Τα μυστικά του σκαραβαίου:Το ταπεινό σκαθάρι της κοπριάς είναι ένα θαύμα της φύσης.


Το ταπεινό σκαθάρι της κοπριάς, ο σκαραβαίος, είναι ένα θαύμα της φύσης.

Χάρη σ' αυτόν δεν κολυμπάμε σε μια θάλασσα κοπριάς, αποκρούουμε την υπερθέρμανση του πλανήτη και βάφουμε με μεταλλική βαφή τα αυτοκίνητά μας. Εχει ακόμα πολλά να μας διδάξει για το GPS και τη φωτονική.


Τα σκαθάρια είναι σίγουρα «παντοτινά» αν τα έχεις συναρτήσει με τους Beatles και τα κλασικά αυτοκίνητα της VW, ή αν γνωρίζεις το τι σήμαινε ο σκαραβαίος στην αρχαιότητα. Η διαχρονικότητα όμως αυτή αποκτά άλλη εμβέλεια όταν μάθεις ότι κρατάει από την... εποχή των δεινοσαύρων, ή ότι χωρίς τα σκαθάρια ο πλανήτης μας θα ήταν μια υπέρθερμη μπάλα κοπριάς. Και οι λιλιπούτειοι απόγονοι της πανάρχαιας οικογένειας των σκαραβιδοειδών αποκτούν νέα αξία όταν μάθεις ότι, εκτός από τζούντο και ποδόσφαιρο, ξέρουν να τρέχουν σαν λαγοί, να δροσίζονται χορεύοντας πάνω σε μια μπάλα και να βρίσκουν τον δρόμο τους ακόμη και τη νύχτα με μπούσουλα τον Γαλαξία! Κι ύστερα, η ιδιαιτερότητά τους γίνεται μοναδικότητα όταν μάθεις πως σε αυτούς οφείλεις το ιριδίζον μεταλλικό χρώμα του αυτοκινήτου σου, ή ότι είναι τα μόνα έντομα που «βλέπουν τρισδιάστατα», χωρίς να χρειάζονται γυαλιά κυκλικής πόλωσης όπως εμείς. Πού μπορείς να τα μάθεις όλα αυτά; Στις σελίδες μας, φυσικά, με πλήρη αναφορά στις επιστημονικές εργασίες που αποκάλυψαν τα θαυμαστά μυστικά των σκαθαριών.

Για τα παιδιά που γεννιούνται σε ασφαλτοστρωμένες πόλεις η λέξη «σκαραβαίος» δεν θυμίζει τίποτε το γνώριμο. Αλλά και εκείνα των χωριών δεν φαντάζονται ότι έτσι ονομάζεται κανονικά το σκαθάρι της κοπριάς. Ακόμη και εκείνα που έτυχε να διαβάσουν στην Ιστορία της Αρχαίας Αιγύπτου ότι ο σκαραβαίος θεωρούνταν ιερός και συμβόλιζε τον θεό του Ηλιου, αδυνατούν να τον ταυτίσουν με ένα τόσο ταπεινό έντομο. Και μάλλον κι εμείς δεν θα συζητούσαμε σήμερα περί αυτού αν δεν μας εξέπλητταν απανωτά οι επιστήμονες με τα όσα απίστευτα έμαθαν για τον σκαραβαίο τα τελευταία χρόνια.

Το κοπρολάγνο φυλαχτό

Ο πιο άμεσος τρόπος γνωριμίας σας με έναν σκαραβαίο είναι να... πάρετε στο κατόπι έναν γάιδαρο, ή να αράξετε σε ένα λιβάδι με αγελάδες. Μόλις κάποιο από τα συμπαθητικά τετράποδα αφήσει πίσω του το κατάλοιπο της πέψης του, ένα σμήνος από μαύρα στρουμπουλά έντομα καταφθάνει σχεδόν αμέσως πετώντας. Πέφτουν με τα μούτρα στις σβουνιές και αρχίζουν να τις τεμαχίζουν με τις πριονωτές μουσούδες και τα «χέρια» τους. Σε λίγα λεπτά σχηματίζουν από το φρέσκο υλικό τους μια μπάλα. Ανεβαίνουν επάνω της και χορεύουν σαν θριαμβευτές και έπειτα μισοκατεβαίνουν και αρχίζουν να τη σπρώχνουν με «όπισθεν» προς άγνωστη για εμάς κατεύθυνση. Ο τελικός τους προορισμός - αν επιμείνεις να τα παρακολουθήσεις - μπορεί να είναι και 150 μέτρα μακριά, σε κάποια τρύπα που θα σκάψουν. Στο μεταξύ, όλο και κάποιος διεκδικητής μπορεί να προκύψει από το υπόλοιπο σμήνος, οπότε μπορεί να δεις σκηνές «τζούντο» να εκτυλίσσονται, με τον έναν από τους διεκδικητές να πετιέται μακριά με... τούμπες στον αέρα. Εκείνο που δεν θα δεις είναι το τι κάνουν οι σκαραβαίοι με όλες αυτές τις μπάλες κοπριάς που μαζεύουν καθημερινά: από αυτές που θάβουν, οι περισσότερες δεν είναι για «φαγητό του χειμώνα» αλλά για «θερμοκοιτίδα» των απογόνων τους.

