המלצת צפייה: ספיידרמן

האם כוחות-העל של עכבישים שקיבל פיטר פרקר עומדים במבחן המדע? אנחנו כאן כדי לענות

בימי המלחמה בנגיף הקורונה, כשרובנו בבידוד ביתי, יש לנו הזדמנות לצפות בסרטים רבים בדרך קצת אחרת. בשבועות הקרובים נמליץ על סרטים מנקודת המבט שלנו – איך הסרט קשור לעולם הטבע? ומה אפשר ללמוד ממנו? ומזווית אחרת, איזה ידע מדעי יעזור לנו להבין את הסרט טוב יותר?
קדימה, מתחילות.

ספיידרמן (Spider-Man) הוא אחד מגיבורי-העל האהובים ביותר בעולם כבר קרוב לשישים שנה. סביר להניח שגם אתם נתקלתם בו, בין שחזרתם למקורות וקראתם את חוברות הקומיקס ובין שצפיתם באחד מסרטי ספיידרמן מהעשורים האחרונים. אתם יודעים איך זה מתחיל: פיטר פרקר, צעיר מחונן אך דחוי מבחינה חברתית, ננשך על ידי עכביש רדיואקטיבי (או עכביש מהונדס גנטית, בסרטים החדשים), ומאז משתנים חייו.

אילו מאפיינים של העכביש ישנם ב"איש העכביש"? במאמר הזה תוכלו לקרוא על תכונותיהם של עכבישים

הנשיכה מעניקה לפיטר כוחות-על: כוח וזריזות, תפיסה על-חושית ואפשרות לטפס על הקירות כעכביש. נוסף על כך, פיטר מסוגל "לירות" קורי עכביש מפרק כף ידו. בסרטים אחדים הוא "זכה" ביכולת זו בעסקת חבילה עם שאר מאפייני העכביש, וברובם זה פטנט שהוא יוצר בעצמו. עד כאן הכול הגיוני, לא? ובכן, זה מה שבאנו לבדוק.

נניח שקיים עכביש מהונדס גנטית שבאמצעות נשיכה יכול לחולל תמורות מופלאות בגוף האדם ולהעניק לו כוחות-על עכבישיים – האם ספיידרמן עומד במבחן המדע?

נתחיל ביכולת המדהימה של ספיידרמן להתיז קורים ולהתנדנד עליהם מגורד שחקים אחד למשנהו ברחבי ניו-יורק.
אם ספיידרמן היה קיים במציאות, האם קורי העכביש שייצר היו נושאים את משקל גופו? האם הוא היה מסוגל להרים בעזרתם חפצים, ואפילו לעצור רכבות בדהירתן? התשובה היא: בהחלט כן. קורי עכביש הם מהחומרים הביולוגיים החזקים ביותר בעולם, וכבר עשרות שנים הקהילה המדעית עוסקת בניסיון לייצר קורים מלאכותיים. קורי עכביש חזקים עד פי שישה מסיב פלדה באותו המשקל. עוביו של קור עכביש אינו עולה על מיקרונים אחדים ולכן הוא נקרע כשאנו נוגעים בו, אך מדענים טוענים כי אם יצליחו לייצר קור עכביש מלאכותי באורך 1,000 מטרים ובקוטר 20 סנטימטרים, נוכל לעצור בעזרתו מטוס בואינג 747 במשקל 180 טון שנע במהירות 1,080 קמ"ש. כלומר, כדי להחזיק את משקל גופו של גבר ממוצע שנע במהירות של מכונית אפשר להסתפק בקור קצר ודק בהרבה.
הציון במבחן המדע: מצוין.

איך הקורים חזקים כל כך ועם זאת גם קלים וגמישים? מדענים שחקרו את מבנה הקורים גילו כי לא מדובר בחומר אחד אלא בכמה סוגי חלבון שונים שמעניקים לקור חוזק וגמישות. השילוב בין הצורות הגמישות והחזקות של החלבונים ובין הקשרים הכימיים הרבים ביניהם יוצר חומר שמתנהג כחומר אחיד בעל חוזק רב וגמישות רבה. דרך אגב, ההבנה של מבנה הקורים חשובה מאוד לצורך ייצור מלאכותי של קורים, אך הדרך ליצירת רשתות שעוצרות מטוסים עדיין ארוכה.
הציון במבחן המדע: טוב.

איך ספיידרמן מטפס על בניינים? בסרט הראשון בסדרת ספיידרמן פיטר הצעיר מגלה כי כפות ידיו מכוסות במעין שערות קטנטנות המאפשרות לו לטפס על קיר הבניין הסמוך לו. פרוקי רגליים רבים נעזרים בשערות דקות המכסות את גופם ובציפורניים חדות בקדמת רגליהם כדי לטפס על משטחים אנכיים, אך חשוב לזכור כי עבור יצורים כה קטנים קיר הוא משטח מחוספס למדיי, הכולל נקודות רבות לאחיזה. אבל מה קורה כשמדובר ביצורים גדולים וכבדים יותר כמו ספיידרמן? ככל הנראה, ללא אמצעים נוספים כגון כריות הדבקה, הוא לא היה מסוגל "ללכת" על קירות אנכיים.
הציון במבחן המדע: לא מספיק.

מכירים את "חוש העכביש"? התפיסה העל-חושית שמסוגלת לזהות סכנות לפני שהן מתרחשות? ברגליהם של מיני עכבישים רבים ישנם איברי חישה דמויי חריצים זעירים. החריצים האלה מאפשרים להם לחוש שינויים בתנועת האוויר וברעידות של הקורים, ועכבישים החיים במחילות באדמה אף יכולים לחוש בשינויים בקרקע סביבם. נוסף על כך, ניתן למצוא על רגליהם גם "שערות שמיעה" Trichobothria)), המסוגלות לחוש בתנודות באוויר, ברעידות הקורים ואפילו בשדות חשמליים.
כלומר, העכבישים אינם יכולים לראות את העתיד, אלא הם בעלי יכולת חישה טובה משלנו.
הציון במבחן המדע: טוב.

כיצד פועלות היכולות המדהימות של פיטר – זריזות רבה וכוח עצום? אכן, העכבישים הם בעלי יתרון ניכר עלינו. רגליהם נעות בעזרת שילוב של לחץ הידראולי (כלומר, לחץ המופעל באמצעות נוזל) של נוזל הגוף וכיווץ השרירים. הם בעלי ארבעה זוגות רגליים, כשכל זוג ממלא תפקיד אחר. שני הזוגות הקדמיים ממוקמים מול מרכז הגוף של העכביש, ושני הזוגות האחוריים מאחוריו. במהלך תנועה קדימה, שני הזוגות הקדמיים מתכווצים ויוצרים כוח משיכה, בעוד זוג הרגליים השלישי משמש כנקודת משען, וזוג הרגליים האחרון נמתח מלחץ הידראולי ויוצר כוח דחיפה. גם הזינוק שלהם מרשים ביותר. כמה ממיני העכבישים מסוגלים לזנק למרחק גדול פי שישה מאורך גופם (לצורך השוואה, בני האדם מסוגלים לזנק למרחק של פי אחד וחצי ממרחק גופם). ספיידרמן בעל שתי רגליים בלבד, אבל בהתחשב בכוח-העל שלו, שמקנה לו כוח גדול מכוחו של האדם הממוצע, אפשר להניח שהשינויים בגופו מאפשרים לו לייצר בשריריו אנרגיה גבוהה בהרבה מהממוצע ובכך לשפר את הזינוק שלו.
הציון במבחן המדע: כמעט טוב.