Page 36 - חוברת תקצירים
P. 36
גיא שלמוביץ Guyszla11@gmail.com
חי דמרי haidamri@gmail.com
בניית מערכת יניקה בהשראת מנגנון שאיבת הדם של נקבת היתוש BS-21-21
מנחים: ד"ר יואב ביטון, ד"ר אלון וייס,
ד"ר יפעת יאיר
תקציר:
ענף הביוממטיקה )Biomimicry: Bio=life; mimesis=imitate( מתבסס בעיקרו על
למידה וחיקוי מנגנונים המצויים בטבע לצורך פתרון בעיות ושיפור היעילות של מערכות הנדסיות בתחומים שונים. במהלך האבולוציה, אורגניזמים שונים פיתחו התאמות בין מבנה לתפקיד בעזרתן שרדו את תנאי הסביבה המשתנים, כך ששינויים גנטיים שהתגלו כיעילים יותר בתנאים הקיימים הועברו לדורות הבאים. בתהליך זה, מנגנונים מותאמים ומוצלחים התקבעו בבעלי חיים שונים ואף התפתחו באופן מקביל באזורים שונים בהתאמה לסביבה. במחקר המתואר אנו מתמקדים במערכות יניקה של מינים שונים בקרב מערכת פרוקי הרגליים, שמשפחותיהם לא בהכרח קרובות גנטית. ניתוח מספר מנגנוני יניקה יעילים סייע לנו בזיהוי מספר משתנים ופרמטרים משמעותיים במנגנונים והעניק לנו נקודת פתיחה הולמת לבניית דגמי ניסוי של מערכות שאיבה. בתחילת הפרויקט חקרנו לעומק ארבעה חרקים בעלי מערכות יניקה שונות: פרפר, יתוש, כנימה, ודבורת הדבש. לאחר סקר ספרות מעמיק בו בחנו את המערכות השונות, בחרנו להתמקד במערכת היניקה של היתוש. העלנו מספר מודלים המבוססים על מערכת זו, והחלנו בבניית מודל ניסוי ראשון מסוגו המבוסס על המבנה הביולוגי המקורב של היתוש. מודל ניסוי זה ייתן לחוקרים בתחום הזואולוגיה תובנות חדשות ואף יכול לשפר את הידע שלנו על מערכת היניקה של היתוש. בהתאם למטרת הפרויקט נעשה תכנון וייצור מודל ניסוי מלא המדמה את תהליך יניקת הדם המתרחש בעת עקיצת היתוש. בסוף תהליך התכן והייצור, לאחר צליחת אתגרים טכניים מגוונים, נבנתה מערכת הכוללת שני תאי שאיבה, שכל אחד מהם פועם באופן מבוקר לחלוטין (משך פעימה ותדירות). המערכת הקיימת מדמה את פעולתה הכללית של המערכת הביולוגית, ואת השינוי בנפח תאי השאיבה. תאי השאיבה שנבנו מורכבים מגליל סיליקון גמיש בתוך גליל זכוכית קשיח. מבנה תאי השאיבה מאפשר שליטה בלחץ החיצוני על הגליל הגמיש (באמצעות דחיסה של אוויר בינו ובין הגליל החיצוני הקשיח) ובכך שינוי הנפח הפנימי שלו. התאים במערכת פועמים באופן מבוקר ומאפשרים לנו למדוד את יעילות השאיבה כתלות במרחק בין התאים, משך
הפעימה, והפרש הפאזה בפעולתם. מילות מפתח: ביוממטיקה, מערכת יניקה, יתוש.
איור 2: צילום של מערכת הניסוי שנבנתה.
איור 1: למעלה, שחזור מערכת השאיבה של היתוש כולל את חדק היניקה. למטה, ציור סכמתי מקורב של מערכת השאיבה ,.Kikuchi, K., Stremler, M., Chatterjee, S Lee, W., Mochizuki, O., and Socha, J., Scientific
Reports, 8 (2018)
36
