בולע הלווייתן באחת את ארוחתו המסודרת בקפידה.‏

החוקרים רצו במיוחד לדעת כיצד חיה זו בעלת מבנה מוצק ומגושם,‏ חגה במעגל שקוטרו כה קטן.‏ הם גילו שהסוד טמון בצורתם של סנפירי הלווייתן.‏ השפה הקדמית של סנפיריו אינה חלקה כמו כנף מטוס,‏ אלא משוננת ובנויה משורה של גבשושיות.‏

כאשר הלווייתן מפלח בזריזות את המים,‏ גבשושיות אלו מגבירות את כוח העילוי ומפחיתות את כוח ההתנגדות.‏ כיצד?‏ כתב העת Natural History מסביר שהגבשושיות מאיצות את זרימת המים מעל הסנפירים בתנועות סיבוביות,‏ גם אם הלווייתן עולה בזוויות מאוד תלולות.‏ אם שפתו הקדמית של הסנפיר הייתה חלקה,‏ הלווייתן לא היה מסוגל להתרומם בסיבובים כל כך קטנים מכיוון שהמים היו מתערבלים מאחורי הסנפיר ולא היו יוצרים כוח עילוי.‏

אילו יישומים מעשיים ניתן להפיק מתגלית זאת?‏ כנפי מטוסים המתוכננות על־פי צורת סנפירי הלווייתן זקוקות לפחות מדפים או לפחות התקנים מכניים אחרים לשינוי זרם האוויר.‏ כנפיים כאלו בטוחות יותר וקלות יותר לתחזוקה.‏ ג׳ון לונג,‏ מומחה לביומכניקה,‏ מאמין שלא ירחק היום שבו ”‏נראה שכל מטוס סילון מצויד בגבשושיות כמו של לווייתן גדול סנפיר”‏.‏

חיקוי כנפי השחף

כמובן,‏ כנפי מטוסים הן כבר חיקוי של כנפי הציפורים.‏ אולם מהנדסים הביאו לאחרונה חיקוי זה לשיאים חדשים.‏ ”‏חוקרים באוניברסיטת פלורידה”‏,‏ מדווח כתב העת ניו סיינטיסט,‏ ”‏בנו אב טיפוס של מטוס זעיר ללא טייס (‏מזל”‏ט)‏ המופעל בשלט רחוק ומסוגל לדאות,‏ לצלול ולנסוק במהירות כמו שחף”‏.‏

השחפים מבצעים את התמרונים האווירובטיים הבלתי רגילים שלהם על־ידי כיפוף הכנפיים במפרקיהן.‏ בעזרת חיקוי המבנה הגמיש של כנף השחף,‏ ”‏האב טיפוס של המזל”‏ט שגודלו 24 אינץ’‏ מצויד במנוע קטן השולט על סדרת מוטות מתכת המזיזים את הכנפיים”‏,‏ נאמר בכתב העת.‏ עיצוב מתוחכם זה של הכנפיים מאפשר למטוס הזעיר לדאות ולצלול בין בניינים גבוהים.‏ חיל האוויר של ארה״ב שואף לפתח מטוס בעל יכולת תמרון גבוהה כזו לאיתור נשק כימי או ביולוגי בערים גדולות.‏

חיקוי כף רגלה של השממית

ניתן ללמוד רבות גם מחיות היבשה.‏ למשל,‏ הלטאה הקטנה המוכרת כשממית,‏ מסוגלת לטפס על קירות ולהיאחז בתקרות במהופך.‏ גם בתקופת המקרא הייתה השממית ידועה ביכולת מדהימה זו (‏משלי ל׳:‏28‏)‏.‏ מהו סוד יכולתה של השממית לקרוא תיגר על כוח הכבידה?‏

כישורי ההיצמדות של השממית,‏ אפילו למשטחי זכוכית חלקים,‏ הינם בזכות זיפים זעירים המרפדים את כפות רגליה.‏ רגליה אינן מפרישות דבק,‏ אלא נעזרות בכוחות בין־מולקולריים זעירים.‏ המולקולות בשני המשטחים נדבקות זו לזו בשל כוחות משיכה חלשים מאוד המוכרים ככוחות וַן־דֶר־וַלְס.‏ בדרך כלל,‏ כוח הכבידה גובר בנקל על כוחות אלה,‏ וזו הסיבה שאינך יכול לטפס על קיר על־ידי הנחת ידיך עליו.‏ אולם הזיפים הזעירים של השממית מגדילים את שטח הפנים הבא במגע עם הקיר.‏ כאשר מכפילים את כוחות ון־דר־ולס באלפי הזיפים שברגליה נוצר מספיק כוח משיכה כדי להחזיק את משקלה הזעיר של השממית.‏

