اكتشافات 2022 قد تفتح الباب أمام اختراعات جديدة في المستقبل

كشفت مجلة "سميثسونيان" العلمية الأمريكية، عن أبرز الاكتشافات العلمية والتكنولوجية من عام 2022، قد تفتح الباب أمام اختراعات جديدة في المستقبل.

ذكرت المجلة، يعج العالم الطبيعي بمصادر الإلهام للتقدم التكنولوجي، فلقد شكل التطور تكيفات رائعة في الحيوانات، مما جعلها مجهزة جيدًا للتعامل مع محيطها، فعندما يكتشف العلماء التصاميم والسلوكيات المثالية للنباتات والحيوانات ، يلاحظ المخترعون ذلك ، ويستخدمونها كمخطط للتكنولوجيا التي يمكن أن تحسن حياة الإنسان.

هذا العام ، ابتكر العلماء مادة هلامية من بروتينات في سم الأفعى يمكن أن تساعد في وقف النزيف غير المنضبط ، وقام فريق من المهندسين ببناء طائرة شراعية على المريخ بدون محرك مستوحاة من رحلة طائر القطرس.

ولكن هناك المزيد من الاختراعات الجديدة في الأعمال التي لم يكن من الممكن أن تبدأ بدون أن يكتشف الباحثون أولاً شيئًا عن الحياة البرية، من خلال فحص جينات قنديل البحر الأصغر من الظفر الخنصر ، ورسم خرائط لآليات جذع الفيل وإجراء الكثير من التحقيقات الأخرى ، وجد الباحثون شرارات إبداعية لتحفيز الابتكار في المستقبل.

فيما يلي ابرز اكتشافات علمية من عام 2022 قد تؤدي إلى اختراعات جديدة في المستقبل.

"قنديل البحر الخالد" يحبط الشيخوخة

العمر مجرد رقم ، ولكن بالنسبة لأنواع أعماق البحار المعروفة باسم "قناديل البحر الخالدة" ، يمكن إعادة تعيين هذا الرقم مرات لا تحصى.

عندما يتعرض قنديل البحر الخالد البالغ للضرر أو يصبح متوترًا ، فإنه يمتص مجساته في جسمه ، ويتحول إلى نقطة عائمة حرة تستقر في قاع البحر. ثم تتحول هذه النقطة إلى مرحلة مبكرة من حياة قناديل البحر: سليلة متفرعة تشبه النبات والتي بدورها تطلق الهلام الصغير في المحيط. بشكل فعال ، يتحول قنديل البحر البالغ إلى عدة أطفال جدد،

 على الرغم من أن الحيوانات المفترسة يمكن أن تقتل هذه المخلوقات ، إلا أن قناديل البحر لا تخضع للشيخوخة.

لمعرفة كيف تنجز اللافقاريات الصغيرة هذا العمل الفذ في مكافحة الشيخوخة ، نظر فريق من العلماء في جينومها.

 في دراسة نُشرت في أغسطس في Proceedings of the National Academy of Sciences ، قارن علماء الأحياء من جامعة أوفييدو في إسبانيا النوع بأحد أقارب قنديل البحر ، وكشفوا أن ما يسمى بالهلام الخالد يحتوي على ضعف عدد الجينات التي تعمل على إصلاح و حماية الحمض النووي. مع هذه الجينات ، يمكن لقنديل البحر إنتاج المزيد من البروتينات التصالحية.

عادة ما تقصر التيلوميرات ، أو أجزاء الحمض النووي التي تحمي الكروموسوم ، مع تقدم العمر. لكن لقنديل البحر الخالد طفرات جينية تعمل على إبطاء هذا الانكماش.

تستخدم قناديل البحر طرقًا وراثية متعددة للحفاظ على طول عمرها - وقد يكون ذلك درسًا للباحثين الذين يبحثون في شيخوخة الإنسان. "إذا أردنا البحث عن امتداد للمدى الصحي ، فلا يمكننا التركيز فقط على مسار واحد. 

 ذيل الربيع

لا يعير البشر الكثير من الاهتمام إلى ذيل الربيع  بعد كل شيء ، فإن معظم هذه الكائنات الشبيهة بالحشرات التي تعيش في التربة وفضلات الأوراق ولحاء الأشجار والبيئات الرطبة الأخرى أصغر من حبة الرمل.

لكن هذه الحيوانات الصغيرة هي حقا استثنائية، للهروب من الخطر ، يقذفون أنفسهم في الهواء ، ويسافرون بسرعة 280 من طول الجسم في الثانية  أثناء طيرانهم، ويقومون بالالتواءات والتقلبات السريعة - ومثل لاعبي الجمباز الصغار، فإنهم يلتزمون بالهبوط.

