Jak się pije skórą wodę z gleby? Jaszczurka z pustyni ma to opanowane i zainspirowała naukowców

W przyrodzie kolor wściekle żółty bywa stosowany ku przestrodze (patrz: liściołaz żółty) czy jako kamuflaż (patrz: modliszka storczykowa). W Pulsarze natomiast – to sygnał końca embarga, które prestiżowe czasopisma naukowe nakładają na publikowane przez badaczy artykuły. Tekst z żółtym oznaczeniem dotyczy więc doniesienia, które zostało upublicznione dosłownie przed chwilą.

Frynosoma rogata jest niewielką jaszczurką zamieszkującą Ameryka Północną. Nazwa wzięła się od charakterystycznych rogopodobnych wyrostków na głowie gada. Frynosoma ma jeszcze jedną cechę: broniąc się, tryska z oczodołów krwią w kierunku agresora.

To osobliwe zwierzę zamieszkuje suche, górzyste i kamieniste tereny, w których wody jest jak na lekarstwo. Ślepy geniusz ewolucji wykształcił u tego gatunku specyficzny sposób jej pobierania: z kropel deszczu oraz z wilgotnej gleby.

Jak to przebiega? Skóra frynosomy jest tak zbudowana, że pod łuskami znajdują się mikrokanały o szerokości ok. 100 μm. Dzięki tzw. zjawisku kapilarnemu woda jest do nich zasysana i transportowana wzdłuż ciała w kierunku głowy. By tę wodę połknąć, jaszczurki wykorzystują specyficzny ruch szczęk. W pierwszej fazie jest on bardzo powolny, ok. 3,2 mm/s, dzięki czemu woda przemieszcza się w stronę kącików pyska. Następnie jaszczurka gwałtownie paszczę zamyka, co wciska nagromadzoną w kącikach wodę prosto do gardła.

Zainspirowani tym wynalazkiem natury, koreańscy naukowcy zaprojektowali system do pozyskiwania wody. Ma on znaleźć zastosowanie tam, gdzie nie ma jezior, rzek czy strumieni, a woda jest obecna jedynie jako wilgoć uwięziona w ziemi. Urządzenie umożliwia również jej oczyszczanie, co pozwala bezpiecznie zbierać ją tam, gdzie gleba może być skażona metalami ciężkimi.

Urządzenie wykorzystuje gąbki (np. celulozowe) do pobierania wody z podłoża, które samoczynnie zasysają wilgoć. Następnie ciecz wpływa do wąskiej szczeliny między będącymi odpowiednikiem jaszczurczych szczęk dwiema równoległymi płytkami. Wtedy silniczek powoli otwiera „szczęki”, a potem unosi cały zawias, by woda mogła spłynąć do zbiornika (tu widać różnicę z biologicznym mechanizmem – nie ma tu momentu gwałtownego ściskania). Na koniec płytka opada i cykl się powtarza.

A jak wygląda oczyszczanie? Gąbka pokryta jest Nafionem (syntetycznym kopolimerem, czyli rodzajem polimeru), dzięki któremu zachodzi wymiana: jony wodoru z Nafionu są wymieniane na jony metali ciężkich (np. ołowiu, kadmu, arsenu), co pozwala na uzyskanie czystej wody w jednym cyklu pracy.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.