Οι ιριδισμοί της χρυσόμυγας οφείλονται σε φωτονική διάταξη των κυττάρων του εξωσκελετού της. Πηγή: Zina Deretsky, National Science Foundation, ΗΠΑ

Οι αρχαίοι Αιγύπτιοι έβλεπαν και αυτοί το ποδόσφαιρο των σκαραβαίων και το συνδύασαν με το καθημερινό αγώγι του θεού Χεπρί: Οπως εκείνος μετέφερε κάθε μέρα τον Ηλιο, από την Ανατολή ως τη Δύση στον ουρανό, έτσι και ο σκαραβαίος κουβαλούσε την μπάλα του. Κι έπειτα, όταν τα μωρά του σκαραβαίου ξεμύτιζαν κάποτε μόνα τους από την μπάλα, οι Αιγύπτιοι έβλεπαν μια επανάληψη της «ανάστασης» του θεού τους. Γι' αυτό, λοιπόν, αναγόρευσαν τον σκαραβαίο σε ιερό κι έφτιαχναν φυλαχτά και κοσμήματα με τη μορφή του και την έβαζαν ακόμη και στις μούμιες των Φαραώ τους, πάνω από την καρδιά. Αλλά και στην Κρήτη των Μινωιτών περίπου τα ίδια πίστευαν. Το πόσο μάλιστα ισχυρή ήταν διαχρονικά αυτή η πίστη στον σκαραβαίο φαίνεται και από το τι συνέβη στον Εβανς όταν έψαχνε τα ερείπια της Κνωσού: Ακουσε από τις χωριάτισσες για τις «γαλατόπετρες» που έφερναν μπόλικο γάλα στις λεχώνες. Οταν ζήτησε να δει αυτές τις γαλατόπετρες, διαπίστωσε ότι ήταν ομοιώματα σκαραβαίων, άλλοτε λίθινα κι άλλοτε πήλινα.

Πιονιέροι της ανακύκλωσης

Εκείνο που δεν γνωρίζουμε αν αντιλήφθηκαν ποτέ οι Αιγύπτιοι ή οι Μινωίτες είναι η κολοσσιαία επίδραση του καθημερινού μόχθου των σκαραβαίων στην τελική διαμόρφωση του πλανήτη που ζούμε. Διότι, όπως διαπίστωσαν το 2009 οι παλαιοντολόγοι μελετώντας απολιθωμένες μπάλες σκαραβαίων1, οι ακάματοι αυτοί κοπροφάγοι επιτελούν το έργο τους ασταμάτητα εδώ και 30 εκατομμύρια χρόνια, από την εποχή που στη Γη κυκλοφορούσαν θηλαστικά μεγέθους ελέφαντα και άνω, αφήνοντας πίσω τους σωρούς κοπριάς ύψους... έξι μέτρων. Χωρίς τον τεμαχισμό και το θάψιμο της κοπριάς από τους σκαραβαίους, η επιφάνεια όλου του πλανήτη θα καλυπτόταν τώρα από στρώμα μισού μέτρου περιττωμάτων. Επειτα, τον Αύγουστο του 2013, φινλανδοί επιστήμονες αποφάνθηκαν ότι η κλιματική αλλαγή με υπερθέρμανση του πλανήτη θα ήταν πολύ πιο συχνή και οξεία από την τωρινή χωρίς τους σκαραβαίους2: Αν η κοπριά των αγελάδων μείνει απείραχτη στα λιβάδια, οι αναερόβιες συνθήκες του στοιβάγματός της ευνοούν τον σχηματισμό και την απελευθέρωση στην ατμόσφαιρα μεθανίου. Αντίθετα, ο τεμαχισμός της από τον σκαραβαίο μειώνει κατά πολύ τις ποσότητες αυτού του «αερίου του θερμοκηπίου». Το κακό μαντάτο είναι ότι τα φυτοφάρμακα μειώνουν πλέον εξίσου δραστικά τους αριθμούς των σκαραβαίων.

