Ce ne învaţă natura?

„Întreabă animalele, şi te vor învăţa; păsările cerului, şi îţi vor spune; vorbeşte pământului, şi te va învăţa; şi peştii mării îţi vor povesti.“ — IOV 12:7, 8.

ÎN ULTIMII ani, oamenii de ştiinţă şi proiectanţii au vrut efectiv să se lase învăţaţi de plante şi de animale. În dorinţa de a inventa lucruri noi şi de a îmbunătăţi performanţele aparatelor deja existente, ei studiază şi încearcă să copieze diverse caracteristici ale unor organisme vii. Acest domeniu de studiu se numeşte biomimetică. Pe măsură ce veţi analiza exemplele următoare, întrebaţi-vă: Cine merită lauda pentru aceste modele din natură?

Ce ne învaţă înotătoarele unei balene

Ce pot învăţa proiectanţii de avioane de la balena-cu-cocoaşă? După câte se pare, multe. Ajunsă la maturitate, o balenă-cu-cocoaşă cântăreşte 30 de tone, cât un camion încărcat la maximum. Deşi are un corp destul de rigid, acest mamifer lung de 12 m şi înzestrat cu nişte înotătoare mari, asemănătoare unor aripi, este de-o agilitate remarcabilă în apă. De exemplu, când îşi urmăreşte prada, balena înoată în sus, în spirală, dedesubtul unui banc de peşti sau de crustacee cu care urmează să se ospăteze. Ea produce un nor de bule, cu un diametru de 1,5 m, care împinge micile vietăţi spre suprafaţă, unde le înghite dintr-o dată.

Ceea ce i-a nedumerit pe cercetători este modul în care reuşeşte această vieţuitoare marină cu corp rigid să descrie cercuri atât de strânse, aparent imposibil de efectuat. Ei au descoperit că secretul stă în forma înotătoarelor. Marginea de sus a acestora nu este netedă, asemenea aripilor unui avion, ci este serată, prevăzută cu un rând de umflături, numite tuberculi.

În timp ce balena înoată tăind apa, aceşti tuberculi îi sporesc forţa ascensională, învingând  forţa ce o exercită apa asupra ei. Cum? În revista Natural History se spune că, datorită acestor tuberculi, deasupra înotătoarelor, viteza apei creşte, formându-se un vârtej în jurul lor, chiar şi atunci când balena se înalţă aproape perpendicular. Dacă marginea înotătoarelor ar fi netedă, balena nu ar reuşi să urce în cercuri atât de strânse, deoarece sub înotătoare s-ar forma spumă şi vârtejuri de apă, iar forţa ascensională ar fi scăzută.

Ce aplicaţii promite această descoperire? Dacă aripile avioanelor ar imita modelul înotătoarelor acestei balene, ar fi nevoie de mai puţine flapsuri sau de alte dispozitive mecanice care să modifice fluxul de aer. Bineînţeles, astfel de aripi ar fi mai sigure şi mai uşor de întreţinut. John Long, specialist în biomecanică, este de părere că într-o bună zi „n-o să mai vedem decât avioane cu aripi prevăzute cu umflături asemenea înotătoarelor balenei-cu-cocoaşă“.

Aripa pescăruşului în biomimetică

Bineînţeles, aripile aparatelor de zbor imită deja forma aripilor păsărilor. De curând însă, proiectanţii au făcut progrese şi mai mari în copierea designului acestora. „Cercetătorii de la Universitatea din Florida au realizat un prototip de 60 cm al unui avion-robot controlat de la distanţă, care are capacitatea unui pescăruş de a plana, de a plonja şi de a se înălţa rapid“, se spune în revista New Scientist.

Pescăruşii îşi realizează remarcabilele acrobaţii datorită unei mari flexibilităţi a articulaţiilor aripilor. Urmând modelul aripii flexibile, „prototipul avionului-robot controlat de la distanţă e prevăzut cu un motor mic ce pune în mişcare o serie de bare de metal, care, la rândul lor, pun în mişcare aripile“, precizează revista. Aceste aripi meşteşugit proiectate îi permit micului aparat de zbor să planeze şi să plonjeze chiar şi între clădiri înalte. Forţele Aeriene Americane sunt nerăbdătoare să dezvolte un asemenea aparat de zbor de înaltă manevrabilitate pentru a fi folosit la depistarea armelor chimice şi biologice în marile oraşe.

Picioruşele şopârlei gecko în biomimetică

Putem învăţa multe şi de la animalele terestre. De pildă, mica şopârlă gecko are capacitatea de a se căţăra pe pereţi şi de a merge pe tavan cu capul în jos. Capacitatea uluitoare a şopârlei era bine-cunoscută chiar şi în timpurile biblice (Proverbele 30:28NW). Cum poate învinge şopârla gecko gravitaţia?

