-= Ποιός το έκανε πρώτα; =- --------------------------- Αεροπλάνα, κλιματισμός, αντιψυκτικά, υποβρύχια αναπνοή, ρολόγια, πυξίδες, αφαλάτωση, ηλεκτρισμός, αγροκαλλιέργειες, επωαστήρια, αεριοπροώθηση, φωτισμός, χαρτί, περιστροφικές μηχανές, ηχητικός ανιχνευτής, υποβρυχια, θερμόμετρα...... Τι κοινό έχουν όλα αυτά; Μα φυσικά είναι εφευρέσεις ανθρώπινες που κάνουν την ζωή μας πιό εύκολη. Ηταν όμως οι άνθρωποι εκείνοι που τις χρηιμοποίησαν για πρώτη φορα και κατ' επέκταση τις ανακάλυψαν; Μήπως υπήρξαν και είχαν χρησιμοποιηθεί από κάποιους άλλους και μάλιστα πολλά χρόνια πρίν; Μήπως οι επιστήμονες απά αντέγραψαν οριμένες από αυτές μέσα από την φύση και τα ζώα; ΑΕΡΟΠΛΑΝΑ Η μελέτη των φτερών των πουλιών έχει συμβάλλει στην σχεδίαση των φτερών των αεροπλάνων. Η καμπυλότητα των φτερών του πουλιού του δίνει την άντωση που απαιτείται για να εξουδετερώσει την έλξη της βαρύτητας. Οταν όμως το φτερό έχει μεγάλη κλίση, υπάρχει κίνδυνος να χάσει το πουλί την ισορροπία του. Για να αποφύγει την απώλεια στήριξης, το πουλί έχει στις παρυφές των φτερών του σειρές από πούπουλα που ανοίγουν αμέσως καθώς αυξάνει η κλίση του φτερού. Αυτές οι σειρές από πούπουλα διατηρούν την άντωση εμποδίζοντας το κύριο ρεύμα αέρα να χωριστεί από την επιφάνεια του φτερού. Αλλο ένα χαρακτηριστικό που συμβάλλει στον έλεγχο του στροβιλισμού και στην πρόληψη της απώλειας στήριξης είναι το ακροπτερύγιο, που είναι μια μικρή δέσμη από πούπουλα που μπορέι το πουλί να ανυψώσει όπως ο άνθρωπος τον αντίχειρα. Στις κορυφές των φτερών των πουλιών και των αεροπλάνων σχηματίζονται δίνες και δημιουργείται οπισθέλκουσα αντίσταση. Τα πουλιά την μειώνουν στο ελάχιστο με δύο τρόπους. Μερικά πουλιά όπως οι κύψελοι και τα άλμπατρος έχουν μακριά, λεπτά φτερά με μικρά άκρα και αυτή η κατασκευή ελλατώνει κατά πολύ τις δίνες. Αλλα πουλιά, όπως τα γεράκια και οι γύπες, έχουν πλατειά φτερά που προκαλούν πολλές δίνες αλλά αυτό αποφεύγεται όταν τα πουλιά τεντώνουν σαν δάκτυλα τα πτερύγια στην άκρη των φτερών τους. Αυτό μεταβάλλει τα ασθενή αυτά άκρα σε αρκετές στενές αιχμές που ελαττώνουν τις δίνες και την οπισθέλκουσα. Οι σχεδιαστές αεροπλάνων έχουν υιοθετήσει πολλά απο αυτά τα χαρακτηριστικά. Η καμπυλότητα των φτερών δίνει άντωση. Διάφορα πτερύγια καμπυλότητας και προεξοχές ελέγχουν το ρεύμα του αέρα ή χρησιμεύουν σαν μηχανισμοί επιβράδυνσης. Μερικά μικρά αεροπλάνα ελαττώνουν την οπισθέλκουσα στις κορυφές των φτερών με την εγκατάσταση επίπεδων πλακών σε ορθή γωνία με την επιφάνεια των φτερών. Ωστόσο τα φτερά των αεροπλάνων εξακολουθούν να