Το μικρό «μυστικό» που κάνει την προβοσκίδα των ελεφάντων πανίσχυρη
Η εικόνα ενός ελέφαντα που ξεριζώνει ένα μικρό δέντρο και αμέσως μετά μαζεύει προσεκτικά τα κομμάτια του από το έδαφος αποτυπώνει το παράδοξο της φύσης του: τεράστια δύναμη, αλλά και εντυπωσιακή λεπτότητα κινήσεων. Η προβοσκίδα του, με περισσότερους από 40.000 μύες, μπορεί να ξεριζώσει κορμούς και ταυτόχρονα να πιάσει με ακρίβεια ένα μικρό αντικείμενο.
Το «μυστικό» αυτής της ισορροπίας ίσως κρύβεται σε κάτι που μέχρι πρόσφατα περνούσε απαρατήρητο: τα μουστάκια που καλύπτουν την προβοσκίδα.
Η μελέτη που αλλάζει όσα γνωρίζαμε
Σε έρευνα που δημοσιεύθηκε στο Science, επιστήμονες αποκάλυψαν ότι τα μουστάκια των ελεφάντων διαθέτουν μια μοναδική δομή: είναι πιο άκαμπτα κοντά στη βάση τους και πιο εύκαμπτα στην άκρη. Το χαρακτηριστικό αυτό διαφοροποιείται από ό,τι παρατηρείται στα περισσότερα άλλα θηλαστικά.
Ο επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης, Andrew Schulz, ερευνητής απτικής νοημοσύνης (haptic intelligence) στο Max Planck Institute for Intelligent Systems, περιέγραψε τη δομή τους ως «παράξενη», σημειώνοντας ότι η κλίση ακαμψίας θυμίζει σχεδόν «εξωγήινο» σχεδιασμό.
Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν εξειδικευμένη αξονική τομογραφία για μικροσκοπικά αντικείμενα, δημιουργώντας ψηφιακά μοντέλα υψηλής ανάλυσης. Στη συνέχεια, μέσω επιπλέον απεικονιστικών και χημικών αναλύσεων, χαρτογράφησαν τη διαφορά πυκνότητας και σκληρότητας από τη βάση έως την άκρη κάθε τριχιδίου.
Ένα «έξυπνο» φυσικό εργαλείο
Η βάση του μουστακιού, πιο κοντά στο δέρμα, είναι ισχυρή και πορώδης. Αντίθετα, η άκρη είναι πιο πυκνή και εύκαμπτη. Αυτή η διαβάθμιση επιτρέπει στον ελέφαντα να αντιλαμβάνεται διαφορές στην υφή και τη σκληρότητα αντικειμένων πριν ακόμη έρθει σε πλήρη επαφή με το δέρμα της προβοσκίδας.
Η εκ των συγγραφέων της μελέτης, Katherine J. Kuchenbecker, εκτύπωσε σε τρισδιάστατη μορφή ένα υπερμεγέθες αντίγραφο μουστακιού για να δοκιμάσει στην πράξη τη λειτουργία του. Όπως διαπίστωσε, το χτύπημα ενός σκληρού αντικειμένου με τη βάση παρήγαγε σαφέστερο «σήμα» σε σχέση με την άκρη, επιτρέποντας ακριβέστερη απτική αντίληψη.
Οι ελέφαντες χρησιμοποιούν την προβοσκίδα τους για αναπνοή, όσφρηση, μεταφορά αντικειμένων, επικοινωνία και εξερεύνηση. Τα μουστάκια, όπως εκτιμούν οι ερευνητές, συμβάλλουν καθοριστικά σε αυτό το πολυλειτουργικό σύστημα αισθήσεων - στο λεγόμενο «umwelt», δηλαδή τον υποκειμενικό αισθητηριακό κόσμο κάθε είδους.
Από τη βιολογία στη ρομποτική
Η μελέτη έχει ήδη προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας. Η Mitra Hartmann από το Northwestern University επισημαίνει ότι σχεδόν όλα τα θηλαστικά διαθέτουν μουστάκια προσαρμοσμένα στον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούν την αφή τους.
Πέρα όμως από τη βιολογική κατανόηση, η έρευνα ανοίγει δρόμο για εφαρμογές στη ρομποτική. Υλικά με «κλίση ακαμψίας», εμπνευσμένα από τα μουστάκια των ελεφάντων, θα μπορούσαν να επιτρέψουν σε ρομποτικούς βραχίονες να είναι ταυτόχρονα ανθεκτικοί και αρκετά ευαίσθητοι ώστε να χειρίζονται εύθραυστα αντικείμενα χωρίς να τα καταστρέφουν.
Ο John Hutchinson από το Royal Veterinary College χαρακτήρισε τη μελέτη «παράδειγμα», που συνδυάζει νευροεπιστήμη, ανατομία και μηχανική.
Η προβοσκίδα των ελεφάντων παραμένει ένα από τα πιο πολύπλοκα φυσικά εργαλεία στον ζωικό κόσμο. Και όπως φαίνεται, ακόμη και τα πιο μικροσκοπικά της στοιχεία -τα μουστάκια- κρύβουν τεχνολογικά μυστικά που ίσως διαμορφώσουν το μέλλον της μηχανικής.