אילו שימושים עשויים לצמוח מתגלית זו?‏ חומרים סינתטיים המחקים את רגלי השממית יכולים לשמש כחלופה לוֶלְקְרוֹ (‏סקוץ’‏)‏ — רעיון נוסף שהועתק מהטבע.‏ a בשבועון האקונומיסט מצוטט אחד החוקרים כמי שאמר שחומר העשוי מ”‏סרט שממית”‏ יועיל במיוחד ”‏ביישומים רפואיים כאשר לא ניתן להשתמש בדבקים כימיים”‏.‏

למי מגיע הקרדיט?‏

בינתיים,‏ מפתחת סוכנות החלל האמריקאית רובוט מרובה רגליים שהולך כמו עקרב,‏ ומהנדסים בפינלנד כבר פיתחו טרקטור בעל שש רגליים המסוגל לטפס מעל מכשולים בדומה לחרק ענק.‏ חוקרים נוספים עיצבו אריג ועליו קשקשים קטנים המחקים את הדרך שבה איצטרובלים נפתחים ונסגרים.‏ יצרנית מכוניות מפתחת רכב המחקה את מקדם החיכוך הנמוך והמופלא של הקופסינוּן (‏סוג דג)‏.‏ ומדענים אחרים חוקרים את יכולת בלימת הזעזועים של חלזונות אוזן הים במטרה ליצור שריון קל וחזק יותר.‏

הטבע מספק רעיונות טובים למכביר,‏ עד כדי כך שהחוקרים הקימו מאגר נתונים ובו מקוטלגות אלפי מערכות ביולוגיות שונות.‏ המדענים יכולים לסרוק מאגר נתונים זה ולמצוא ”‏פתרונות טבעיים לבעיות שונות”‏,‏ נאמר בשבועון האקונומיסט.‏ מערכות הטבע הקיימות במאגר מוגדרות כ”‏פטנטים ביולוגיים”‏.‏ בדרך כלל בעל פטנט הוא אדם או חברה הרושמים באופן חוקי רעיון או מוצר חדש.‏ האקונומיסט מתייחס למאגר הנתונים של הפטנטים הביולוגיים ואומר:‏ ”‏החוקרים מכנים את הטריקים הביומימטיים בכינוי ’‏פטנטים ביולוגיים’‏ ובכך פשוט מדגישים שהטבע הוא למעשה בעל הפטנט”‏.‏

כיצד הגה הטבע את כל הרעיונות המבריקים האלה?‏ חוקרים רבים יזקפו את המבנים המחוכמים שבטבע למיליוני שנים של ניסוי וטעייה אבולוציוניים.‏ חוקרים אחרים,‏ לעומת זאת,‏ מגיעים למסקנה אחרת.‏ המיקרוביולוג מייקל בהי כתב בעיתון ניו־יורק טיימס ב־2005:‏ ”‏התכנון הבולט [‏בטבע]‏ מהווה טיעון פשוט ומשכנע:‏ אם זה נראה כמו ברווז,‏ הולך כמו ברווז,‏ נשמע כמו ברווז אז כנראה שזה ברווז”‏.‏ ומסקנתו?‏ ”‏אין להעלים עין מהתכנון פשוט מכיוון שהוא כה ברור”‏.‏

אין ספק שמהנדס המתכנן כנף מטוס בטוחה ויעילה יותר ראוי לקרדיט על התכנון.‏ כמו כן,‏ לממציא של תחבושת שימושית יותר — או אריג נוח יותר או רכב ממונע יעיל יותר — מגיעה הכרה על ההמצאה.‏ אך יצרן המחקה תוכנית של מישהו אחר ואינו מודה בכך או אינו זוקף זאת לזכות המתכנן,‏ נחשב לפושע.‏

אם כן,‏ האם נראה לך הגיוני שחוקרים בעלי הכשרה גבוהה המחקים בצורה גולמנית מערכות בטבע כדי לפתור בעיות הנדסה קשות,‏ יזקפו את הגאוניות שמאחורי הרעיון המקורי לאבולוציה לא־תבונית?‏ אם ההעתק מצריך מתכנן תבוני,‏ מה בנוגע למקור?‏ לאמיתו של דבר,‏ למי מגיע יותר קרדיט,‏ לאמן המומחה או לסטודנט המחקה את הטכניקה שלו?‏

מסקנה הגיונית

אנשים רציונליים רבים שקלו את הראיות לתכנון בטבע,‏ והם תמימי דעים עם מחבר התהלים אשר כתב:‏ ”‏מה רבו מעשיך,‏ יהוה!‏ כולם בחוכמה עשית.‏ מָלאה הארץ קניינך”‏ (‏תהלים ק״ד:‏24‏)‏.‏ פאולוס,‏ אחד מכותבי המקרא,‏ הגיע למסקנה דומה.‏ הוא כתב:‏ ”‏הלוא עצמותו הנעלמת [‏של אלוהים]‏,‏ היא כוחו הנצחי ואלוהותו,‏ נראית בבירור מאז בריאת העולם בהיותה נתפסת בשכל באמצעות הדברים שנבראו”‏ (‏רומים א׳:‏19,‏ 20‏)‏.‏

