طبیعت اغلب با سازگاری‌های شگفت‌انگیزش ما را حیرت‌زده می‌کند، و قورباغه کریکت نیز از این قاعده مستثنی نیست. این قورباغه‌های کوچک که بومی ویرجینیا و کارولینای شمالی هستند، توانایی‌ای را به نمایش می‌گذارند که تقریباً جادویی به نظر می‌رسد: حرکت روی آب، گویی که زمین جامد است.
پدیده‌ای به نام “اسکیترینگ”
این رفتار که به نام “اسکیترینگ” شناخته می‌شود، دانشمندان را متحیر کرده و الهام‌بخش دیدگاه‌هایی از فناوری‌های آینده‌نگر بوده است.
توانایی‌های قورباغه‌های کریکت
جیک سوچا، استاد مهندسی مکانیک، و تیم تحقیقاتی‌اش در دانشگاه ویرجینیا تک این پدیده را بررسی کرده‌اند.
او می‌گوید: «قورباغه کوچک کریکت در نزدیکی ما زندگی می‌کند و با این حال توانایی‌هایش ما را شگفت‌زده می‌کند. این موضوع انگیزه‌ای بیشتر برای درک دنیای زنده به ما می‌دهد.»
این تحقیق که در مجله Journal of Experimental Biology منتشر شده است، باورهای رایج درباره چگونگی حرکت قورباغه‌ها روی آب را به چالش می‌کشد.
تالیا وایس، نویسنده اصلی مطالعه و پژوهشگر تحصیلات تکمیلی، توضیح می‌دهد: «اسکیترینگ در واقع کلمه‌ای تعریف‌شده برای این رفتار نیست. بخشی از این تحقیق نه‌تنها مطالعه این رفتار در قورباغه‌های کریکت است، بلکه تلاش برای ارائه تعریف دقیق‌تر و علمی از آن نیز هست.»
قورباغه‌های کریکت روی آب راه نمی‌روند
با استفاده از دوربین‌های سرعت‌بالا با قابلیت ضبط 500 فریم در ثانیه، تیم تحقیقاتی حرکات این قورباغه‌ها را با جزئیات شگفت‌انگیزی ثبت کردند.
برخلاف تصوری که این قورباغه‌ها به‌سادگی روی آب سر می‌خورند، تصاویر نشان دادند که قورباغه‌ها بین هر جهش به زیر آب فرو می‌روند.
پروفسور سوچا می‌گوید: «شگفت‌انگیز است که چگونه به‌راحتی توسط حرکات سریع حیوانات گمراه می‌شویم. اینجا ما توسط قورباغه‌ای فریب می‌خوریم که شبیه سنگی جهنده به نظر می‌رسد، اما در واقع در حال پرش و فرو رفتن به‌طور مکرر است.»
حرکت قورباغه‌ها شبیه دلفین‌هاست
حرکت قورباغه‌های کریکت، که اغلب با راه رفتن روی آب اشتباه گرفته می‌شود، بهتر است به‌عنوان “حرکت دلفینی” توصیف شود؛ حرکتی مشابه با جهش دلفین‌ها به داخل و خارج از آب.
برخلاف راه رفتن واقعی، این رفتار شامل مراحل متمایزی در هر چرخه پرش است که محققان آن را به چهار مرحله اصلی تقسیم کردند:
- پرش اولیه: قورباغه کاملاً در آب فرو رفته است. با استفاده از پاهای عقبی قدرتمندش، به آب فشار می‌آورد و بدنش را به بالا و هوا پرتاب می‌کند. این حرکت انفجاری انرژی لازم برای پرش را فراهم می‌کند.
- هوابالایی: در هوا، پاهای قورباغه همچنان کشیده باقی می‌مانند و تعادل و ثبات را در طول پرواز کوتاه خود فراهم می‌کنند. این مرحله این تصور را ایجاد می‌کند که قورباغه به‌طور زیبا روی آب می‌پرد.
- ورود مجدد: پاهای جلویی قورباغه اولین نقطه تماس با آب هنگام فرود هستند. بقیه بدن به دنبال آن می‌آید، یک پاشش ایجاد می‌کند و سطح آب را می‌شکند تا دوباره فرو رود.
- بازیابی: پس از فرو رفتن، قورباغه به‌سرعت پاهایش را جمع می‌کند تا برای پرش بعدی آماده شود. این مرحله تنظیم مجدد تضمین می‌کند که قورباغه تقریباً بلافاصله آماده پرش دوباره است.
