کشف فناوری پنهان در پوست کوسه‌ها
پژوهشگران در دانشگاه سیتی هنگ‌کنگ (City University of Hong Kong) با بررسی دقیق ساختار میکروسکوپی پوست «کوسه‌های آبی» (Blue sharks) موفق به شناسایی نانوساختار‌هایی شدند که نقش کلیدی در رنگ آبی درخشان این موجودات دارند و حتی ممکن است به آنها امکان دهد تا در واکنش به محیط، رنگ خود را تغییر بدهند. «ساینس‌دیلی» (ScienceDaily) بر مبنای اطلاعات ارائه شده از سوی «انجمن زیست‌شناسی تجربی» (Society for Experimental Biology) در گزارشی به این کشف مهم پرداخته است.
بر اساس نتایج این تحقیق که در کنفرانس سالانه زیست‌شناسی تجربی در آنتورپ (Antwerp) بلژیک ارائه شده است، پوست این کوسه‌ها دارای فلس‌های دندانی‌شکلی به نام «دنتیکل» (denticles) است که درون آنها بلور‌هایی از «گوانین» (guanine) و کیسه‌هایی از رنگدانه ملانین قرار دارد. این دو جزء مانند آینه و جذب‌کننده نور در کنار هم کار می‌کنند تا رنگ بدن حیوان را تولید و تقویت کنند.
دکتر «ویکتوریا کامسکا» (Viktoriia Kamska)، پژوهشگر پسادکتری در این پروژه، می‌گوید: «رنگ آبی در دنیای جانوران بسیار نادر است و این که چگونه کوسه‌ها چنین رنگی تولید می‌کنند، پرسشی جذاب در زیست‌شناسی است.» به گفته او، بلور‌های گوانین با بازتاب طول‌موج‌های خاص و ساختار منظم خود، مانند لایه‌هایی از آینه رفتار می‌کنند و نقش اصلی در ایجاد رنگ را دارند.
فاصله میان این بلور‌ها می‌تواند تحت‌تأثیر عواملی، چون فشار آب تغییر کند. پژوهشگران نشان دادند که هرچه این فاصله کمتر شود، رنگ به آبی متمایل می‌شود و اگر فاصله بیشتر شود، پوست کوسه می‌تواند به رنگ‌های سبز یا طلایی تغییر پیدا کند. به همین دلیل، این ساختار می‌تواند کوسه را در اعماق مختلف دریا با محیط پیرامونش هماهنگ کند و نقش مهمی در استتار یا «کانترشیدینگ» (countershading) ایفا کند.
پروفسور «میسون دین» (Mason Dean)، استاد دانشگاه سیتی هنگ‌کنگ، در این‌باره گفت: «ترکیب ویژگی‌های هیدرودینامیکی فلس‌ها با قابلیت تغییر رنگ، نوعی طراحی چندمنظوره در طبیعت ایجاد کرده که مشابه آن را تاکنون در سایر جانوران ندیده‌ایم.»
این پژوهش که با حمایت «کمیته کمک‌هزینه‌های پژوهشی هنگ‌کنگ» انجام شده، نه‌تنها پرده از راز یکی از ویژگی‌های زیستی مهم کوسه‌ها برداشته، بلکه می‌تواند الهام‌بخش طراحی مواد نانوساختاری در صنایع پوشش‌های ضدآب، استتار در تجهیزات نظامی و حتی رنگ‌های غیرسمی در محیط‌های دریایی باشد.
دکتر کامسکا در پایان افزود: «رنگ‌های ساختاری نسبت به رنگ‌های شیمیایی کم‌خطرترند و می‌توانند به کاهش آلودگی‌های محیطی کمک کنند. به‌ویژه در محیط‌های دریایی، چنین ویژگی‌هایی می‌توانند تحولی در فناوری‌های سازگار با طبیعت ایجاد کنند.»
پژوهش درباره کوسه‌ها؛ ضرورتی برای زیست‌بوم و الهام‌بخش فناوری‌های نوین
مطالعه روی کوسه‌ها نه‌تنها برای شناخت بهتر اکوسیستم‌های دریایی حیاتی است، بلکه می‌تواند مسیر تازه‌ای برای نوآوری در پزشکی و فناوری باز کند. بر اساس گزارش اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA)، کوسه‌ها نقش کلیدی در حفظ تعادل جمعیتی و تنوع زیستی در دریا‌ها دارند و به سلامت کلی اقیانوس‌ها و حتی چرخه کربن جهانی کمک می‌کنند.
از سوی دیگر، ویژگی‌های منحصر‌به‌فرد زیستی کوسه‌ها الهام‌بخش پژوهش‌های کاربردی در حوزه‌های مختلف بوده است. برای نمونه، ساختار خاص پوست کوسه‌ها که خاصیت ضدمیکروبی دارد، منجر به طراحی سطوحی با مقاومت بالا در برابر آلودگی در بیمارستان‌ها شده است. در سال ۲۰۲۱، پژوهشگرانی از دانشگاه شیامن (Xiamen) در چین، با مروری بر فناوری‌های متعدد به کار رفته در تحقیقات در زمینه سطوح ضد باکتریایی بیمارستانی، به فناوری‌های تقلید شده از عملکرد پوست کوسه‌ها نیز پرداختند.
در سال‌های اخیر، توجه پژوهشگران به بهره‌گیری از ساختار‌های زیستی موجود در طبیعت برای مقابله با عفونت‌های بیمارستانی افزایش یافته است. در فصل سیزدهم از کتاب «ضدعفونی در بیمارستان‌ها و مراقبت‌های بهداشتی» (چاپ دوم)، تألیف دکتر‌ام. جی. اشمیت (M.G. Schmidt)، ساختار پوست کوسه به عنوان الگویی کارآمد برای توسعه سطوح آنتی‌میکروبیال در مراکز درمانی بررسی شده است. به گزارش این کتاب، نانوساختار‌های منحصر‌به‌فرد پوست کوسه می‌توانند مانع از چسبیدن و تکثیر باکتری‌ها بر سطح شوند؛ ویژگی‌ای که می‌تواند به‌طور مؤثری از گسترش «عفونت‌های مرتبط با خدمات پزشکی» (HAIs) جلوگیری کند. این یافته‌ها نشان می‌دهند که الهام از طبیعت، به‌ویژه سازوکار‌های زیستی حیواناتی مانند کوسه، می‌تواند نقش مهمی در ارتقای ایمنی بیمارستان‌ها و کاهش مصرف مواد شیمیایی ضدعفونی‌کننده ایفا کند.
پژوهش تازه‌ای که توسط انجمن زیست‌شناسی تجربی در سال ۲۰۲۵ منتشر شده، نشان می‌دهد که نانوساختار‌های موجود در پوست کوسه آبی می‌توانند باعث تغییر رنگ در پاسخ به محیط شوند؛ یافته‌ای که می‌تواند به توسعه فناوری‌های نوین در زمینه استتار زیستی و طراحی پایدار منجر شود. بر این اساس، مطالعه بر روی کوسه‌ها نه‌تنها گامی در جهت حفاظت از تنوع زیستی است، بلکه می‌تواند به پیشرفت‌های مهمی در حوزه سلامت و فناوری برای انسان منجر شود.
انتهای پیام/
