كيف يمشي النمل على الجدران؟ باحث في علم الأحياء يبين تفاصيل قبضة أرجلها الشائكة واللزجة التي تتغلب بها على قوة الجاذبية الأرضية

 

بقلم ديبي كاسيل

 

12 سبتمبر 2022 

 

المترجم: عدنان أحمد الحاجي

 

المقالة رقم 253 لسنة 2022

 

How do ants crawl on walls? A biologist explains their sticky, spiky, gravity-defying grip

Deby Cassill 

 

September 12, 2022 

 

عندما بدأت عملي أول مرة كباحث في علم الأحياء⁽¹⁾ في جامعة جنوب فلوريدا، ذهبت بسيارتي الجيب إلى أحد الحقول العشبية، ونبشت تلة نمل ناري وجرفت تلك التلة في سطل سعته 5 جالونات.  على الفور، بدأت آلاف النمل الخروج من تلك التربة وتسلقت جدران السطل متجهةً نحو حريتها. لحسن الحظ كان لدي غطاء لذلك السطل.

كيف تبدو عملية تسلق النمل الجدران والأسقف والأسطح الأخرى عمليةً سهلة جدًا؟ بالرغم من أني قضيت 30 سنة أجري دراسات على النمل، لكن لا تزال قدراتها على التسلق تثير اعجابي ودهشتي⁽²⁾.

عاملات النمل - وجميعها من الإناث⁽³⁾ - لديها مجموعة أدوات مثيرة للإعجاب، تتكون من مخالب وأسلات (شوك) وشعر ووسائد لاصقة / لزجة في أرجلها والتي تمكنها من تسلق أي سطح تقريبًا.

مقارنة بين يد الانسان ورجل النمل

لفهم أرجل النمل، من المفيد مقارنتها بيد الإنسان.  يد الآنسان لها مفصل واحد عريض، يعرف بـ كف اليد.  تخرج منه أربعة أصابع وإبهام.  يحتوي كل إصبع على ثلاثة مفاصل، بينما يحتوي إبهام اليد على مفصلين فقط.  ويخرج من أطراف الأصابع والإبهام أظافر صلبة.

الانسان له يدان - النمل له ستة أرجل. أرجل النمل تشبه يدي الانسان ولكنها أكثر تعقيدًا، فيها مجموعة إضافية من أجزاء غريبة تقوي تلك الأرجل.

صورة مقربة لرجل نملة متعددة الماصل. الرجل مبطنة بأدوات شائكة تساعد في الإمساك بأي سطح تقريبًا.  يتبين في الصورة  [من الأعلى الى الأسفل كما هو مبين من النص بالانجليزي] المخلب وشوكة (أسلة) سميكة وشوكة نحيفة

لكل رجل من أرجل النمل خمسة مفاصل، حيث يحتوي المفصل الأخير على زوج من المخالب.  هذه المخالب هي بشكل مخالب القطة ويمكن أن تمسك بسطح الجدران غير المستوي [تنتشر فيه النتوءات والنقر].  يحتوي كل مفصل من مفاصل رجل النملة أيضًا على أشواك وشعر سميك ورقيق، والذي يوفر جرًا تثبيتيًا إضافيًا لها وذلك بالالتصاق بنقرات (حفر) مجهرية على أسطح ليست ملساء كسطح لحاء سيقان الأشجار. للمخالب والأشواك فائدة إضافية تتمثل في حماية أرجل النمل من الأرصفة الحارة والأشياء الحادة، تمامًا كما يحمي الانسان قدمي بلبس الحذاء.

لكن الميزة التي تميز يد الإنسان من أرجل النمل تتمثل في وجود وسائد لازجة قابلة للنفخ تسمى أروليا arolia.

أرجل لزجة

تقع الـ أروليا arolia بين المخالب عند طرف كل رجل من أرجل النملة.  تسمح هذه الوسائد الشبيهة بالبالونات للنمل بالتغلب على الجاذبية والتسلق على الأسقف أو الأسطح فائقة الصلابة (خالية من النتوءات والنقر). كالزجاج.

الصورة: الرجل الأمامية لنملة نارية: يتضح في آخرها الوسادة اللزجة 

عندما تمشي نملة على الحائط أو عبر السقف، فإن الجاذبية تجعل مخالبها تنفرج انفراجة واسعة وتنسحب للخلف.  في الوقت نفسه، تضخ عضلات الساق سوائل في الوسائد الموجودة في نهاية أرجلها، مما يؤدي إلى انتفاخها. يُطلق على سائل الجسم هذا اسم الدملمف ⁽⁴⁾، وهو سائل لزج يشبه دم الانسان ويدور في جميع أنحاء جسم النملة.