υστερούν από τα μηχανολογικά θαύματα που βρίσκονται στα φτερά των πουλιών. ΚΛΙΜΑΤΙΣΜΟΣ. Η σύγχρονη τεχνολογία δροσίζει πολλά σπίτια. Αλλά πολύ καιρό πρίν, και οι τερμίτες επίσης δρόσιζαν τα δικά τους σπίτια και ακόμη το κάνουν. Η φωλιά τους είναι στο κέντρο ενός μεγάλου υψώματος. Από αυτήν ανεβαίνει ζεστός αέρας μέσα σε ένα δίκτυο αεραγωγών που είναι κοντά στην επιφάνεια. Εκεί ο ακάθαρτος αέρας διαχέεται προς τα έξω από τις πορώδεις πλευρές και καθαρός, δροσερός αέρας διοχετεύται και κατεβαίνει μέσα σε έναν αεροθάλαμο, στο βάθος του υψώματος. Από εκεί κυκλοφορεί μέσα στη φωλιά. Μερικά υψώματα έχουν ανοίγματα στη βάση από όπου μπαίνει καθαρός αέρας και όταν είναι ζεστός ο καιρός, το νερό που ανεβαίνει απο τα υπόγεια στρώματα εξατμίζεται, δροσίζοντας έτσι τον αέρα. Πως εκατομύρια τυφλοί εργάτες συντονίζουν τις προσπάθειές τους για να χτίσουν τέτοιες κατασκευές σχεδιασμένες με μεγαλοφυία; Το απλό γεγονός ότι παρουσιάζουν κάτι σαν συλλογική νοημοσύνη αποτελεί μυστήριο. ΑΝΤΙΨΥΚΤΙΚΑ Οι άνθρωποι χρησιμοποιούν γλυκόλη για αντιψυκτικά στα ψυγεία των αυτοκινήτων τους. Αλλά ορισμένα μικροσκοπικά φυτά χρησιμοποιούν την παρόμοια από χημική άποψη, γλυκερόλη για να προστατευτούν από την ψύξη στις λίμνες της Ανταρκτικής. Αυτή βρίσκεται και σε έντομα που επιζούν σε θερμοκρασίες -20 C. Υπάρχουν ψάρια που παράγουν το δικό τους αντιψυκτικό, για να μπορούν να ζουν στα παγωμένα νερά της Ανταρκτικής. Μερικά δέντρα επιζούν σε θερμοκρασίες -40 C, επειδή περιέχουν "πολύ καθαρό νερό, χωρίς μόρια σκόνης ή άλλων ακαθαρσιών πάνω στα οποία μπορούν να σχηματιστούν παγοκρύσταλλοι". ΥΠΟΒΡΥΧΙΑ ΑΝΑΠΝΟΗ Οι άνθρωποι δένουν φιάλες οξυγόνου στις ράχες τους και παραμένουν κάτω από την επιφάνεια του νερού περίπου μια ώρα. Ορισμένα υδρόβια σκαθάρια το κάνουν αυτό πιό απλά και παραμένουν περισσότερο χρόνο μέσα στο νερό. Παίρνουν μια φυσαλίδα αέρα και καταδύονται. Η φυσαλίδα χρησιμεύει σαν πνεύμονας. Παίρνει διοξείδιο του άνθρακα από το σκαθάρι και το διαχέει μέσα στο νερό, και παίνρει οξυγόνο που είναι διαλυμένο στο νερό για να χρησιμοποιηθεί από το σκαθάρι. ΡΟΛΟΓΙΑ Πολύ προτού οι άνθρωποι χρησιμοποιήσουν τα ηλιακά ρολόγια, τα ρολόγια που ήταν μέσα σε ζωντανούς οργανισμούς χρονομετρούσαν με ακρίβεια. Στην διάρκεια της άμπωτης, μικροσκοπικά φυτά που λέγονται διάτομα, ανεβαίνουν στην επιφάνεια της υγρής άμμου της ακρογιαλιάς. Οταν επέρχεται πλυμμηρίδα, τα διάτομα κατεβαίνουν πάλι στην άμμο. Αλλά και μέσα στην άμμο του εργαστηρίου χωρίς καμμιά άμπωτη και πλυμμηρίδα, τα ρολόγια τους τα κάνουν πάλι να ανεβαίνουν και να