מכל מקום,‏ לא מעט אנשים כנים המכבדים את המקרא ומאמינים באלוהים,‏ טוענים כי אלוהים ברא בתהליכים אבולוציוניים את פלאי הטבע.‏ אך מה המקרא מלמד?‏

‏[‏הערת שוליים]‏

‏[‏קטע מוגדל בעמוד 5]‏

כיצד הגה הטבע כל כך הרבה רעיונות מבריקים?‏

‏[‏קטע מוגדל בעמוד 6]‏

מי בעל הפטנטים של הטבע?‏

‏[‏תיבה/‏תמונות בעמוד 7]‏

אם ההעתק מצריך מתכנן תבוני,‏ מה בנוגע למקור?‏

מטוס זה בעל יכולת תמרון גבוהה מחקה את כנף השחף

רגליה של השממית אינן מתלכלכות,‏ אינן משאירות עקבות,‏ נצמדות לכל משטח מלבד טפלון ומתחברות ומתנתקות בקלות.‏ החוקרים מנסים לחקותן

מקדם החיכוך הנמוך והמופלא של הקופסינוּן שימש השראה לרכב ממונע

‏[‏שלמי תודה]‏

מטוס:‏ Kristen Bartlett/University of Florida; רגל של שממית:‏ Breck P. Kent; קופסינון ומכונית:‏ Mercedes-Benz USA

‏[‏תיבה/‏תמונות בעמוד 8]‏

נווטים בעלי חוכמה אינסטינקטיבית

ביצורים רבים ניכרת חוכמה אינסטינקטיבית בדרך שבה הם מוצאים את דרכם על פני כדור־הארץ.‏ בחן שתי דוגמאות.‏

◼ בקרת התנועה של הנמלים כיצד נמלים התרות אחר מזונן מוצאות את דרכן חזרה לקן?‏ חוקרים בבריטניה גילו שבנוסף להשארת עקבות ריח,‏ נמלים מסוימות נעזרות בעקרונות גיאומטריים כדי ליצור נתיבים המקלים על מציאת הדרך הביתה.‏ למשל,‏ נמלים ממין מורית פרעה ”‏יוצרות שבילים היוצאים מן הקן ובהמשך מסתעפים בזווית של 50 עד 60 מעלות”‏,‏ מדווח כתב העת ניו סיינטיסט‏.‏ מה מיוחד בכך?‏ כאשר נמלה שבה אל הקן ומגיעה להסתעפות בשביל,‏ היא באופן אינסטינקטיבי בוחרת בנתיב שזווית הסטייה שלו היא הקטנה ביותר וכך מגיעה הביתה.‏ ”‏הגיאומטריה של השבילים המסתעפים”‏,‏ מציין המאמר,‏ ”‏תורמת לזרימה יעילה יותר של הנמלים דרך רשת הנתיבים,‏ במיוחד כאשר תנועת הנמלים היא בשני הכיוונים,‏ וחוסכת את האנרגיה שכל נמלה הייתה מבזבזת אילו הלכה בכיוון הלא־נכון”‏.‏

◼ מצפני הציפורים ציפורים רבות מנווטות בדיוק רב על פני מרחבים עצומים ובכל מזג אוויר.‏ כיצד?‏ החוקרים גילו שציפורים יכולות לקלוט את השדה המגנטי של כדור־הארץ.‏ ואולם,‏ ”‏קווי השדה המגנטי של כדור־הארץ משתנים ממקום למקום ולא תמיד מצביעים על הצפון האמיתי”‏,‏ מציין כתב העת סיינס‏.‏ מה מונע מהציפורים הנודדות מלסטות ממסלולן?‏ הציפורים ככל הנראה מכיילות מדי ערב את המצפן הפנימי שלהן לפי השמש השוקעת.‏ מאחר שמיקום השקיעה משתנה על־פי קווי הרוחב והעונות,‏ החוקרים סבורים שציפורים אלה מסוגלות לפצות על השינויים באמצעות ”‏שעון ביולוגי המורה להן את עונת השנה”‏,‏ מדווח סיינס.‏

מי לימד את הנמלים גיאומטריה?‏ מי צייד את הציפורים במצפן,‏ בשעון ביולוגי ובמוח המסוגל לפענח את המידע שכלים אלה מספקים?‏ אבולוציה לא־תבונית?‏ או בורא תבוני?‏

‏[‏שלמי תודה]‏

2004 E.J.H. Robinson ©