Capacitatea şopârlei de a se prinde chiar şi de suprafeţe netede precum sticla se datorează  setulelor, structuri minuscule asemănătoare firelor de păr ce-i acoperă picioruşele. Picioarele ei nu secretă lipici; şopârla se foloseşte de forţa moleculară slabă pentru a se prinde de perete. Datorită acestor forţe de atracţie foarte slabe, cunoscute sub numele de forţe Van der Waals, între moleculele celor două suprafeţe se creează aderenţă. În mod normal, gravitaţia învinge aceste forţe, motiv pentru care omul nu se poate căţăra pe perete doar punându-şi palmele pe el. Cu toate acestea, datorită setulelor de pe picioarele şopârlei, suprafaţa de aderenţă cu peretele se măreşte. Forţele Van der Waals exercitate simultan de miile de setule la un loc generează o forţă de atracţie suficient de mare ca să învingă gravitaţia.

Ce foloase poate aduce această descoperire? Materialele sintetice care imită structura picioruşelor şopârlei ar putea fi folosite ca alternativă la sistemul Velcro, o altă idee preluată din natură. * În revista The Economist erau citate cuvintele unui cercetător care spunea că un material de tip „bandă gecko“ ar fi deosebit de util „în tehnici medicale în care nu se pot folosi adezivi chimici“.

Cine merită lauda?

NASA (National Aeronautics and Space Administration) lucrează la realizarea unui robot cu mai multe picioare care să imite mersul unui scorpion, iar proiectanţii din Finlanda au realizat deja un tractor cu şase picioare, ce poate trece peste obstacole asemenea unei insecte uriaşe. Alţi cercetători au proiectat un material prevăzut cu solzişori ce imită modul în care se închid şi se deschid conurile de brad. O companie producătoare de automobile lucrează la realizarea unui vehicul care să copieze cu fidelitate designul hidrodinamic al peştilor-cufăr. Alţi cercetători studiază proprietatea cochiliilor urechilor-de-mare de a amortiza şocurile, cu scopul de a realiza o vestă antiglonţ mai uşoară, dar mai rezistentă.

Natura e sursa atât de multor idei, încât cercetătorii au creat o bază de date care cuprinde deja mii de sisteme biologice. Oamenii de ştiinţă pot accesa baza de date pentru a găsi „soluţii inspirate din natură la problemele pe care le întâmpină în realizarea unor proiecte“, precizează revista The Economist. Sistemele naturale din această bază de date sunt denumite „brevete biologice“. În mod normal, deţinătorul unui brevet este persoana sau compania căreia i se recunoaşte prin lege calitatea de inventator. Iată ce se spune în The Economist despre această bază de brevete biologice: „Numind «brevete biologice» ideile şi designurile ingenioase preluate din natură, cercetătorii nu fac altceva decât să scoată în evidenţă că, de fapt, natura este adevăratul deţinător al brevetelor“.

Dar cum de există în natură toate aceste idei strălucite? Mulţi cercetători sunt de părere că modelele aparent ingenioase existente în natură sunt rezultatul a milioane de ani de loterie evolutivă. Alţi cercetători însă au ajuns la o altă concluzie. În 2005, microbiologul Michael Behe a scris următoarele în The New York Times: „Dovezile incontestabile ale existenţei [în natură] a unui proiect lasă loc unui argument pe cât de simplu, pe atât de convingător: dacă — aşa cum spune zicala englezească — arată, merge şi măcăie ca o raţă, . . . avem toate motivele să credem că e o raţă“. Care era concluzia lui? „Dacă dovezile existenţei unui proiect sunt atât de evidente, nu ar trebui să trecem cu vederea acest lucru.“

Cu certitudine, proiectantului unei aripi de avion mai sigure şi mai eficiente îi revine meritul proiectului său. În mod asemănător, inventatorului care creează un bandaj multifuncţional, un material de îmbrăcăminte mai comod sau un motor mai eficient îi revine meritul invenţiei sale. De fapt, cel ce copiază invenţia cuiva fără a recunoaşte dreptul de autor al inventatorului este pasibil de pedeapsă.

Vi se pare logic ca cercetători de seamă — care imită cu aproximaţie sisteme din natură pentru a rezolva probleme dificile de proiectare — să atribuie evoluţiei oarbe ideile originale geniale? Dacă o copie presupune existenţa unui proiectant inteligent, ce putem spune despre original? Cui i se cuvine în realitate meritul:  ucenicului care imită tehnicile maestrului sau maestrului?