κατεβαίνουν ταυτόχρονα με τις παλιρροιες. Οι κάβουρες βιολιστές αλλάζουν το χρώμα τους σε πιο σκούρο και βγαίνουν στην διάρκεια της άμπωτης ενώ γίνονται ωχροί και αποσύρονται στις φωλιές τους στην διάρκεια της πλυμμηρίδας. Στο εργαστήριο μακριά από τον ωκεανό, εξακολουθούν να συγχρονίζονται με τις αλλαγες της παλίρροιας, δηλ. μεταβάλλονται σε σκουρόχρωμους ή ανοιχτόχρωμους ανάλογα με το άν η παλίρροια ανεβαίνει ή κατεβαίνει. Τα πουλιά μπορούν να πετούν παρατηρώντας τον ήλιο και τα άστρα που αλλάζουν θέση με το πέρασμα στου χρόνου. Πρέπει να έχουν εσωτερικά ρολόγια για να εναρμονίζονται με αυτές τις αλλαγές. Ετσι από τα μικροσκοπικά φυτά ως τους ανθρώπους, χτυπούν εκατομύρια εσωτερικά ρολόγια. ΠΥΞΙΔΕΣ Γύρω στον 13ο αιώνα μ.Χ. οι άνθρωποι άρχισαν να χρησιμοποιούν μαγνητικές βελόνες που έπλεεαν σε λεκάνες γεμάτες νερό, υποτυπώδεις πυξίδες. Αλλά αυτό δεν ήταν κάτι νέο. Τα βακτηρίδια περιέχουν χορδές μαγνητικών σωματιδίων στο κανονικό ακριβώς μέγεθος για να αποτελέσουν μια πυξίδα. Αυτές τα κατευθύνουν στο περιβάλλον που αυτά προτιμούν. Μαγνήτης έχει βρεθεί και σε πολλούς άλλους οργανισμούς - σε πουλιά, μέλισσες, πεταλούδες, δελφίνια, μαλάκια κ.α. Πειράματα έδειξαν ότι τα ταχυδρομικά περιστέρια μπορούν να επιστρέφουν στον τόπο τους λόγω του γεγονότος ότι μπορούν να κατευθύνονται από το μαγνητικό πεδίο της γης. Είναι τώρα γενικά αποδεκτό ότι ένας τρόπος με τον οποίο τα αποδημητικά πουλιά βρίσκουν τον δρόμο τους, είναι οι μαγνητικες πυξίδες που έχουν στο κεφάλι τους. ΑΦΑΛΑΤΩΣΗ Οι άνθρωποι χτίζουν πελώρια εργοστάσια για να αφαιρέσουν το αλάτι από το θαλασσινό νερό. Τα μαγκρόβια δέντρα έχουν ρίζες που ρουφούν το νερό της θάλασσας αλλά το διυλίζουν περνώντας το από μεμβράνες που αφαιρούν το αλάτι. Ενα είδος μαγκρόβιου δέντρου, η αβυκεννία, απαλάσσεται από το περίσιο αλάτι χρησιμοποιώντας αδένες στην κάτω επιφάνεια των φύλλων της. Πουλιά της θάλασσας, όπως οι γλάροι, οι πελεκάνοι, οι φαλακροκόκκορες κορμορανοι, τα άλμπατρος και οι θαλασσοδρόμοι πίνουν θαλασσινό νερό και μέσω των αδένων που έχουν στο κεφάλι τυς αφαιρούν το περίσσιο αλάτι που έχουν στο αίμα τους. Επίσης οι πιγκουίνοι, οι θαλάσσιες χελώνες και οι θαλάσσιες ιγκουάνες πίνουν αλμυρό νερό και αφαιρούν το αλάτι που περισσέυει. ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟΣ Περίπου 500 είδη ηλεκτροφόρων ψαριών διαθέτουν μπαταρίες. Το αφρικανικό γατόψαρο μπορεί να παράγει τάση 300 Vols. Το γιγάντιο ηλεκτροφόρο σελάχι του Βόρειου Ατλανικού παράγει παλμούς έντασης 50 Α και τάσης 60 V. Τα ηλεκτροσόκ που κάνει το ηλεκτροφόρο χέλι της Νότιας Αφρικής έχουν μετρηθεί και βρέθηκαν ότι φτάνουν τα 886 V. "Εντεκα διαφορετικές οικογένεις ψαριών είναι γνωστό ότι περιλαμβάνουν είδη με ηλεκτροπαραγωγικά όργανα", λέει ένας χημικός. ΑΓΡΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ Επί αιώνες οι άνθρωποι καλλιεργούν την γή και χρησιμοποιούν κατοικίδια ζώα. Αλλά πολύ πριν από αυτό, τα φυλλοκόπα μυρμήγκια ήταν κηπουροί. Για την τροφή τους εξέτρεφαν μύκητες μέσα σε κοπρόχωμα που το έφτιαχναν από τα φύλλα και τα απορρίμματά τους. Μερικά μυρμήγκια συντηρούν μελίγκρες ως κατοικίδια ζώα, αρμέγουν ζαχαρώδη μελιτώματα πού αυτές και μάλιστα κτίζουν και αποθήκες για να τις στεγάζουν. Τα μυρμήγκια θεριστές αποθηκεύουν σπόρους σε υπόγειους σιτοβολώνες. Ενα σκαθάρι κλαδεύει τα δέντρα μιμόζα. Οι λαγοί των βράχων και οι αρκτόμυες κόβουν, επεξεργάζονται και αποθηκεύουν σανό. ΕΠΩΑΣΤΗΡΙΑ Ο άνθρωπος κατασκευάζει επωαστήρια για την εκκόλαψη αυγών. Αλλά και σε αυτό έρχεται δεύτερος. Αλλα πουλιά γεννούν τα αυγά τους στις ζεστές στάχτες των ηφαιστείων για να εκκολαφθούν. Μερικες φορές, οι αλλιγάτορες καλύπτουν τα αυγά τους με φυτικές ουσίες που βρίσκονται στο στάδιο της αποσύνθεσης, οι οποίες παράγουν θερμότητα. Αλλά σε αυτό είναι ειδικός ο αρσενικός αυστραλιανός φασιανός. Σκάβει μια μεγάλη τρύπα, την γεμίζει με φυτικές ουσίες και την σκεπάζει με άμμο. Η βλάστηση που παθαίνει ζύμωση θερμαίνει τον χωματένιο σωρό, ο θηλυκός αυστραλιανός φασιανός γεννάει εκεί μέσα ένα αυγό κάθε εβδομάδα επί 6 μήνες και σε όλο αυτό το διάστημα ο αρσενικός ελέγχει την θερμοκρασία, χώνοντας το ράμφος του μέσα στο χωματένιο σωρό. Προσθέτοντας ή αφαιρώντας άμμο, ακόμη και σε καιρό που είναι πολύ ψυχρός έως πολύ θερμός, διατηρεί το επωαστήριό του σε θερμοκρασία 33 C. AEΡΙΟΠΡΟΩΘΗΣΗ Σήμερα ακόμη όταν ταξιδεύετε με αεροπλάνο η κίνηση γίνεται πιθανώς με αεριοπροώθηση. Πολλά ζώα επίσης κινούνται με αεριοποροώθηση και το κάνουν αυτό επί χιλιετίες. Το χταπόδι και το καλαμάρι υπερέχουν σε αυτό. Ρουφούν νερό σε ένα ειδικό θάλαμο και κατόπιν, με τους ισχυρούς τους μυς, το εξωθούν και με αυτόν τον τρόπο προωθούνται. Αεριοπροώθηση χρησιμοποιούν ακόμη : o ναυτίλος, οι αχοιβάδες, οι μέδουσσες, η νύμφη της λιβελλούλας, ακόμη και μερικά είδη ωκεάνιου πλαγκτόν. ΦΩΤΙΣΜΟΣ Η εφεύρεση του ηλεκρικού λαμπτήρα αποδίδεται στον Τόμας Εντισον. Αλλά αυτός ο λαμπτήρας δεν είναι πολύ αποδοτικός γιατί χάνει ενέργεια σε μορφή θερμότητας. Οι πυγολαμπιδες τα καταφέρνουν καλύτερα καθώς αναβοσβήνουν το φώς τους. Παράγουν ψυχρό φως που δεν χάνει ενέργεια. Πολλοί σπόγγοι, μύκητες, βακτηρίδια