Pagkatuto Mula sa mga Disenyo sa Kalikasan

“Marami sa pinakamagagaling nating imbensiyon ay kinopya mula sa, o ginagamit na ng, ibang nabubuhay na bagay.”​—Phil Gates, Wild Technology.

GAYA ng nabanggit sa naunang artikulo, ang layunin ng siyensiya ng biomimetics ay gumawa ng mas masalimuot na mga materyales at mga makina sa pamamagitan ng paggaya sa kalikasan. Ginagawa ng kalikasan ang mga produkto nito nang walang nililikhang polusyon, at ang mga ito’y bumabagay at magaan, gayunma’y di-kapani-paniwalang matibay.

Halimbawa, onsa por onsa, ang buto ay mas matibay kaysa sa bakal. Ano ba ang sekreto nito? Ang bahagi ng kasagutan ay nasa hugis nito na mahusay ang pagkakagawa, subalit ang susing dahilan ay mas malalim pa​—nasa molekula nito. “Ang tagumpay ng nabubuhay na mga organismo ay nasa disenyo at pagkakabuo ng kanilang pinakamaliliit na bahagi,” paliwanag ni Gates. Dahil sa pagsuring mainam sa maliliit na bahaging ito, naibukod ng mga siyentipiko ang mga sangkap na nagbibigay sa likas na mga produkto mula sa buto hanggang sa seda ng kanilang kinaiinggitang tibay at gaan. Natuklasan nila na ang mga sangkap na ito ay may iba’t ibang anyo ng likas na mga elemento.

Ang Himala ng mga Elemento

Ang mga elemento ay mga solidong materyales na resulta ng pagsasama ng dalawa o higit pang sangkap upang bumuo ng isang bagong sangkap na nagtataglay ng mga katangian na nakahihigit sa orihinal na mga sangkap. Ito’y mailalarawan sa sintetikong elemento ng fiberglass, na karaniwang ginagamit sa mga balangkas ng bangka, bingwit, busog, palaso, at iba pang gamit sa isports. * Ang fiberglass ay ginagawa sa pamamagitan ng paglalagay ng pinong mga himaymay ng salamin sa isang likido o tulad-jelly na molde (matrix) ng plastik (tinatawag na polymer). Kapag tumigas, o namuo, ang polymer, ang kinalalabasan ay elemento na magaan, matibay, at nahuhubog. Kung iba-iba ang uri ng himaymay at molde, napakaraming produkto ang magagawa. Sabihin pa, ang gawang-tao na mga elemento ay mas mababang-uri pa rin kung ihahambing doon sa likas na masusumpungan sa mga tao, hayop, at mga halaman.

Sa mga tao at mga hayop, sa halip na mga himaymay ng salamin o carbon, isang mahimaymay na protina na tinatawag na collagen ang siyang bumubuo sa saligan ng mga elemento na nagbibigay ng lakas sa balat, bituka, kartilago, litid, buto, at ngipin (maliban sa enamel). * Inilalarawan ng  isang reperensiyang akda ang mga elementong gawa sa collagen na “kabilang sa pinakamodernong nakikilalang elemento na materyales sa pagtatayo.”

Halimbawa, isaalang-alang ang mga litid, na naghuhugpong ng mga kalamnan sa buto. Kahanga-hanga ang mga litid, hindi lamang dahil sa tibay ng mga himaymay nito na gawa sa collagen kundi rin naman dahil sa matalinong paraan ng pagkakalala sa mga himaymay nito. Sa kaniyang aklat na Biomimicry, si Janine Benyus ay sumulat na ang kinalas na litid “ay halos hindi kapani-paniwala sa maraming-antas na kaeksaktuhan nito. Ang litid sa iyong braso ay isang pinilipit na bungkos ng mga kable, tulad ng mga kableng ginagamit sa isang nakabiting tulay. Ang bawat isang kable sa ganang sarili ay isang pinilipit na bungkos ng mas maninipis na kable. Ang bawat maninipis na kableng ito sa ganang sarili ay isang pinilipit na bungkos ng mga molekula, na sabihin pa, ay mga pinilipit at hugis-tribuson na mga bungkos ng atomo. Paulit-ulit na isinisiwalat ang isang kagandahang pangmatematika.” Sabi niya, ito ang “katalinuhan sa inhinyeriya.” Nakapagtataka ba na ang mga siyentipiko ay bumabanggit na sila’y pinasigla ng mga disenyo sa kalikasan?​—Ihambing ang Job 40:15, 17.