Τέλος, στις 5 του φετινού Μάη, μάθαμε κάτι επίσης καταπληκτικό: οι σκαραβαίοι ξεκίνησαν την κοπροφαγία τους όχι με την εμφάνιση των θηλαστικών αλλά των δεινοσαύρων! Συγκεκριμένα, η ανάλυση του DNA των σκαραβαίων που πραγματοποίησαν αυστραλοί ερευνητές κατέληξε3 ότι ζούσαν εδώ και 115 εκατομμύρια χρόνια, προσαρμοσμένοι στο διαιτολόγιο των φυτοφάγων δεινοσαύρων. Οταν εκείνοι εξαλείφθηκαν, πολλά είδη σκαραβαίων αφανίστηκαν μαζί τους, αλλά και αρκετά άλλα επιβίωσαν προσαρμοζόμενα στην ξηρότερη και γεμάτη φυτικές ίνες κοπριά των θηλαστικών.

Ράλι με «διαστημικό GPS»

Ο χορός του σκαραβαίου πάνω στην μπάλα κοπριάς, αμέσως μόλις τη φτιάξει αλλά και κατά διαστήματα όταν την σπρώχνει, ήταν ανέκαθεν ένα μυστήριο για τους επιστήμονες. Γιατί τον έκανε;

Η πρώτη απάντηση ήρθε τον Οκτώβριο 2012, από τον καθηγητή Βιολογίας Jochen Smolka, του σουηδικού Πανεπιστημίου Lund4: χρησιμοποιώντας θερμογραφία και συμπεριφορικά πειράματα, διαπίστωσε ότι ο σκαραβαίος απλά ανεβαίνει για να... δροσίσει τα πόδια του από το περπάτημα πάνω στο ηλιοπυρωμένο έδαφος. Μάλιστα, κατά καιρούς σαλιώνει τα πόδια του, επίσης για να τα δροσίσει. Την επόμενη χρονιά ο Smolka παρατήρησε έκπληκτος μία ακόμη παραξενιά των σκαραβαίων5: τρία είδη της οικογενείας τους προτιμούν να τρέχουν σαν... λαγοί, τινάζοντας τα δυο μπροστινά πόδια τους μαζί και μετά τα δύο μεσαία, ενώ τα δύο πίσω απλά τα σέρνουν.   

Αυτές οι συμπεριφορές ήταν ήδη πρωτοφανούς εξυπνάδας για έντομα, αλλά δεν ήταν τίποτε μπροστά σε εκείνα που βρήκε τις επόμενες δύο χρονιές ο σουηδός καθηγητής: Οι σκαραβαίοι, όταν πρωτοανεβαίνουν στην μπάλα τους, στριφογυρνούν κοιτάζοντας προς τον ουρανό επειδή... τον φωτογραφίζουν! Ναι, διαπιστώθηκε6 ότι καταγράφουν στον εγκέφαλό τους τη θέση του Ηλιου, της Σελήνης, των άστρων και του Γαλαξία και τα χρησιμοποιούν ως GPS για να συνεχίσουν απαρέγκλιτα το κύλημα της μπάλας προς τη φωλιά τους, είτε είναι μέρα είτε νύχτα.

Οι φωτονικές χρυσόμυγες

Κάτι που ίσως έχετε ήδη υποψιασθεί είναι ότι ο σκαραβαίος δεν έχει στην οικογένειά του μόνο το κοινό σκαθάρι της κοπριάς που βλέπουμε στον τόπο μας ή τον ιερό μαύρο σκαραβαίο με το πριονωτό κεφάλι, της Αιγύπτου. Αντίθετα, η οικογένεια των σκαραβιδοειδών απαρτίζεται από 450 είδη, με πληθώρα χρωμάτων. Το πιο γνωστό - ακόμη και στα παιδιά των πόλεων - είναι η χρυσόμυγα, που τόσο συχνά τη δέναμε παλιά με κλωστή για να μελετήσουμε τη φυγόκεντρο.

