זבובים באגם במזרח קליפורניה פיתחו דרך לטבול במים מלוחים במיוחד בלי להירטב כלל
כשהסופר האמריקאי מרק טוויין הגיע לאגם מונו שבמזרח קליפורניה, המתאפיין במליחות גבוהה במיוחד, הוא תיאר בדרכו הציורית את המרקם האקולוגי הייחודי של האגם:
(מתוך Roughing It, 1872)
אף שעברו יותר מ-150 שנה מאז שטוויין דיווח על יכולתם הייחודית של זבובי אגם מונו (Ephydra hians בשמם המדעי) לטבול במים בלי להירטב, עד לאחרונה לא היה הסבר מדעי מפורט לתופעה. התמיהה התחדדה עוד יותר בשל מליחותם הגבוהה של מי האגם וריכוז המינרלים הגבוה בהם, שגורמים לכך ששום חיים לא יכולים להתקיים במי האגם פרט לאצות וחיידקים.
במחקר שהתפרסם לאחרונה בכתב העת PNAS סיפקו החוקרים, פלוריס ון-ברויגל (Van Breugel) ומייקל דיקינסון (Dickinson) מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה (קאלטק) הסבר ראשון לתופעה: הזבוב מצליח להישאר יבש במי אגם מונו בזכות בועת אוויר שמגינה עליו.
נאחז באוויר, בזכות השערות שעל גופו. הזבוב ובועות האוויר העוטפות אותו בעת הצלילה | צילום: Floris van Breugel / Caltech
כדי לחקור את התכונות של זבובי אגם מונו פיתחו החוקרים חיישן אופטי שאפשר להם למדוד כמה כוח הזבובים צריכים להפעיל כדי להיכנס למים ולצאת מהם. כך הם יכלו לבחון את הקלות שבה מינים שונים של זבובים מצליחים להיחלץ מתמיסות מימיות בעלות הרכב מינרלי שונה. החוקרים מצאו כי היו כמה וכמה זבובים שנחלצו בשלום ממים מזוקקים. לעומת זאת, כשהכניסו אותם למים בעלי ההרכב המינרלי הייחודי של אגם מונו, זבובי אגם מונו היו היחידים שהצליחו להיחלץ.
כדי להבין מה מאפשר לזבובי אגם מונו להיחלץ יבשים מהמים, בחנו החוקרים במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM) את פני שטח הגוף של זבובים שונים עד לגודל של כמה אלפיות המילימטר (מיקרומטרים). נמצא שהשערות השעווניות שמכסות את גופם של זבובי אגם מונו הרבה יותר צפופות מאלה שמכסות את גופם של שאר הזבובים. בדומה לאדם השוכב על מיטת מסמרים ולא מרגיש כאב מכיוון שמשקל גופו מתחלק בין המסמרים הצפופים, כך השערות הצפופות גורמות לכך שהמים שבאים במגע עם הזבוב לא מפעילים כמעט שום לחץ על הזבוב. הציפוי הצפוף הזה יוצר בועת אוויר סביב גופו, וכך מאפשרת לו להיכנס למים ולצאת מהם בלי להירטב.
אפקט הלוטוס
ראש צוות המחקר, מייקל דיקינסון, הסביר את ייחודם של הזבובי הללו: "זבובי אגם מונו לא פיתחו שיטה חדשה לחלוטין שמאפשרת להם להישאר יבשים, אלא שכללו מאוד את הכלים שחרקים רבים משתמשים בהם. היכולות האלו הן נכס מבחינה הישרדותית: אין מתחת למי האגם שום דבר שיכול לאכול את הזבובים, ויש להם שם כמה אוכל שרק ירצו. הזבובים היו צריכים בסך הכול לפתח דרך לזחול מתחת לסוג המים שהכי קשה להישאר בו יבשים. מדהים עד כמה האבולוציה של שינויים כימיים ופיזיקליים כה זעירים יכולה לאפשר לבעל חיים לגשת לנישה אקולוגית חדשה לחלוטין".
התופעה שבה פני שטח המכוסים בצפיפות בשערות שעווניות שמונעות מהמשטח להירטב, ידועה כ"סופר-הידרופוביות", כלומר רתיעה חזקה מאוד ממים. התופעה נצפתה לראשונה בשנת 1977, כשחוקרים הבחינו שפני השטח של עלי הלוטוס מכוסים בשכבה מחוספסת של שערות שעווניות שמונעות מהם להירטב.האפקט הזה מכונה מאז "אפקט הלוטוס", והתכונות הייחודיות הללו של הצמח העניקו השראה לפיתוח ציפויים ותרסיסים דוחי מים.
צפו בזבובים שנותרים יבשים בסרטון קצר על המחקר (באנגלית):