بعد أن ينفخ الدملمف الوسادة، يتسرب بعض منه خارج الوسادة، مما يمكِّن النملة من الالتصاق بالجدار أو بالسقف.  ولكن عندما ترفع النملة أرجلها [أثناء الحركة]، تنقبض عضلات الساق وتمتص معظم السائل مرة أخرى إلى الوسادة ثم يعود إلى أعلى الساق.  وبهذه الطريقة يُعاد استخدام سائل النملة مرارًا وتكرارًا - يُضخ من الساق إلى الوسادة، ثم يُشفط مرة أخرى إلى أعلى الساق - بحيث لا يتخلف أي شيء من هذا السائل.

الصورة:  زرجل النمل تتحرك على سطح زجاجي

النمل خفيف كالريش، لذا فإن ست وسائد لزجة تكفي لمسكها ضد قوة الجاذبية على أي سطح من الأسطح [أسطح الجدران وأسطح السقوف].  في الواقع، في بيوتها تحت سطح الأرض، تستخدم النمل وساءدها اللزجة لتنام على أسقف [بيوتها]⁽⁵⁾. بنومها على السقف، يتجنب النمل حركة مرور النمل الآخر على أرضيات بيوتها في ساعة الذروة .

طريقة مشي فريدة

عندما يمشي الانسان ، تتناوب قدماه اليسرى واليمنى بحيث تكون إحداهما على الأرض والأخرى في الهواء، ولذا يتقدم إلى الأمام.  وكذلك في حالة النمل أيضًا جيث تتناوب أرجله الست، فتصبح ثلاث منها على السطح والثلاث الأخريات في الهواء في كل مرة.

مقطع فيديو لمحاكاة حاسوبية يبين المشية الخاصة لنملة :  https://youtu.be/lduoLbm0_IU

نمط مشي النمل فريد من نوعه بين الحشرات ذات القوائم الست⁽⁶⁾.  في النمل، حينما تكون الرجل اليسرى الأمامية والرجل اليسرى الخلفية مع الرجل اليمنى الوسطى على الأرض، تكون الرجل اليمنى الأمامية والرجل اليمنى الخلفية والرجل اليسرى الوسطى في الهواء.  ثم تتناوب الوضعيات أثناء الحركة.  من التجارب الممتعة أن تحاول تقليد هذا النمط الثلاثي (على شكل مثلث) من الحركة باستخدام ثلاثة أصابع من كل يد.

في المرة القادمة حين ترى فيها نملة تتسلق على حائط، انظر عن كثب وقد ترى بعض من هذه الخصائص الرائعة.

 

مصادر من داخل وخارج النص

1- https://scholar.google.com/citations?user=hrO-baMAAAAJ&hl=en&oi=ao

 

2- https://scholar.google.com/citations?hl=en&view_op=list_works&gmla=AJsN-F7sTTsnLhAu39Zwg-90iH0Hwx9849J-UEbRISOmCR2ouYfcOp2_o8P0yqau7y64vL6XeYU3LFJ-RpqacVDz2Q8Qln7xBQ&user=hrO-baMAAAAJ

 

3- https://theconversation.com/six-amazing-facts-you-need-to-know-about-ants-100478

 

4- "الدَّمَلِمْف، أو الدم واللمف، أو اللمف الدموي ( hemolymph هيموليمف) هو سائل في جهاز الدوران في بعض مفصليات الأرجل (بما في ذلك العنكبوت والقشريات، مثل السرطان والربيان وحتى بعض الحشرات مثل ذباب الحجر) وهو مشابه للسوائل والخلايا التي تشكل كلاً من الدم والسائل الخلالي (بما في ذلك الماء والبروتينات والدهون والسكريات والهرمونات وما إلى ذلك) في الفقاريات مثل الطيور والثدييات.  إضافة إلى ذلك، تمتلك بعض الرخويات غير المفصلية جهاز الدورة الدموية اللمفاوية."  مقتبس من نص ورد على هذا العنوان:

https://ar.wikipedia.org/wiki/الدم_واللمف

5-  https://link.springer.com/article/10.1007/s00114-006-0194-y

6- https://journals.biologists.com/jeb/article/156/1/215/6299/Mechanics-of-a-rapid-running-insect-two-four-and

 

المصدر الرئيس

https://theconversation.com/how-do-ants-crawl-on-walls-a-biologist-explains-their-sticky-spiky-gravity-defying-grip-188559