Ειδικά για τη χρυσόμυγα, ο ρωμαίος Πλίνιος είχε γράψει στη Φυσική Ιστορία του κάτι το περίεργο: «Ο πράσινος σκαραβαίος έχει την ιδιότητα να οξύνει το βλέμμα όσων τον παρατηρούν. Γι' αυτό, οι χαράκτες πολύτιμων λίθων χρησιμοποιούν αυτά τα έντομα για να σταθεροποιούν τη ματιά τους»7. Είναι δυνατόν να ανταποκρινόταν στην αλήθεια αυτός ο εξωφρενικός ισχυρισμός;

Τη φορεσιά του σκαθαριού μιμούνται οι ιριδίζουσες μεταλλικές βαφές αυτοκινήτων

Το πρώτο τμήμα της απάντησης είχε δοθεί από το 1911, όταν ο φημισμένος φυσικός Albert Michelson βρήκε ότι το ιριδίζον μεταλλικό χρώμα της χρυσόμυγας οφείλεται σε κυκλική πόλωση του φωτός που πέφτει πάνω της. Η κυκλική πόλωση (CP) είναι ένας τρόπος φιλτραρίσματος του φωτός που επιβάλλει στο ηλεκτρικό του πεδίο να κινηθεί σε κυκλικό μοτίβο, σε αντίθεση με την ταλάντωση προς όλες τις κατευθύνσεις που έχει το πεδίο του μη πολωμένου φωτός. Καθώς τα ανθρώπινα μάτια δεν έχουν την ικανότητα να διαχωρίζουν το κυκλικά πολωμένο φως, τα φίλτρα CP έμεναν αναξιοποίητα ως... την έλευση της τρισδιάστατης ταινίας Avatar του James Cameron: τα ειδικά γυαλιά που χρησιμοποιούνται για τη θέαση των τρισδιάστατων ταινιών είναι φίλτρα κυκλικής πόλωσης.

Η συνέχεια δόθηκε μόλις τον Ιούλιο του 2009, όταν ερευνητές του αμερικανικού πολυτεχνείου GeorgiaTech κατέδειξαν ότι το χρυσοπράσινο χρώμα της χρυσόμυγας δεν οφείλεται σε απορρόφηση του φωτός αλλά σε ανάκλασή του πάνω σε ειδικά διαμορφωμένα κύτταρα του εξωσκελετού της8. Ειδικότερα, τα κύτταρα αυτά είναι επταγωνικά, εξαγωνικά και πενταγωνικά, συνδυαζόμενα σε τέτοια ποσοστά μεταξύ τους ώστε να ανακλούν το φως σε μήκη κύματος που αναπαράγουν το πράσινο, το κίτρινο και το ερυθρό χρώμα. Η εκπομπή του κάθε χρώματος είναι επιλεκτική και γίνεται με «κυκλικά πολωμένο φως προς τα αριστερά». Οι επιστήμονες έμειναν έκπληκτοι με το πόσο μοιάζει η λειτουργία αυτών των κυττάρων με εκείνη των χολεστερικών υγρών κρυστάλλων της φωτονικής. Οταν ξεπέρασαν την έκπληξή τους... συνέβαλαν με την τεχνογνωσία που τους έδωσαν οι πράσινοι σκαραβαίοι στην κυκλοφορία των αυτοκινήτων με το ιριδίζον μεταλλικό χρώμα που θα έχετε και εσείς δει.

Το υπόλοιπο της απάντησης ήρθε τον επόμενο χρόνο, από το Πανεπιστήμιο του Τέξας9: οι χρυσόμυγες όχι μόνον ανακλούν το φως με κυκλική πόλωση αλλά και μπορούν να το διακρίνουν από το μη πολωμένο. Οπότε, μια και οι περισσότεροι διώκτες τους δεν έχουν αυτή την ικανότητα, οι χρυσόμυγες παίζουν με εναλλαγές των κυκλικά πολωμένων χρωμάτων τους άλλοτε για να κρύβονται από τον εχθρό και άλλοτε για να διακρίνονται μεταξύ τους.

Μάλλον, λοιπόν, ο Πλίνιος ήξερε τι έλεγε: εστιάζοντας επίμονα στους «πράσινους σκαραβαίους», οι αρχαίοι χαράκτες γύμναζαν τα μάτια τους στο να διακρίνουν τις πολυεδρικές ανακλάσεις των πετραδιών τους, έστω και χωρίς γυαλιά CP.      

Βιβλιογραφία 

Καφαντάρης Τάσος 
http://www.tovima.gr/science/article/?aid=802977
  29/05/2016  
                ΣΧΕΤΙΚΑ