حباب‌های کرم در چند میلی ثانیه با تکان دادن چوب پنبه باز می‌شوند

کرم هایی که با بدن خود حباب های پیچیده و درهم پیچیده ای ایجاد می کنند در صورت تهدید می توانند در چند میلی ثانیه از هم جدا شوند. این باز کردن سریع امکان پذیر است زیرا هر کرم با یک حرکت چوب پنبه ای خاص می چرخد.

کرم سیاه کالیفرنیا (Lumbriculus variegatus) بدن آنها را به صورت “لکه های کرم” گره خورده در هم می بندند تا رطوبت را در طول خشکسالی حفظ کنند. در طبیعت، این توپ ها می توانند تا 50000 کرم داشته باشند. حیوانات چند دقیقه طول می‌کشند تا یک لکه تشکیل دهند، اما وقتی هری توازون در مؤسسه فناوری جورجیا، نور فرابنفش (UV) را به یکی از این توپ‌های کرم پیچ خورده در آزمایشگاه تاباند، از اینکه کرم‌ها را از هم جدا کردند، شوکه شد. چند ده میلی ثانیه

او و همکارانش می‌خواستند بفهمند که چگونه کرم‌ها صد برابر سریع‌تر از تشکیل لکه، خود را از لکه خارج می‌کنند. آنها از اولتراسوند برای بررسی درون حباب‌های حدود 20 کرم و تعیین جزئیات ساختار آن‌ها استفاده کردند، مثلاً اینکه هر کرم چند بار به دور کرم دیگر حلقه زده است. برای این کار، لکه را در ژلاتین قرار دادند تا کرم ها کمتر بچرخند. سپس، لکه را در ظرف کم عمقی از آب گذاشتند، کرم‌ها را با شوک الکتریکی یا اشعه ماوراء بنفش ترساندند و سپس از جدا شدن سریع آن فیلم گرفتند و محققان به‌طور دستی مسیر سر هر حیوان را ردیابی کردند.

این تیم همچنین با ریاضیدانانی که در تئوری گره ها تخصص داشتند همکاری کرد. این محققان از داده‌های مشاهدات برای ساختن یک مدل ریاضی و اجرای شبیه‌سازی‌های کامپیوتری استفاده کردند، که نشان داد تفاوت اصلی بین درهم‌تنیدگی آهسته کرم‌ها و گره‌گشایی سریع، جهتی است که هر حیوان در آن نوعی چرخش مارپیچ را انجام می‌دهد.

ویشال پاتیل از دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا می‌گوید، تکرار یک حرکت چوب پنبه‌باز در یک جهت برای مدتی و سپس تغییر ناگهانی جهت منجر به گره خوردن می‌شود، اما به‌سرعت متناوب کردن بین چپ و راست، لکه را از هم جدا می‌کند.

او می‌گوید: «من فکر می‌کردم از نظر ریاضی، تفکیک کردن واقعاً یک مسئله قابل حل نیست زیرا بسیار پیچیده است، اما بعد هری و همکارانش این فیلم‌ها را به ما نشان دادند و اینطور بود که اگر کرم‌ها می‌توانند این مشکل را حل کنند، ما هم می‌توانیم». .

Antoine Deblais از دانشگاه آمستردام در هلند می‌گوید: این درک جدید از چگونگی تبدیل کرم‌های سیاه از یک لکه تنگ به پراکندگی بیشتر ممکن است به محققین کمک کند تا در نهایت به “رویای ایجاد ماده‌ای که بتواند به تنهایی کارها را انجام دهد” برسند. او می‌گوید در آینده، اگر این رشته‌ها بتوانند مانند کرم‌ها بچرخند، مواد ساخته شده از رشته‌های نرم درهم می‌توانند شل‌تر و خم‌شونده‌تر یا سخت‌تر و فشرده‌تر شوند.