και σκουλήκια λαμπυρίζουν. Ενα σκουλήκι που το έχουν ονομάσει σιδηρόδρομο είναι σαν μικρογραφία τραίνου που προχωρεί με το κόκκινο "μπροστινό φώς" του και έντεκα λευκά ή ανοιχτοπράσινα ζεύγη από "παράθυρα". Πολλά ψάρια έχουν φώτα : Το βατραχόψαρο, ο σκόπελος, ο χαβλιώδους του Σλοάν και ο αργυροπέλεκυς, για να κατονομάσουμε μερικά. Μικροοργανισμοί στον αφρό του ωκεανού λάμπουν και σπινθηροβολούν κατά εκατομύρια. ΗΧΗΤΙΚΟΣ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗΣ Ο ηχητικός ανιχνευτής των νυχτερίδων και των δελφινιών υπερέχει από τις απομιμήσεις ανιχνευτών που έχει κάνει ο άνθρωπος. Μέσα σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, διάσπαρτο με λεπτά σύρματα, οι νυχτερίδες πετούν ολόγυρα και ποτέ δεν αγγίζουν τα σύρματα. Τα υπερηχητικά ηχοσυστήματά τους προσκρούουν σε αυτά τα αντικείμενα και επιστρέφουν στις νυχτερίδες που κάνουν τότε χρήση ηχητικού εντοπισμού για να τα αποφύγουν. Οι φώκαινες και οι φάλαινες κάνουν το ίδιο μέσα στο νερό. Το πουλί στεατόρνιθα χρησιμοποιεί ηχητικό εντοπισμό καθώς μπαίνει και βγαίνει από τις σπηλιές όπου κουρνιάζει παράγοντας οξείς μεταλλικούς ήχους που το καθοδηγούν. ΧΑΡΤΙ Οι Αιγύπτιοι το κατασκεύαζαν πρίν από χιλιάδες χρόνια. Παρ' όλα αυτά, υστερούσαν πολύ από τις σφήκες πολιστές, τις βεσπούλες και τις μεγάλες σφήκες. Οι φτερωτοί αυτοί εργάτες μασούν σαπισμένα ξύλα και κατασκευάζουν έτσι ένα γκρίζο χαρτί για να χτίσουν τις φωλιές τους. Οι μεγάλες σφήκες κρεμούν τις μεγάλες στρογγυλές φωλιές τους από ένα δέντρο. Το εξωτερικό κάλλυμά τους αποτελείται από πολλά στρώματα σκληρού χαρτιού που χωρίζονται με διαστήματα στάσιμου αέρα. Αυτό μονώνει την φωλιά από την ζέστη και το κρύο τόσο αποτελεσματικά όσο και ένας τοίχος από τούβλα πάχους 40 εκ. ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ Τα μικροσκοπικά βακτηρίδια προηγήθηκαν από τον άνθρωπο κατά χιλιάδες χρόνια στην κατασκευή περιστροφικών μηχανών. Ενα βακτηρίδιο έχει τριχοειδής προεκτάσεις στριμμένες μαζί έτσι ώστε να σχηματιστεί ένα σκληρό σπείρωμα σαν ελικοειδές ανοιχτήρι πώματος. Το βακτηρίδιο περιστρέφει αυτό το ανοιχτήρι σαν την προπέλλα ενός πλοίου και προωθείται. Μπορεί ακόμη και να κινήσει αντίστροφα την μηχανή του! Αλλά το πώς λειτουργεί δεν έχει πλήρως κατανοηθεί. Μια έκθεση υποστηρίζει ότι το βακτηρίδιο μπορεί να πετύχει τασύτητα 48 χλμ την ώρα και λέει ότι "η φύση, στην ουσία, είχε εφεύρει τον τροχό". Ενας ερευνητής συμπεραίνει: "Μια από τις πιό καταπληκτικές ιδέες της βιολογίας έχει γίνει πραγματικότητα. Η φύση έχει πράγματι κατασκευάσει μια