واعتقد العلماء ذات مرة أن ذيل الربيع لا يتحكم في أجسادهم أثناء طيرانهم، وبدت قفزاتهم السريعة للعين المجردة وكأنها هروب مسعور، لكن فريقًا من الباحثين استخدم مؤخرًا كاميرات عالية التقنية للنظر في نوع واحد شبه مائي ، وتوثيق مدى دقة هذه القواديس ذات الست أرجل في دراسة نُشرت في Proceedings of the National Academy of Sciences في نوفمبر.

تأتي تقنية المخلوق من جزأين خاصين من الجسم: ملحق يسمى الفراء ، والذي يضرب الماء لإطلاقه في الهواء ، وأنبوب البطن المعروف باسم كولوفور ، والذي يحمل قطرة ماء لتثبيت طيرانه ويعمل بمثابة مرساة على هبوطها.

النعناع البري يصد البعوض 

تستضيف أوراق النعناع البري وأوراق العنب الفضية مزيجًا من المواد الكيميائية تسمى إيريديويد ، والتي تحفز الإندورفين للقطط أثناء اللعب، لكنها تصد البعوض أيضًا، فبعد أن تدلك القطط النبات أو تتدحرج فيه ، يصبح فروها مغطى بهذه المواد الكيميائية ، مما يمنع الحشرات الماصة للدم.

 ومع ذلك ، فإن القطط أيضًا تلعق الأوراق أو تمضغها ، الأمر الذي حير الباحثين لفترة طويلة. تساءلوا عما إذا كان إتلاف النبات مفيد للقطط.

في تجربة ، قدم فريق من جامعة إيوات في اليابان للقطط نوعين مختلفين من أوراق العنب الفضية: تلك التي تم سحقها يدويًا وتلك التي كانت سليمة، حيث قضت الحيوانات وقتًا أطول في اللعب بالنباتات التي تضررت. 

الحيوانات المنوية التي تسافر في مجموعات

منذ فجر علم الحيوانات المنوية - عندما لاحظ مخترع المجهر المركب أنتوني فان ليوينهوك السائل المنوي الخاص به في عام 1677 - كافح العلماء لرؤية الحيوانات المنوية في بيئة تلتقط كيف تتصرف بشكل طبيعي، محشورًا بين قطعتين من الزجاج تحت العدسة ، لا تكشف الحيوانات المنوية عن كيفية عملها في المكان المصمم للبقاء على قيد الحياة: الجهاز التناسلي.

ولكن في دراسة أجريت على الحيوانات المنوية للثور نُشرت في مجلة Frontiers in Cell and Developmental Biology في سبتمبر ، أنشأ باحثون من جامعة ولاية كارولينا الشمالية وكورنيل بيئة مليئة بالسوائل تحاكي ظروف عنق الرحم والرحم وقناة البيض.

 وكشف تحليلهم أن الحيوانات المنوية التي تسبح في مجموعات أفضل تجهيزًا للتنقل في الجهاز التناسلي للبقرة من الحيوانات المنوية التي تسافر بمفردها.

 سر براعة جذع الفيل في جلده

باستخدام جذعه ، يمكن للفيل أن يشم ويتواصل ويخزن الماء ويجمع الطعام ويأكل. يمكن أن تمزق الزائدة أوراق الشجر بالقوة من الفروع أو تلتقط نصلًا من العشب برشاقة. المفتاح ، وفقًا لبحث نُشر في Proceedings of the National Academy of Sciences في يوليو ، يكمن في جلد الحيوان المتجعد.

في تجربة ، شجع الباحثون اثنين من أفيال السافانا الأفريقية الأسيرة للوصول إلى جذوعهما نحو مكعبات النخالة والتفاح. وبينما كانت الأفيال تحرِّك أنوفها الحاذقة ، صوّرها العلماء بكاميرا عالية السرعة. كشفت اللقطات أن جميع أجزاء الجذع لا تمتد بشكل متساوٍ: يمتد الجلد المطوي فوق الجذع بنسبة 15 في المائة أكثر من الجانب السفلي المتجعد. 

وأكد الفريق النتائج التي توصلوا إليها من خلال فحص جذع الفيل الذي مات.

وقال المؤلف المشارك ديفيد هو ، وهو مهندس ميكانيكي في معهد جورجيا للتكنولوجيا ، في بيان إن هذا التكوين الخاص للجلد هو "ابتكار الفيل"، لكن المهندسين البشر يميلون إلى التغاضي عن هذا المفهوم أثناء تطوير الروبوتات اللينة.

قال أندرو شولتز ، مهندس ميكانيكي في Georgia Tech ومؤلف مشارك في الدراسة ، لـ New Scientist's Clare Wilson في يوليو: "من أجل الحصول على هذه الحركات المعقدة ، تحتاج إلى هذه الهياكل من الخارج". يقول الخبراء إن الأشخاص الذين يعملون على مثل هذه الروبوتات يجب أن يجربوا المواد التي تغلف بها تقنيتهم. وبهذه الطريقة ، يمكن للمبتكرين إنشاء آلات تكرر بدقة ديناميكيات جذع الفيل.