O concluzie logică

După ce analizează dovezile existenţei în natură a unui proiect, mulţi oameni sunt în asentimentul psalmistului care a scris: „Cât de multe sunt lucrările Tale, DOAMNE! Tu pe toate le-ai făcut cu înţelepciune. Pământul este plin de bogăţiile Tale“ (Psalmul 104:24). Şi scriitorul biblic Pavel a ajuns la o concluzie asemănătoare. El a scris: „Căci calităţile sale invizibile [ale lui Dumnezeu], da, puterea sa eternă şi dumnezeirea sa, se văd clar de la crearea lumii, deoarece sunt percepute prin lucrurile făcute“. — Romani 1:19, 20.

Cu toate acestea, mulţi oameni sinceri care respectă Biblia şi cred în Dumnezeu susţin că Dumnezeu s-a folosit de evoluţie pentru a crea minunile din natură. Ce ne învaţă Biblia în acest sens?

[Notă de subsol]

^ par. 15 Velcro este un sistem de prindere prin cârlige şi inele ce imită structura scaiului.

[Text generic pe pagina 5]

Cum de există în natură toate aceste idei strălucite?

[Text generic pe pagina 6]

Cine deţine brevetul pentru natură?

 [Chenarul/Fotografiile de la pagina 7]

Dacă o copie presupune existenţa unui proiectant inteligent, ce putem spune despre original?

Acest aparat de zbor de înaltă manevrabilitate imită aripa pescăruşului

Picioarele şopârlei gecko nu se murdăresc, nu lasă niciodată urme, se lipesc de orice suprafaţă cu excepţia teflonului şi se prind de suprafeţe şi se desprind de pe ele fără nici un efort. Cercetătorii încearcă să copieze proprietăţile lor

Forma hidrodinamică a peştelui-cufăr a inspirat realizarea unui concept de autovehicul

[Provenienţa fotografiilor]

Avionul: Kristen Bartlett/Universitatea din Florida; piciorul şopârlei gecko: Breck P. Kent; peştele-cufăr şi automobilul: Mercedes-Benz USA

[Chenarul/Fotografiile de la pagina 8]

NAVIGATORI ÎNŢELEPŢI DIN INSTINCT

Multe vietăţi pot fi numite pe drept cuvânt „înţelepte din instinct“, deoarece se orientează uşor în călătoriile lor (Proverbele 30:24, 25NW). Să luăm două exemple:

Control al traficului în lumea furnicilor Cum îşi găsesc furnicile ce pleacă în căutarea hranei drumul înapoi spre cuib? Cercetători din Marea Britanie au descoperit că, pe lângă marcarea traseelor cu feromoni, unele furnici îşi stabilesc traseele după noţiuni de geometrie, fapt care le înlesneşte găsirea drumului spre casă. De pildă, „traseele [furnicilor-faraonilor], ce au ca punct de plecare cuibul, se bifurcă formând un unghi de 50 sau 60 de grade“, precizează New Scientist. De ce este remarcabil acest lucru? Când se întoarce la cuib şi ajunge la o bifurcaţie, din instinct furnica alege traseul care deviază cel mai puţin de la traiectoria ei, traseu care duce inevitabil la cuib. „Geometria traseelor bifurcate optimizează mişcarea furnicilor în această reţea, îndeosebi când furnicile circulă în ambele sensuri, şi diminuează cantitatea de energie pe care o furnică ar consuma-o dacă ar greşi direcţia“, se mai spune în articol.

„Busole“ în lumea păsărilor Multe păsări navighează cu o mare precizie parcurgând distanţe lungi pe orice fel de vreme. Cum reuşesc ele să facă lucrul acesta? Cercetătorii au descoperit că păsările detectează câmpul magnetic al pământului. Totuşi, „din loc în loc, liniile câmpului magnetic variază şi nu indică întotdeauna adevăratul nord“, se spune în revista Science. Ce ajută păsările migratoare să nu devieze de la traseu? Se pare că păsările îşi adaptează cu precizie „busola“ în funcţie de locul unde apune soarele în fiecare seară. Întrucât locul unde apune soarele se schimbă în funcţie de latitudine şi de anotimp, cercetătorii sunt de părere că păsările se pot adapta la aceste schimbări datorită „unui ceas biologic care le indică perioada anului“, precizează revista.

Cine a înzestrat furnicile cu capacitatea de a înţelege geometria, iar păsările cu o „busolă“, un ceas biologic şi cu un creier capabil să interpreteze informaţiile pe care li le transmit aceste „instrumente“? Evoluţia oarbă? Sau un Creator inteligent?

[Provenienţa fotografiei]

© E.J.H. Robinson 2004