מים – בסיס החיים

מאת: שוקי רביב

מה הים, הגולשים ודגי החשמל יכולים ללמד אותנו על מים – בסיס החיים ?

הקיץ כבר כאן. לאורך חופי ישראל אפשר שוב לראות את הגולשים מחכים לגל המושלם. יש משהו כמעט מהפנט בדרך שבה המים מתנהגים: לרגע רגועים ושקטים, וברגע הבא חזקים, גמישים ובלתי ניתנים לעצירה.
מול הים נזכרתי במשפט המפורסם ומעורר ההשראה של הלוחם האגדי ברוס לי:
"Be water, my friend" אבל ככל שהמדע מתקדם, מתברר שאולי זו לא רק פילוסופיה של הלוחם המיתולוגי. מתברר שיש הרבה היגיון בהזמנה הזו להתחקות אחרי תכונות המים.
בידיעה זו נעמיק בתכונה ייחודית של המים, הקבוע הדיאלקטרי הגבוה שלהם, מדד המתאר כיצד חומר מגיב לשדה חשמלי.
כאשר מופעל שדה חשמלי, מולקולות המים מסתדרות מחדש ומקטבות את עצמן. כתוצאה מכך המים מסוגלים להגיב לשדות חשמליים, להמיס יונים ולאפשר את התהליכים החשמליים והכימיים שעליהם מבוססים החיים. תכונה ייחודית זו מסבירה מנגנוני התמצאות וניווט במים שחלקם כבר היוו מקור השראה לפיתוחים חדשניים.

לראות באמצעות חשמל

כאשר הראות במים עכורים כמעט אפסית, יש בעלי חיים שאינם מסתמכים כלל על העיניים. דגי חשמל (ELECTRICAL FISH ) מייצרים סביב גופם שדה חשמלי חלש. כאשר עצם, צמח או בעל חיים נכנסים לשדה הזה, הם משנים את השדה בהתאם לתכונותיהם החשמליות ובהן המוליכות והקבוע הדיאלקטרי שלהם.
אלפי קולטנים זעירים הפזורים על עור הדג מזהים את העיוות הזעיר הזה, והמוח מתרגם אותו למה שאפשר לכנות "תמונה חשמלית"  של הסביבה. היכולת הזאת, הנקראת אלקטרולוקציה, מאפשרת לדג לנווט, לאתר טרף ולהימנע ממכשולים גם כאשר חוש הראייה כמעט חסר תועלת.
בשנים האחרונות פותחו מערכות חישה ביומימטיות בהשראת דגי החשמל, שמטרתן לאפשר לרובוטים תת־ימיים לנווט גם במים עכורים, שבהם מצלמות וסונאר מתקשים לפעול. חיישנים אלה יוצרים שדה חשמלי חלש, מודדים כיצד עצמים משנים אותו, ובונים תמונה של הסביבה – בדיוק כפי שעושים דגי החשמל. מערכות כאלה עשויות בעתיד לסייע במשימות חיפוש והצלה, בבדיקת צינורות תת־ימיים, בחקר קרקעית הים וניווט במקומות שבהם אמצעי חישה אחרים כמעט אינם יעילים.

“BE WATER ,MY FRIEND” הוא לא רק משפט מעורר השראה אלא הזמנה להתחקות אחרי התכונות המופלאות של המים וללמוד מהן.

בסרטון מצורף הסבר על מנגנון האלקטרולוקציה ואזכור של פיתוח רובוט תת ימי בעל מנגנון דומה, לצרכי מחקר או למטרות של התניידות באזורים ללא ראות טובה, למשל בכתמי נפט.