חוקרים השתילו במדוזות חיות בקרים זעירים, המשתמשים באותות חשמליים כדי לכוון את תנועתן של החיות >>
יש אנשים שזקוקים לכוס קפה כדי להתחיל לזוז. בשביל מדוזה, מה שכנראה צריך זה מכת חשמל. חוקרים השתילו במדוזות חיות בקרים זעירים, המשתמשים באותות חשמליים כדי לכוון את תנועתן של החיות. בתוספת העזרים החשמליים, שוחות המדוזות בקצב מהיר פי שלוש לעומת מדוזות רגילות, בניצול של רק פי שתיים מהאנרגיה. השתל אינו פוגע בחיות, והחוקרים מקווים להשתמש במדוזות ה"טורבו" הללו כדי לחקור את עולם הים.
"מה שאנחנו מקווים שהטכנולוגיה הזו יכולה לעשות, הוא לספק את ההצצה הראשונה שלנו על המתרחש ברוב האוקיינוס", אומר ג'ון דבירי, מהנדס מכונות במוסד הטכנולוגי של קליפורניה, אשר פרסם את הממצאים במגזין Science Advances ב-29 בינואר.
למדוזה הצנועה אולי אין מוח, אבל יש לה את התואר המרשים של הכי יעילה אנרגטית מבין כל בעלי החיים השוחים. "חלק מזה מגיע מהמורשת האבולוציונית שלהן בהיותן החיות הראשונות שלמדו לשחות לפני בערך 500 מיליון שנה", אומר דבירי. מדוזות זזות על ידי כיווץ והרפיה של הפעמון שלהן; תנועות פעימה אלו יוצרות את האדוות דמויות הסופגנייה במים, המכונות טבעות ו ֹורטקס, אשר מניעות את החיות קדימה ללא הרבה מאמץ מצידן.
לפני שהתאימו למדוזה לבוש דמוי שלד חיצוני, החוקרים בנו רובוטים רכים וגמישים המחקים את תנועות השחייה של היצורים הימיים. עם זאת, הרובוטים דרשו הרבה יותר אנרגיה מאשר החיות האמיתיות ולרוב מחוברים בעזרת כבל חשמלי. דבירי גם שיתף פעולה עם חוקרים באוניברסיטת הרווארד כדי לבנות מדוזה המצריכה פחות אנרגיה, תוך שימוש בתאי שריר הלב של חולדה. הם יכלו לשלוט במדוזה המלאכותית על ידי כיווץ תאי השריר, אבל לרובוט העדין לא הייתה יכולת לתפקד מחוץ למעבדה.
דבירי ועמיתתו, ניקול צ'וּ מאוניברסיטת סטנפורד, החליטו במקום זאת, לרתום את כוחן של מדוזות אמיתיות. החיות מזינות את עצמן, כך שיש צורך רק במעט אנרגיה נוספת כדי לשלוט בהתקן המושתל. הם גם התפשטו לכל אזור באוקיינוס – מהקוטב הצפוני ועד למים טרופיים, ומגובה פני הים ועד למעמקי שקע מריאנה.
"הן כבר פועלות באזור שאותו אנחנו רוצים לחקור", אומר דבירי. "החוכמה היא כיצד לתת להן שכל, כדי שנוכל להגיד להן להיכן ללכת ומתי".
הם השתילו את הבקרים המיקרו-חשמליים במדוזות ירח חיות (אורליה כחולה), זן אשר נפוץ גם בטבע וגם באקווריומים מסביב לעולם. הצוות ציפה שהמדוזה עם השתל תשחה מהר יותר לעומת מדוזה רגילה. "מה שהיה יותר מפתיע הוא שהן יותר יעילות בשחייה במהירויות הגבוהות האלה", אומר דבירי. ביחס לגודלן, המדוזה ההיברידית צרכה בין פי 10 עד פי 1,000 פחות אנרגיה לעומת רובוטים ימיים אחרים.
בטבע, מדוזות ירח כנראה לא צריכות להתחבר לכוחות הנעה חבויים אלו, אומר דבירי. המדוזה הממוצעת לא מנסה בעצם להגיע מנקודה אחת לאחרת; תנועות השחייה היעילות שלה משמשות בעיקר כדי ללכוד טרף. אם המדוזה יכולה לגרוף מזון מהמים בסביבה לתוך זרועותיה הממתינות באמצעות אותן תנועות אגביות, אז אין כל צורך למהר.
גם לא נראה שהחיים במסלול המהיר פגעו במדוזה. לחיות אין מערכת עצבים מרכזית או קולטני כאב. מדוזות אכן מפרישות ריר במצבי דוחק, אבל דבירי וצ'וּ לא הבחינו שמדוזות הירח נוקטות בהתנהגות הרירית הזו במהלך הניסויים. בנוסף, לאחר הסרת השתלים, המדוזות חזרו לשחות כרגיל.
לבסוף, דבירי מתכנן להתאים חיישנים למדוזות כדי שמדענים יוכלו לשלוח אותן למסעות למעמקי האוקיינוס. לרכבים המופעלים מרחוק החוקרים כרגע את העולם הקר והאפל הזה יש מספיק כוח רק למשך 12 עד 24 שעות של מסע.
"יש הרבה חיים במעמקי הים שאנחנו פשוט לא יכולים להביט בהם כרגע", אומר דבירי.
המדוזה המשופרת תוכל גם לאסוף מידע חשוב על האקלים של האוקיינוס. דבירי מדמיין את החיות פושטות בימי העולם, מצוידות בחיישנים למדידת משתנים חשובים כמו חום המים ורמות של מליחות, חומציות או חמצן. המדוזות יכולות אפילו לאסוף מידע על המיקרואורגניזמים השוכנים באזורים שונים של האוקיינוס.
לפני שנוכל לשלוח את המדוזות האלו למשימותיהן, על החוקרים להבין כיצד לכוון את החיות לכיוונים שונים. הם מתנסים כרגע בשליחת אותות חשמליים לאזורים שונים בגופן של המדוזות כדי לגרום להן לפנות. על ידי גרימת השרירים להתכווץ בצד אחד של המדוזה, אומר דבירי, ביכולתם לגרום לחיות לשנות את מסלולן או אפילו לפנות לאחור.
