العالم الكهروستاتيكي السري للحشرات

يفتح هذا المجال المتطور، المعروف باسم الاستقبال الكهربائي الجوي، بُعدًا جديدًا للعالم الطبيعي. قالت آنا دورنهاوس، عالمة البيئة السلوكية بجامعة أريزونا والتي لم تشارك في هذا العمل: “أجد الأمر رائعًا للغاية”. “إن هذا المجال بأكمله، وهو دراسة التفاعلات الكهروستاتيكية بين الحيوانات الحية، لديه القدرة على كشف أشياء لم تخطر على بالنا حول كيفية عمل العالم.”

قال بينيتو وينرايت، عالم البيئة التطورية في جامعة سانت أندروز، الذي درس الأنظمة الحسية للفراشات والجنادب: “نعلم من كل هذه التجارب الرائعة أن المجالات الكهربائية لها دور وظيفي في بيئة هذه الحيوانات”. “هذا لا يعني أنهم جاءوا إلى الساحة في الأصل من خلال عمليات التكيف.” ولكن الآن بعد أن أصبحت هذه القوى موجودة، يمكن للتطور أن يعمل عليها. وعلى الرغم من أننا لا نستطيع استشعار هذه المسارات الكهربائية، إلا أنها قد ترشدنا إلى سلوكيات حيوانية لم نتخيلها أبدًا.

الاكتشافات الكهروستاتيكية

في عام 2012، تعرض فيكتور أورتيجا خيمينيز للكهرباء الساكنة أثناء لعبه مع ابنته البالغة من العمر 4 سنوات. وكانوا يستخدمون عصا لعبة تجمع الشحنات الساكنة لرفع الأشياء خفيفة الوزن، مثل البالون. وعندما قرروا اختباره في الخارج، أدلى بملاحظة مذهلة.

صورة
التسمية التوضيحية: كشفت الدراسات التي أجراها فيكتور أورتيجا جيمينيز من جامعة كاليفورنيا، بيركلي، أن شبكة العنكبوت سالبة الشحنة تجتذب فريسة الحشرات الموجبة الشحنة.
الائتمان: بإذن من فيكتور أورتيجا خيمينيز

يتذكر أورتيجا خيمينيز، الذي يدرس الميكانيكا الحيوية لسفر الحيوانات في جامعة كاليفورنيا، بيركلي: «وضعت ابنتي العصا بالقرب من شبكة العنكبوت، وكان رد فعلها سريعًا للغاية». جذبت العصا الويب. بدأ على الفور في ربط أبحاثه حول الطرق الغريبة التي تتفاعل بها الحشرات مع بيئاتها.

تسعى جميع المواد – العصي، والبالونات، والشبكات، والهواء – إلى تحقيق التوازن بين جسيماتها الموجبة والسالبة (البروتونات والإلكترونات والأيونات). على نطاق صغير لا يمكن فهمه، تعاني لعبة أورتيجا خيمينيز من خلل في التوازن: حيث يسحب المحرك شحنات سالبة إلى الداخل، مما يدفع الشحنات الموجبة إلى سطح العصا. هذا ثابت. يبدو الأمر كما لو كنت تفرك بالونًا على رأسك. يقوم الاحتكاك بنقل الإلكترونات من شعرك إلى المطاط، مما يؤدي إلى تحميله بشحنة ثابتة، بحيث عندما ترفع البالون، تطفو معه خصلات الشعر.

وبطريقة مماثلة، رأى أورتيجا خيمينيز أن الاحتكاك الناتج عن ضرب أجنحة الحشرات يمكن أن يلقي شحنات سالبة من الجسم إلى الهواء، مما يترك الحشرات بشحنة موجبة بينما يخلق مناطق من الكهرباء الساكنة السلبية. لقد أدرك أنه إذا كانت الشبكة تحمل شحنة سالبة والحشرات تحمل شحنة موجبة، فإن شبكة العنكبوت قد لا تكون مجرد فخ سلبي، بل يمكن أن تتحرك نحو مقلعها وتجذبه كهروستاتيكيًا. وقد كشفت تجاربه المعملية عن ذلك على وجه التحديد. تتشوه الشبكات على الفور عندما تهتز بالكهرباء الساكنة من الذباب، وحشرات المن، ونحل العسل، وحتى قطرات الماء. تصطاد العناكب الحشرات المشحونة بسهولة أكبر. لقد رأى كيف غيرت الكهرباء الساكنة فيزياء التفاعلات الحيوانية.