Gaya ng nabanggit na, ang gawang-tao na mga elemento ay walang sinabi kung  ihahambing doon sa masusumpungan sa kalikasan. Gayunman, ang mga sintetiko ay kahanga-hangang mga produkto. Sa katunayan, ang mga ito’y nakalista na kabilang sa sampung pinakamahalagang tagumpay sa inhinyeriya sa nakalipas na 25 taon. Halimbawa, ang mga elemento na gawa sa graphite o mga himaymay ng carbon ay naging bagong pagsulong sa mga eroplano at mga piyesa ng kagamitang pangkalawakan, mga gamit sa isports, Formula One na mga kotseng pangkarera, yate, at magagaan na artipisyal na mga binti o braso​—upang banggitin lamang ang ilang bagay sa mabilis na dumaraming listahan.

Maraming-Gamit, Makahimalang Taba

Walang kabatiran dito ang mga balyena at mga lampasut, ngunit ang kanilang mga katawan ay nababalot ng isang himalang himaymay​—ang taba, isang anyo ng sebo. “Ang taba ng balyena ay marahil ang pinakamaraming-gamit na materyal na alam natin,” ang sabi ng aklat na Biomimetics: Design and Processing of Materials. Sa pagpapaliwanag kung bakit, sinabi pa nito na ang taba ay isang kamangha-manghang aparato sa paglutang at sa gayo’y tumutulong sa mga balyena na lumutang upang lumanghap ng hangin. Binibigyan nito ang mainit-dugo na mga mamal na ito ng mahusay na insulasyon laban sa lamig ng karagatan. At ito rin ang pinakamainam na reserbang pagkain sa panahon ng pandarayuhan na mahigit na libu-libong milya ang layo nang walang kinakain. Tunay, onsa por onsa, ang taba ay nagbibigay sa pagitan ng dalawa at tatlong ulit na dami ng enerhiya na gaya ng protina at asukal.

“Ang taba rin ay matalbog na materyal na tulad-goma,” ayon sa aklat na nabanggit sa itaas. “Ang aming pinakamainam na tantiya ngayon ay na ang pagpapabilis na dulot ng elastikong pag-urong ng taba na siniksik at binanat sa bawat hampas ng buntot ay makapagtitipid nang hanggang 20% sa halaga ng enerhiya sa pinalawig na mga yugto ng patuloy na paglangoy.”

Ang taba ay pinakikinabangan na sa loob ng mga dantaon, subalit kamakailan lamang nalaman ng publiko na halos kalahati sa dami ng taba ay binubuo ng isang masalimuot na salabid ng mga himaymay ng collagen na nakabalot sa bawat hayop. Bagaman sinisikap pa ng mga siyentipiko na unawain ang ginagawa ng elementong halo na ito ng taba, naniniwala sila na natuklasan na nila ang isa pang himalang produkto na magkakaroon ng maraming kapaki-pakinabang na gamit kung magagawa sa sintetikong paraan.

Isang Walong-Paa na Henyo ng Inhinyeriya

Nitong nakaraang mga taon ay masusing pinag-aaralan ng mga siyentipiko ang gagamba. Desidido silang maunawaan kung paano ito gumagawa ng seda ng gagamba, na isa ring elemento. Totoo, maraming insekto ang gumagawa ng seda, subalit natatangi ang seda ng gagamba. Isa sa pinakamatibay na materyales sa lupa, ito “ay kamangha-manghang materyal,” ang sabi ng isang manunulat sa siyensiya. Ang seda ng gagamba ay talagang napakahusay anupat isang talaan ng kahanga-hangang mga katangian nito ay waring hindi kapani-paniwala.