هر یک از این مراحل در کمتر از یک ثانیه رخ می‌دهد، به قورباغه اجازه می‌دهد تا تا هشت پرش متوالی را به‌سرعت انجام دهد. این حرکت سریع و مکرر توهم راه رفتن یا پرش روی آب را ایجاد می‌کند، در حالی که در واقع قورباغه در حال غوطه‌وری و پرش مداوم است.
سرعت و کارایی این حرکات بر سازگاری‌های منحصر‌به‌فرد قورباغه کریکت برای این رفتار تأکید می‌کند.
الهام‌بخشی حرکات قورباغه برای ربات‌ها
درک مکانیک اسکیترینگ فراتر از زیست‌شناسی کاربرد دارد. این حرکت خاص می‌تواند منجر به نوآوری‌هایی در رباتیک و مهندسی شود. برای مثال، پهپادهای دوزیست طراحی‌شده برای آزمایش‌های آبی یا مأموریت‌های نجات ممکن است حرکات مؤثر قورباغه کریکت را تقلید کنند.
پروفسور سوچا می‌گوید: «قورباغه‌ها پرش‌کنندگان فوق‌العاده‌ای هستند، اما بیشتر آنها این رفتار دلفینی را نشان نمی‌دهند و ما هنوز نمی‌دانیم چرا. آیا چیزی خاص در پرش قورباغه وجود دارد یا صرفاً مسئله اندازه کوچک بدن است؟»
این تحقیق نشان می‌دهد که مطالعه حتی کوچک‌ترین موجودات می‌تواند به کشف‌های بزرگ منجر شود. حرکت ظاهراً ساده قورباغه کریکت اسراری در بر دارد که ممکن است آینده فناوری را شکل دهد.
قورباغه‌های کریکت: ساخته‌شده برای حرکت روی آب
قورباغه‌های کریکت ممکن است کوچک باشند، اما بدن آنها شاهکاری از سازگاری است. توانایی آنها برای حرکت روی آب تصادفی نیست؛ بلکه نتیجه ویژگی‌های فیزیکی دقیقاً تنظیم‌شده‌ای است که به آنها امکان پرش، غوطه‌وری، و دوباره پریدن را می‌دهد.
- پاهای عقبی قدرتمند
پاهای عقبی قورباغه کریکت نسبت به بدن کوچک آن به‌طور غیرعادی بلند و عضلانی هستند. این پاها نیروی انفجاری لازم برای پرش هم روی زمین و هم در آب را فراهم می‌کنند. - بدن سبک‌وزن
قورباغه‌های کریکت با وزن کمتر از بسیاری دیگر از قورباغه‌ها، از بدن سبک خود بهره می‌برند. این ویژگی مقاومت هنگام ورود مجدد به آب را کاهش می‌دهد و به حفظ حرکت کمک می‌کند. - مفاصل انعطاف‌پذیر
مفاصل آنها، به‌ویژه در پاهای عقبی، بسیار انعطاف‌پذیر هستند. این انعطاف‌پذیری به قورباغه‌ها امکان می‌دهد پاهای خود را کاملاً در مرحله پرش اولیه باز کنند و سپس به‌سرعت زیر آب برای پرش بعدی جمع کنند. - شکل بدن آیرودینامیک
بدن قورباغه کریکت کمی مسطح است که ممکن است به کاهش مقاومت هنگام ورود مجدد به آب کمک کند. این شکل آیرودینامیک انتقال نرم‌تر بین مراحل هوایی و زیرآبی حرکت آنها را امکان‌پذیر می‌کند. - سازگاری‌های پوستی
پوست قورباغه نقشی ظریف اما حیاتی دارد. صاف و مقاوم در برابر آب است و اصطکاک را هنگام حرکت قورباغه به داخل و خارج از آب به حداقل می‌رساند.
در نهایت، بدن قورباغه کریکت نمونه‌ای کامل از چگونگی تکامل ویژگی‌های فیزیکی برای نیازهای بقای خاص است. هر جنبه‌ای از آناتومی قورباغه، از پاهای قدرتمند تا بدن آیرودینامیک، در توانایی آنها برای حرکت روی آب سهم دارد.
این مطالعه در مجله Journal of Experimental Biology منتشر شده است.
