تحتاج الدببة القطبية إلى كل المساعدة التي يمكنهم الحصول عليها للبقاء على قيد الحياة في بيئة القطب الشمالي الفاتر. يبدو أن أحد أكبر أسرار البقاء على قيد الحياة هو شعر دهني. إن الشحوم الزهاية – أو الشحوم – على فراءها تجعل من الصعب للغاية على الجليد التمسك. تم تفصيل النتائج في دراسة نشرت في 29 يناير في المجلة تقدم العلوم، ويمكن أن تساعد الكيميائيين والمهندسين على تطوير طلاء جديد مضاد للجليد للأقمشة أكثر متانة ، والزحافات ، والثلوج ، وأكثر من ذلك.
الحيوانات القطبية كمصدر إلهام
الدببة القطبية لها طبقة سميكة من الدهون تحت طبقتين من الفراء تساعد على فخ حرارة الجسم الداخلية. وفقًا لـ Polar Bears International ، فإن هذه الطبقات تبقيها دافئة لدرجة أن الذكور البالغين يمكنهم ارتفاع درجة الحرارة عند الركض. لا يتراكم الجليد أيضًا ، على الرغم من أن الدببة تقضي كل وقتهم تقريبًا في وحول الماء البارد المتجمد.
وقال ريتشارد هوبز ، وهو مؤلف مشارك في الدراسة في كلية ترينيتي في دبلن ، في بيان “لقد برزت الحيوانات التي تعيش في الموائل القطبية كمصدر للإلهام لتطوير مواد جديدة لمكافحة التسعير”.
لمعرفة المزيد حول كيف ، جمع الفريق الشعر من ستة دببة قطبية في البرية. قاموا بقياس قوة الالتصاق للجليد للتعرف على مدى جودة التمسك بالفراء. بعد ذلك ، نظروا إلى الكارهة للماء – العملية التي تملي ما إذا كان الماء يمكن أن يتسلق قبل أن يتجمد. أخيرًا ، قاموا بتحليل وقت تأخير التجمد ، أو المدة التي يستغرقها قطرة ماء واحدة لتجميدها في درجات حرارة معينة على سطح معين. ثم قارنوا أداء شعر الدب القطبي بشعر بشري وجلدين للزلاجات البشرية.
فرو عازل الدب القطبي يظهر تحت تصوير الحرارة بالأشعة تحت الحمراء التي تم التقاطها باستخدام أرخبيل Svalbard ، أرخبيل Svalbard ، النرويج. الائتمان: © Jon Aars ، Norsk Polarinstitutt.
وقال جوليان كارولان ، وهو مؤلف مشارك في الدراسة في كلية ترينيتي ، في كلية ترينيتي ، “لقد قفز الزهم بسرعة باعتباره المكون الرئيسي الذي يعطي هذا التأثير المضاد للتسجيل حيث اكتشفنا أن قوة الالتصاق قد تأثرت بشكل كبير عندما تم غسل الشعر”. بيان.
“شعر دهني غير مغسول ، جعل من الصعب على الثلج أن تلتصق. على النقيض من ذلك ، عندما تم غسل شعر الدب القطبي وإزالة الشحوم إلى حد كبير ، فإنه يؤدي بشكل مشابه لشعر الإنسان ، والذي يتم عصي الجليد بسهولة سواء تم غسله أو دهنيًا “.
طهو بارد
بعد تحديد شحم الشعر كمكون رئيسي للحفاظ على الجليد من فراء الدب القطبي ، قاموا بتحليل كيميائي مفصل للزهم. حددوا أولاً المكونات الرئيسية – الكوليسترول ، ديسيل جلسرين ، والأحماض الدهنية. هذا المزيج هو ما يجعل من الصعب على الجليد أن يعلق على الفراء.
ومع ذلك ، فوجئ الفريق برؤية أن الأيض الدهني يسمى السكوالين كان مفقودًا. يوجد السكوالين في شعر الإنسان وفي الثدييات المائية ، بما في ذلك ثعالب البحر – التي لا تعيش في ظروف جليدية ، ولكن لا تزال بحاجة إلى الفراء الذي يبقيها دافئة. يقترح أن غياب السكوالين في شعر الدب القطبي كان أمرًا بالغ الأهمية من منظور مضاد للتسجيل.
كما أنه يوفر نظرة ثاقبة على بعض الطرق التي تكيفت بها الحيوانات الأخرى التي تعيش في بيئات قطبية للحفاظ على الثلج من الفراء والريش. على سبيل المثال ، يصد هيكل ريش البطريق اللطيف الجليد ، كل ذلك بدون الشحوم الدهنية التي تستخدمها الدببة القطبية.
[ Related: Polar bears adapted to the Arctic just 70,000 years ago. ]
الشحوم كأداة للصيد
يساعد هذا الشحوم أيضًا في شرح المزيد حول استراتيجيات الصيد للدببة القطبية وسكان الإنويت الأصليين. تنشر الدببة القطبية “لا تزال صيدًا” ، حيث ترقد بلا حراك بجوار ثقب التنفس في الجليد. هناك ، ينتظرون أن تظهر الأختام.
“لا يزال الصيد يتطور بشكل متكرر إلى” ساق مائي “مع الدب القطبي باستخدام أفقه الخلفي للانزلاق في الماء لمتابعة فريسته ، وانخفاض التصاق الجليد ، وأقل الضوضاء المتولدة وأسرع وأكثر هدوءًا ،” هولست ، مؤلف مشارك في الدراسة والفيزيائي التجريبي
في جامعة بيرغن في النرويج ، قال في بيان.
سوف تتخذ شعوب الإنويت أيضًا خطوات خفية لتقليد الدب القطبي الذي لا يزال صيدًا. أساليب تحضير الفراء التقليدية لها أيضا حماية الزهم.
“يكون براز صيد الإنويت في بعض الأحيان شودًا مع فراء الدب القطبي على القدمين لتجنب الضوضاء عند التحرك على الجليد ، بينما يرتدي الأشخاص أيضًا” بنطلون الدب القطبي “، مما يضمن أن منطقة التلامس بأكملها مع الجليد مغطاة بالقطب المنخفض للجليد القطبي قال هولست: “تحمل الفراء لخفض الضوضاء الأمثل”.
بالإضافة إلى معرفة المزيد عن أساتذة التكيف هؤلاء ، يمكن أن يساعدنا في تطوير مواد جديدة وأكثر أمانًا تنحرف الجليد.
وقال هوبز: “نتوقع أن تساعدنا هذه الطلاءات الدهنية الطبيعية التي تنتجها الدب على تطوير طلاء جديد أكثر استدامة لمكافحة التكلفة والتي قد تحل محل” مواد كيميائية للأبد “مثل PFAs التي تم استخدامها كطبقات مضادة للتسجيل”.