Bakit labis-labis ang papuri ng mga siyentipiko kapag inilalarawan ang seda ng gagamba? Bukod sa pagiging limang ulit na mas matibay kaysa sa bakal, ito rin ay lubhang elastiko​—isang pambihirang kombinasyon sa mga materyales. Ang seda ng gagamba ay nababanat nang karagdagang 30 porsiyento kaysa pinakaelastikong  nylon. Subalit, hindi ito tumatalbog na gaya ng isang trampoline anupat humahagis ang pagkain ng gagamba. “Sa sukatan ng tao,” sabi ng Science News, “ang isang sapot na kahawig ng isang lambat na pangisda ay makahuhuli ng isang pampasaherong eroplano.”

Kung makokopya natin ang kahusayang nasa kimika ng gagamba​—ang dalawang uri ay gumagawa pa nga ng pitong klase ng seda​—isip-isipin kung saan-saan magagamit ito! Sa lubhang pinagbuting mga sinturong pangkaligtasan gayundin sa mga pantahi sa hiwa o sugat, artipisyal na mga litid, magagaan at matitibay na lubid at kable, at mga telang hindi tinatablan ng bala, upang banggitin lamang ang ilang posibilidad. Sinisikap ding unawain ng mga siyentipiko kung paano napakahusay na gumagawa ng seda ang mga gagamba​—at na hindi gumagamit ng nakalalasong kimikal.

Mga Transmisyon at Makinang Jet ng Kalikasan

Ang mga transmisyon at makinang jet ang nagpapanatili sa daigdig sa ngayon sa pagpaparoo’t parito. Ngunit alam mo ba na dinaig din tayo ng kalikasan sa mga disenyong ito? Kuning halimbawa ang transmisyon. Dahil sa mga transmisyon ay nakapagpapalit ka ng kambiyo sa iyong sasakyan upang tumakbong mahusay ang makina. Gayundin ang ginagawa ng transmisyon sa kalikasan, ngunit hindi nito ikinokonekta ang makina sa mga gulong. Sa halip, ikinokonekta nito ang pakpak sa pakpak! At saan ito masusumpungan? Sa karaniwang langaw. Ang langaw ay may tatlong-tulin na kambiyo na nakakonekta sa mga pakpak nito, anupat nakakakambiyo ito habang nasa himpapawid!

Ang pusit, ang pugita, at ang nautilus ay pawang may  isang anyo ng jet propulsion na nagpapatakbo sa kanila sa tubig. Kinaiinggitan ng mga siyentipiko ang mga jet na ito. Bakit? Sapagkat ang mga ito ay binubuo ng malalambot na bahagi na hindi nasisira, na nakatatagal sa kalaliman, at nakatatakbo nang walang ingay at mahusay. Sa katunayan, ang isang pusit ay maaaring sumikad nang hanggang 32 kilometro sa isang oras kapag tumatakas sa mga maninila, “kung minsan ay lumulukso mula sa tubig at tungo sa kubyerta ng mga barko,” sabi ng aklat na Wild Technology.

Oo, ang paggugol ng ilan lamang sandali upang pag-isipan ang likas na daigdig ay maaaring lumipos sa atin ng paghanga at pagpapahalaga. Ang kalikasan ay tunay na isang nabubuhay na palaisipan na nag-uudyok ng sunud-sunod na tanong: Ano ang mga kamangha-manghang kimikal na nagsisindi ng maningning at walang-init na liwanag sa mga alitaptap at sa ilang alga o halaman sa tubig? Pagkatapos magyelo sa taglamig, paano muling nagiging aktibo ang iba’t ibang isda at palaka sa artiko kung sila’y malantad sa init? Paano nakatatagal sa ilalim ng tubig ang mga balyena at mga seal nang walang aparato sa paghinga? At paano sila paulit-ulit na sumisisid sa kalaliman nang hindi nagkakasakit dahil sa decompression, na karaniwang tinatawag na bends? Paano nagpapalit ng kulay ang mga hunyango at cuttlefish upang bumagay sa kanilang kapaligiran? Paano natatawid ng mga hummingbird ang Gulpo ng Mexico sa pamamagitan ng wala pang tatlong gramo ng gatong? Waring ang listahan ng mga katanungan ay magpapatuloy nang walang katapusan.

