منها "اليعسوب".. التنوع البيولوجي يقدم حلولاً مستدامة لبقاء البشر (صور وفيديو)

في الوقت الذي تواجه فيه البشرية تحديات غير مسبوقة إذا أرادت البقاء على قيد الحياة، تمنحنا الطبيعة "حلولا" في النباتات والحيوانات والميكروبات، ولكن يمكن أن تضيع هذه الحلول إلى الأبد إذا لم نحافظ على التنوع الغني للحياة على الأرض، وفقا لكتيب برنامج الأمم المتحدة الإنمائي "كيف تعتمد الحلول الهندسية المستدامة على التنوع البيولوجي؟"، ووفقا لتقرير نشره الموقع الرسمي لأخبار الأمم المتحدة، بمناسبة ختام فعاليات مؤتمر الأمم المتحدة للتنوع البيولوجي COP15، الاثنين، حول بعض الطرق التي تعتمد بها البشرية على التنوع البيولوجي من أجل نظام بيئي عالمي صحي ومزدهر.

يرى التقرير أنه عندما ينقرض أحد الأنواع، فإنه يأخذ معه جميع الصفات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية والسلوكية التي تم اختيارها لتلك الأنواع، بعد اختبارها وإعادة اختبارها في تجارب تطورية لا حصر لها على مدى عدة آلاف، وربما الملايين من سنوات التطور.

وتشمل هذه التصاميم التدفئة والتبريد والتهوية والقدرة على التحرك بشكل أكثر فاعلية وكفاءة عبر الماء أو الهواء، والقدرة على إنتاج وتخزين الطاقة، وإنتاج أكثر المواد القابلة للتحلل وإعادة التدوير وللعديد من الوظائف الأخرى الضرورية للحياة.

وفي ما يلي بعض الأمثلة على الطرق التي ألهمت بها الطبيعة الحلول الهندسية:

اليعسوب

صمم البروفيسور أكيرا أوباتا، الذي كان مدرسا في جامعة نيبون بونري اليابانية، شفرات مموجة لتوربينات الرياح الدقيقة التي تدور وتولد الكهرباء، بسرعات رياح منخفضة تصل إلى 3 كيلومترات في الساعة، مستوحاة من كفاءة طاقة أجنحة طائر اليعسوب، لا سيما عند سرعات الرياح المنخفضة.

تعمل معظم توربينات الرياح بشكل سيئ عندما تكون سرعتها أقل من 10 كم/ ساعة، بعضها لن يعمل على الإطلاق، ولكن من خلال خفض الحد الأدنى لمتطلبات سرعة الرياح، يمكن لتوربينات الرياح الدقيقة هذه تسخير طاقة الرياح في مواقع يسهل الوصول إليها مثل أسطح المنازل والشرفات، ولا تحتاج إلى أبراج باهظة الثمن لالتقاط الرياح عالية السرعة الموجودة على ارتفاعات أعلى.

ومن خلال دراسة الديناميكا الهوائية لرحلة اليعسوب وفهمها، كان أوباتا قادرًا على صنع توربينات رياح صغيرة غير مكلفة وخفيفة الوزن ومستقرة وفعالة يمكن استخدامها في مواقع خارج الشبكة في البلدان النامية.

الأكثر سوادًا من الأسود؟

طورت بعض الفراشات والطيور والعناكب لونًا أسود فائقًا تم تحقيقه من خلال مجموعة متنوعة من آليات احتجاز الضوء المعقدة التي يمكن أن تؤدي إلى تصميمات جديدة موفرة للطاقة لتجميع الطاقة الشمسية.

تحدد الهياكل الدقيقة والنانوية للأسطح بقوة خصائص امتصاص الضوء أو الانعكاس، وقد يكون لفهم ليس فقط تكوين الأصباغ المعنية ولكن أيضًا البنية الدقيقة والفيزياء لهذه الأسطح مفيدًا في تصميم أنظمة أكثر كفاءة في استخدام الطاقة لتدفئة المباني وتبريدها، ومجمعات الطاقة الشمسية الأكثر إنتاجية.

تشمس الضباب

يقوم نوعان من الخنافس بجمع المياه من الضباب باستخدام سلسلة من السلوكيات تسمى "تشمس الضباب"، في وقت متأخر من الليل، قبل الضباب الذي يتدحرج ليلاً في الأجزاء الساحلية من صحراء ناميب، تخرج الخنافس من الرمال وتتسلق الكثبان الرملية لتضع نفسها في مسار الضباب، يميلون أجسادهم للأمام أثناء مواجهة الضباب، ويحصدون الرطوبة على ظهورهم، وهي مصنوعة من أجنحة أمامية صلبة تسمى "إليترا" تغطي وتحمي أجنحتها الخلفية، وتستخدم للطيران.

تتجمع قطرات الماء الصغيرة في الضباب هناك، وتتجمع لتشكل قطرات أكبر، والتي، بفعل الجاذبية، تنساب عبر الأسطح الملساء الكارهة للماء (أي مقاومة الماء) إلى أفواه الخنافس.

ونظرًا لتقديرات منظمة الصحة العالمية أن نصف سكان العالم سيعيشون في بيئات مجهدة بالمياه بحلول عام 2025، فقد ولّدت الكيمياء المحددة وهيكل الأسطح الكارهة للماء الموجودة في خنافس ناميب اهتمامًا علميًا هائلاً بتطبيقاتها البشرية المحتملة.

الطيور والوقود الأحفوري

تُعد الطيور المحلقة والمتزلقة أستاذة في الكفاءة الديناميكية الهوائية، وقد ألهم تصميم ريشها المهندسين لإضافة "جنيحات" صغيرة مقلوبة إلى الأعلى تقلل السحب الذي تسببه الدوامات عند أطراف أجنحة الطائرات.

من خلال نسخ تصميم طرف الجناح هذا، وفرت شركات الطيران التجارية 10 مليارات جالون من الوقود، مما قلل من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 105 ملايين طن سنويًا.

الحوت الأحدب

ربما يكون أفضل ما يبرز الانقراض الوشيك هو احتمالية انقراض "الحوت الأحدب"، حيث كاد الصيد الجائر أن يقضي على هذه المخلوقات العملاقة، وهي من بين أكبر المخلوقات التي عاشت على هذا الكوكب على الإطلاق، وانخفض تعداد الحدباء إلى 5000 فقط في عام 1966.

وأثارت منظمات الحفظ والعلماء غضبًا شعبيًا وسياسيًا هائلاً وارتدت الحيتان الحدباء إلى ما يقدر بنحو 80 ألف اليوم، وتمتلك الحدباء، بشكل فريد، "درنات" وعر في مقدمة زعانفها التي تمكن هؤلاء العمالقة من المناورة بخفة حركة غير عادية.

تمنح الدرنات الحيتان ميزة هيدروديناميكية، فهي تقلل السحب، وتعزز قدرتها على البقاء في الحركة، وتسمح لها بالدوران بزوايا أكثر حدة عند مهاجمة الفريسة، ومن بين التطبيقات الأخرى التي ألهمت هذه المهندسين لصنع بعض من أكثر شفرات المروحة الصناعية كفاءة ومولدات طاقة الرياح.. أي أنه إذا كانت الحديبات قد انقرضت، فربما لم نكن لنتمكن من الاستفادة من تصميم الحديبة.

تمثل الكائنات غير العادية المذكورة أعلاه -جنبًا إلى جنب مع التصميمات الهندسية المستدامة التي ألهمتها- حالة مقنعة لسبب وجوب الحفاظ على التنوع البيولوجي.