Elektromossággal röpdöső pókok

Mint az köztudott, az amúgy meglehetősen kreatív pókoknak nincsen szárnyuk, olykor mégis úgy látni őket a levegőben, mintha siklóernyőznének. Vajon hogy csinálják?

Ki vette észre elsőként a röpdöső pókokat?

Naplójának tanúsága szerint már Charles Darwin is találkozott a különleges jelenséggel, amikor például Argentína partjaitól száz kilométerre hajózott, és egyszer csak pókok ereszkedtek le a levegőből a hajójára. És ez, mint írta, nem is csupán egy egyszeri esemény volt: „Többször is megfigyeltem ugyanazt az apró pókfajt, amely ha felmászott egy kis magaslatra, a potrohát megemelve kieresztett egy szálat, és elvitorlázott, de megmagyarázhatatlan sebességgel.”

A Physics arXiv nevű blog – amely egyébként a modern kor legizgalmasabb híreiről szokott tudósítani – ezzel a képpel illusztrálta, hogy milyen magasságokba képesek felrepülni a szárnyatlan pókok.

A jelenséget sokan azzal magyarázták, hogy a pókok valóban a siklóernyősök technikájával vitorláznak a levegőben, és a fonaluk segítségével elkapják a légáramlatokat, amely azután nagy magasságba röpíti őket. Maga Darwin is azt gondolta, hogy a felszálló meleg légáramlatok rántják fel a levegőbe a pókokat. Ez viszont ellentmondott annak, hogy a viszonylag nagy testű pókok szélcsendes időben is fel tudtak szállni, éspedig meglepően nagy sebességgel, ugyanakkor például erős szélben egyáltalán nem tudták befolyásolni a repülésük irányát. Az eszközük tehát nem a légáramlat volt.

Mindezek láttán több kérdést is föl kellett tenniük a kutatóknak: vajon hogyan bírja el a légáram a minden segédeszköz nélkül azt „meglovagló”, viszonylag nagy testű, 100 milligrammos felnőtt egyedeket? És hogyan tudnak ezek pusztán a légáramok révén akár 4 kilométeres magasságba is feljutni? Ám egy idő után felfigyeltek rá, hogy a pókok olykor több fonalat is kieresztettek magukból, amelyek úgy távolodtak el egymástól, mintha taszító erővel rendelkeznének. A Hawaii Egyetem egy fizikusa, Peter Gorham ezen a nyomon kezdett vizsgálódni, és valóban az addigiaknál sokkal konkrétabb eredményekhez jutott.

Ha a pókok valóban a légáramokat akarnák kihasználni és biztonságosan is akarnának röpdösni odafenn, minimum egy ilyen ernyőt kéne összehozniuk a fonalaikból. (Fotó: http://sikloernyozes.com/sikloernyozes-abc-je/)

Gorham szerint nagyon valószínű, hogy a fonalak azért taszítják egymást, mert mindegyikük legalább 10-30 nanocoulomb töltéssel rendelkezik. Számolásai szerint ugyanis ennyi kell ahhoz, hogy egy szál a maga negatív taszító erejével felemelje a pókot. A töltésnek pedig megvannak a feltételei a pókfonálban, hiszen abban rengeteg olyan molekula van – például aminosavak molekulái –, amely más anyaggal érintkezve negatív töltésű lesz. Gorham szerint a töltés forrása maga a Föld lehet, amely a forgása során négyzetméterenként 6 nanocoulombnyi negatív töltést hoz létre.A pókfonállal a pókok gyakorlatilag megszondázzák a levegőt: ezt nyújtják ki annak érzékeléséhez, hogy mikor kaphatják el a legmagasabb töltést, amelynek erejével a levegőbe emelkedhetnek.

Darwin azonban azt is leírta, hogy a pókok mindig oldalirányban szálltak, holott – ma már tudjuk – a légkör elektromos tere függőleges. Erre azonban Gorham szintén tudott magyarázatot adni: elmélete szerint a hajótest nagy mértékben módosította az elektromos mező irányát, és a pókok értelemszerűen ehhez igazodtak. Most már csak azt kell valahogy megoldani, hogy a kutatók éppen az előállítása közben mérjék meg a pókfonál elektromos töltését, hogy kézzelfogható bizonyítékunk is legyen Gorham elméletére, ez azonban nem épp a legkönnyebb feladat. Zárt térben tartott pókoknak nyilván eszükbe sem jut, hogy meg akarják lovagolni a levegő elektromos töltéseit és azzal szálljanak fel valahová a magasba, nyitott térben viszont elég nehéz kijelölni, hogy melyek is legyenek a megvizsgálandó pókok, hiszen ahhoz tudnunk kéne, hogy közülük melyek szándékoznak siklórepülésekben részt venni. Így valószínűleg még sokáig kell várnunk arra, hogy mérésekből nyert tényekkel is bizonyítani lehessen az elméletet. Egyelőre ezt tehát csak közvetve, kizárásos alapon bizonyíthatjuk.

A Bikaszemű rájának is nevezett elektromos rája a Kaliforniai-öbölben gyakori, és 40 voltos áramütést is elő tud állítani.

Hogyan használják mások az elektromosságot?

Minden élőlény, így az ember idegei is dipoláris (kétpólúsú, tehát pozitív-negatív) molekulákból álló elektromosság-fejlesztők és vezetők. Az idegszálakban az egyes keresztmetszeteknek egy-egy külső pontjától a közepe felé elektromos áram halad. (Az embernél például ez teszi lehetővé, hogy erre specializálódott, elektromos szerkezetekkel vizsgálják meg a szív vagy az agy működését, feltárják az azokban megjelenő eltéréseket és ezzel gyógyítani tudják a bajokat.)

A természetben több állat is képes külön, speciális célra – például tájékozódásra, védekezésre és támadásra – felhasználni az elektromosságot. Ilyen például a rája, az elektromos angolna vagy a késhal. Ezek az állatok külön szervvel rendelkeznek, amellyel képesek elektromos teret generálni. A gyenge elektromosságú halak, mint az elefánthal, 1 voltnál kisebb feszültséget generálnak, amelyet navigációra, illetve kommunikációra használnak. A késhal szintén tájékozódásra használja ezt a képességét.

Az erősebb elektromosságú halak már kisülést is létrehozhatnak, amely 10-500 voltos feszültséget is jelenthet (maximálisan 1 amper áramerősséggel). Ezzel meg tudják bénítani az ellenségüket vagy a zsákmányukat. A legveszélyesebb ezek közül az elektromos angolna, amely Dél-Amerika vizeiben él. Ez a vízi élőlény akár három méteres és negyven kilós is lehet, és az áramütése elérheti az ötszáz voltot.

Ezek az állatok azonban merőben más módszerekkel használják fel az elektromosságot, mint a pókok, hiszen ők a saját testük részévé teszik azt, míg a pókok csupán külső segítségként alkalmazzák. Így sajnos a vízi élőlényektől megszerzett tapasztalatok egyelőre nem segítik a pókok elektromosságot felhasználó működésének feltárását.

Lévai Júlia