Tunay, ang mga tao’y maaari lamang magmasid at magtaka. Ang paghanga ng mga siyentipiko ay umaabot “sa hangganan ng pagpipitagan” kapag pinag-aaralan nila ang kalikasan, sabi ng aklat na Biomimicry.

Sa Likod ng Disenyo​—Isang Disenyador!

Ang kasamang propesor ng biochemistry na si Michael Behe ay nagsabi na ang isang  resulta ng mga natuklasan kamakailan sa loob ng nabubuhay na selula “ay isang malakas, malinaw, nakatutulig na sigaw na ‘disenyo!’ ” Isinusog pa niya na ang resultang ito ng mga pagsisikap na pag-aralan ang selula “ay napakalinaw at napakahalaga anupat ito’y mauuri bilang isa sa pinakadakilang tagumpay sa kasaysayan ng siyensiya.”

Kaya naman, ang ebidensiya ng isang Disenyador ay lumilikha ng mga problema sa mga nanghahawakan sa teoriya ng ebolusyon, sapagkat hindi maipaliwanag ng ebolusyon ang masalimuot na disenyo sa mga nabubuhay na bagay, lalo na sa selula at molekula. “May matitinding dahilan,” sabi ni Behe, “kung iisipin na ang paliwanag ni Darwin para sa mga mekanismo ng buhay ay magiging mahirap maunawaan magpakailanman.”

Noong panahon ni Darwin, ang nabubuhay na selula​—ang pundasyon ng buhay​—ay inaakalang simple, at ang teoriya ng ebolusyon ay nabuo noong panahong iyon na babahagya pa lamang ang nalalaman. Subalit nalampasan na ng siyensiya ang panahong ito. Napatunayan ng molecular biology at biomimetics nang walang anumang alinlangan na ang selula ay isang kahanga-hangang masalimuot na sistema na punô ng napakaganda at sakdal na mga disenyo anupat ang panloob na mga gawain ng ating pinakamasalimuot na mga aparato at makina ay napakasimple kung ihahambing.

Ang napakatalinong disenyo ay umaakay sa atin sa makatuwirang konklusyon, sabi ni Behe, “na ang buhay ay dinisenyo ng isang matalinong maygawa.” Samakatuwid, hindi ba makatuwirang isipin na ang Maygawang ito ay mayroon ding layunin, isa na naglalakip sa mga tao? Kung oo, ano ang layuning iyon? At ano pa ang matututuhan natin hinggil sa ating Disenyador mismo? Susuriin ng susunod na artikulo ang mahahalagang tanong na ito.

[Mga talababa]

[Kahon sa pahina 5]

Isang Lipol Nang Langaw ang Nakatulong Upang Mapasulong ang mga Solar Panel

Samantalang dumadalaw sa isang museo, nakita ng isang siyentipiko ang mga larawan ng isang lipol nang langaw na napanatili sa loob ng amber, ang sabi ng isang ulat sa magasing New Scientist. Napansin niya ang sunud-sunod na mga guhit-guhit sa mata ng insekto at may hinala siya na ang mga ito ang tumulong upang makuha ng mga mata ng langaw ang mas maraming liwanag, lalo na sa pahilig na mga anggulo. Siya at ang iba pang mga mananaliksik ay nagsimulang magsagawa ng mga eksperimento at napatunayan nila ang kanilang kutob.