περιστροφική μηχανή, που είναι πλήρης με συνδέσεις, περιστρεφόμενο άξονα, έδρανα και μετάδοση περιστροφικής κίνησης". ΥΠΟΒΡΥΧΙΑ Υπήρχαν πολλά υποβρύχια προτού τα εφεύρουν οι άνθρωποι. Τα μικροσκοπικά ακτινόζωα έχουν σταγονίδια λαδιού μέσα στο πρωτόπλασμά τους με τα οποία ρυθμίζουν το βάρος τους και με αυτόν τον τρόπο κινούνται πάνω και κάτω στον ωκεανό. Τα ψάρια διαχέουν αέρα μέσα και έξω από την νυκτική κύστη, αλλάζοντας έτσι την άνωσή τους. Μέσα στο κέλυφός του ο ναυτίλος έχει θαλάμους, δηλ. ρυθμιστικές δεξαμενές πλευστότητας . Με την αλλαγή των αναλογιών νερού και αερίου σε αυτές τις δεξαμενές, ρυθμίζει το βάθος στο οποίο βρίσκεται. Το σστό της σουπιάς (το ασβεστούχο εσωτερικό όστρακο) είναι γεμάτο με κοιλότητες. Για τον έλεγχο της πλευστότητας, το οκτάποδο αυτό πλάσμα αντλεί νερό απο τον σκελετό του και αφήνει αέριο να γεμίσει την αδειασμένη κοιλότητα. Ετσι, οι κοιλότητες του οστού της σουπιάς λειτουργούν ακριβώς σαν δεξαμενές νερού σε ένα υποβρύχιο. ΘΕΡΜΟΜΕΤΡΑ Από τον 17ο αι. και μετά, οι άνθρωποι έχουν κατασκευάσει θερμόμετρα αλλά αυτά είναι υποτυπώδη σε σύγκριση με ορισμένα που βρίσκονται στην φύση. Οι κεραίες ενός κουνουπιού μπορούν να αισθανθούν μια αλλαγή θερμοκρασίας 1/150 του βαθμού Κελσίου. Ο κροταλίας έχει οπές στις πλευρές του κεφαλιού του, με τις οποίες μπορεί να αισθανθεί μια αλλαγή 1/300 του βαθμού Κελσίου. Ο βόας συσφιγκτήρας αντδρά μέσα σε 35 χιλιοστά του δευτερολέπτου σε αλλαγή θερμότητας που ισοδυναμεί με κλάσμα ενός βαθμού. Τα ράμφη του αυστραλιανού φασιανού (θυμηθείτε τα επωαστήρια) και της ταλεγάλλας μπορούν να διακρίνουν την διαφορά θερμοκρασίας μισού βαθμού Κελσίου. ΟΠΤΙΚΕΣ ΙΝΕΣ Τόσες πολλές απο τις έξυπνες ιδέες του ανθρώπου αποδεικνύεται ότι είναι παλιά τεχνάσματα της φύσης. Πάρτε για παράδειγμα τις οπτικές ίνες. Το 1951, οι επιστήμονες κατασκεύασαν ίνες που μοιάζουν με γυαλί για να δεσμεύουν το φώς και να το μεταδίδουν υπό γωνία. Αποδείχτηκε ότι τα σφουγγάρια που υπάρχουν στα βαθιά νερά της Θάλασσας Ρος στην Ανταρκτική κάνουν το ίδιο πράγμα εδώ και αιώνες. Από αυτά τα γιγαντιαία σφουγάρια, που βρίσκονται σε νερά με βάθος μέχρι και τριάντα μέτρα, προεξέχουν βελόνες από ίνες οι οποίες δεσμεύουν το φώς και μπορούν να το μεταφέρουν ακόμη και σε γωνία με κλίση περίπου 90 μοιρών, στα φωτοσυνθετικά άλγη που υπάρχουν στον πυρήνα του σώματος του σφουγγαριού. Πειράματα έχουν δείξει ότι συγκεντρώνεται ακόμη και το φως που πέφτει υπό γωνία, πράγμα που δείχνει πως και οι πλευρικές βελόνες του σφουγγαριού είναι επίσης ικανές να τροφοδοτούν τα άλγη με φώς.