Agad na nagplano ang mga siyentipiko na umukit ng katulad na guhit-guhit na disenyo sa salamin ng mga solar panel. Inaasahan nila na pararamihin nito ang enerhiyang gagawin ng mga solar panel. Maaari rin nitong alisin ang pangangailangan para sa magastos na mga sistema sa pagtalunton na kailangan sa ngayon upang panatilihin ang mga solar panel na nakatapat lagi sa araw. Ang mas mahusay na mga solar panel ay maaaring mangahulugan ng mas kaunting paggamit ng fossil fuel at, sa gayon, mas kaunting polusyon​—isang kapaki-pakinabang na tunguhin. Maliwanag, ang mga tuklas na gaya nito ay tumutulong sa atin na pahalagahan na ang kalikasan ay isang tunay na pangunahing pinagmumulan ng matatalinong disenyo na naghihintay lamang na tuklasin, unawain at, kung maaari, ay kopyahin sa kapaki-pakinabang na mga paraan.

[Kahon sa pahina 6]

Pagbibigay-Puri sa Isa na Karapat-dapat

Noong 1957, napansin ng inhinyerong Swiso na si George de Mestral na ang maliliit at makapit na mga amorseko sa kaniyang damit ay punô ng mumunting pangawit. Pinag-aralan niya ang mga amorsekong ito at ang mga pangawit nito, at agad na nagningas ang kaniyang malikhaing isip. Ginugol niya ang sumunod na walong taon sa paggawa ng sintetikong kahalintulad ng amorseko. Agad na hinangaan ng daigdig ang kaniyang imbensiyon at ngayon ay isang pamilyar na pangalan​—Velcro.

Isip-isipin kung ano ang madarama ni de Mestral kung ang daigdig ay sinabihan na walang nagdisenyo ng Velcro, na nangyari lamang ito bilang resulta ng sunud-sunod na libu-libong aksidente sa isang pagawaan. Maliwanag, ang kawalang-kinikilingan at katarungan ay humihiling na ang kapurihan ay ibigay kung saan ito nararapat. Ang mga imbentor na tao ay kumukuha ng mga patente upang matiyak na gayon nga. Oo, waring ang mga tao ay karapat-dapat sa kapurihan, pinansiyal na mga gantimpala, at papuri pa nga para sa kanilang mga nilikha, na kadalasa’y mahihinang imitasyon ng mga bagay sa likas na daigdig. Hindi ba karapat-dapat kilalanin ang ating matalinong Maylalang dahil sa kaniyang sakdal na mga orihinal na gawa?

[Larawan sa pahina 5]

Onsa por onsa, ang buto ay mas matibay kaysa sa bakal

[Credit Line]

Anatomie du gladiateur combattant...., Paris, 1812, Jean-Galbert Salvage

[Larawan sa pahina 7]

Ang taba ng balyena ay naglalaan ng panlutang, insulasyon sa init, at reserbang pagkain

[Credit Line]

© Dave B. Fleetham/Visuals Unlimited

[Larawan sa pahina 7]

Pinatatalbog ng mga balat ng buwaya at kaiman ang mga sibat, palaso, at maging mga bala

[Larawan sa pahina 7]

Ang seda ng gagamba ay limang ulit na mas matibay kaysa sa bakal, gayunman ay lubhang nababanat

[Larawan sa pahina 8]

Ang utak ng ibong karpenteros ay protektado ng napakasiksik na buto na nagsisilbing isang shock absorber

[Larawan sa pahina 8]

Ang mga hunyango ay nag-iiba ng kulay upang bumagay sa kanilang kapaligiran

[Larawan sa pahina 8]

Ang nautilus ay may pantanging mga silid na kumukontrol sa paglutang nito

[Larawan sa pahina 9]

Ang ruby-throated hummingbird ay naglalakbay nang 1,000 kilometro ng wala pang tatlong gramo ng gatong

[Larawan sa pahina 9]

Ang pusit ay gumagamit ng isang uri ng jet propulsion

[Larawan sa pahina 9]

Pinagniningas ng kamangha-manghang mga kimikal ang maningning, di-mainit na liwanag sa mga alitaptap

[Credit Line]

© Jeff J. Daly/Visuals Unlimited