Večkrat sem že pisal o barvitih polžih zaškrgarjih, ki s svojimi živopisnimi barvnimi vzorci privlačijo morske biologe in podvodne fotografe. Sliši se nenavadno, a njihova barvitost ni povezana s tem, da bi privlačila partnerje, ampak je namenjena opozarjanju plenilcev, da so strupeni oziroma da so videti, kot da so strupeni. A v naravi je barvitosti veliko na vsakem koraku.
Biomimikrija je znanstvena disciplina, ki črpa navdih iz naravnih oblik, procesov in ekosistemov za ustvarjanje učinkovitejših modelov. Človek je že od nekdaj poskušal kopirati naravo. Ta v dolgem procesu evolucije s selekcijskimi silami usklajuje lepoto in funkcionalnost, zato ni naključje, da veliki izumi skozi zgodovino izvirajo iz naravnih elementov. Iz narave se lahko torej veliko naučimo, saj je razvoj trajal več kot 3,5 milijarde let. Slabi primeri so izumrli in jih najdemo v obliki fosilov, dobri (še živeči) primeri iz narave pa v sebi skrivajo zgodbo o uspehu preživetja. In takim zgodbam so mnogi raziskovalci skušali slediti. Med prvimi se je neskončnim primerom dovršenosti iz narave posvetil sloviti Leonardo da Vinci, ko je sledil vzorcem iz narave. Njegovi zapiski in številne skice pričajo o zamislih, da bi na podlagi ugotovitev iz narave ustvaril potapljaško opremo, tanke, podmornice, viteško opremo in še marsikaj. Proučeval je tudi anatomijo ptic in vzorce njihovega letenja, da bi na teh osnovah izdelal sredstvo za letenje. Če že da Vinciju ni uspelo poleteti, se je to zgodilo nekaj stoletij kasneje, ko sta leta 1903 prva poletela brata Orville in Wilbur Wright, ki sta tudi preučevala ptičji let.
Posnemati naravo
Izraz biomimikrija je skovala Janine Benyus leta 1997, ko je objavila knjigo z naslovom Biomimicry: Innovation Inspired by Nature (Biomimikrija: inovacije po navdihu iz narave). V osnovi to pomeni posnemati naravo. Prepričan sem, da bi v orjaški množici metuljev ali ptic in že prej omenjenih zaškrgarjev modni oblikovalci našli ogromno svežih navdihov za svoje kreacije. V pravilno geometrijsko simetrijo ujeta oblika različnih barvnih vzorcev v naravi je onkraj meja naše domišljije in predstavlja neskončno zakladnico navdiha, ki mu je treba le slediti.
Vzorcem iz narave sledijo tudi arhitekti. Francoski arhitekt Robertu le Ricolais je proučeval čudovite mrežaste oblike planktonskih mreževcev (Radiolaria), ki so ga navdihnile pri konstrukciji lahkih, a močnih trajnih konstrukcij. Na letnih olimpijskih igrah v Pekingu leta 2008 so arhitekti zasnovali osrednji stadion po navdihu ptičjega gnezda. V Kraljevem Botaničnem vrtu v Londonu je mogoče občudovati nenavaden rastlinjak (v izvedbi arhitekturnega studia Wilkinson Eyre), ki ga odlikuje sistem za nizkoenergetsko prezračevanje in pasivno hlajenje zraka, pri čemer so se zgledovali po termitnjakih v naravi. Še bolj znan je EastGate Centre v Harareju v Zimbabveju, kjer celotna trgovska in poslovna stavba temelji na sistemu prezračevanja, značilnem za termitnjake.
Briljantne ideje v naravi
Ko je poleti leta 2005 bioinženirja Jeffreya Karpa iz neke bolnišnice v Cambridgeu (Massachusets, ZDA) pritegnil članek o Spidermanu (človeku pajku), v katerem je pisalo o nenavadnih prilagoditvah gekonov, še ni vedel, da ga bodo gekoni navdihnili za reševanje pomembnega medicinskega problema. Ena od posebnosti gekonov, ki se ji je baje čudil že Aristotel, je prisesni aparat na okončinah, s katerim se lahko oprimejo gladkih površin, tudi na stropu. Kako jim uspe na stropu kljubovati sili teže? Sodobne raziskave so pokazale, da je oprijem povezan z Van der Waalsovimi silami med dlačicami na prstih in površino. Število oprijemalnih dlačic, ki so mikroskopsko majhne in zelo tanke, je izjemno veliko in tvorijo veliko stično površino. Gekoni so navdihnili Jeffreya Karpa, da je razmišljal o uporabi materiala za izdelavo nove vrste medicinskega traku, ki bi lahko nadomestil šive in sponke, ki lahko poškodujejo občutljivo tkivo okoli ran. Ko sem že omenil človeka pajka, naj omenim, da je pajčevina močnejša od jekla, za njeno proizvodnjo pa ni potrebna zapletena industrijska tehnologija. Ker je močnejša tudi od kevlarja, je zanimiva za razvoj jopičev proti nabojem.
Leta 1941 je švicarski inženir George de Mestral na lovu s svojim psom v Alpah ugotovil, da so se na dlako njegovega psa prilepili majhni cofki repinca (Arctium). Ob natančnejšem pregledu je ugotovil, da je te majhne kaveljčke in zanke mogoče izdelati v oblačila ali sponke za oblačila. Potreboval je nekaj let, da je patentiral vsem znanega "ježka" (velcro), ki je danes marsikje nadomestil vezalke. Danes se tako lahko otroci sami obuvajo, ježek pa je nepogrešljiv v številnih praktičnih in široko uporabljenih izdelkih.
Tudi nadležni komarji so lahko uporabni v praktični uporabi ljudi. Na komarjevem rilcu je več različnih iglastih izrastkov, zaradi katerih je komarjev pik neboleč. Leta 2008 so raziskovalci, posnemajoč komarja, razvili iglo s tremi zobci, ki je znatno zmanjšala bolečino, ki jo povzroča vbod injekcije.
Včasih pa so iznajdbe celo predobre, kot se je zgodilo v primeru morskih psov. Koža morskega psa je prekrita s plakoidnimi luskami, vsaka od njih pa ima v nazaj (v smeri proti repu) obrnjen dermalni zobec ali trn. Ti zobci motijo nastajanje vrtincev in zmanjšajo upor. Podjetje Speedo je v sodelovanju z ameriško vesoljsko agencijo (NASA) za ameriško olimpijsko plavalno ekipo leta 2008 zasnovalo plavalne obleke, ki posnemajo teksturo kože morskega psa in s tem zmanjšajo trenje z vodo, kar omogoča plavalcem hitrejše plavanje z manj upora. S takšnimi kopalkami so plavalci in plavalke osvojili veliko večino zlatih olimpijskih medalj iz plavalnih disciplin. Zaradi tega so ekipo obtožili tehnološkega dopinga in obleke prepovedali. A luske morskih psov so zanimive tudi z drugih vidikov. Odkrili so namreč, da so zobci pokriti z mikroskopskimi grebenčki, ki bakterijam onemogočajo pritrjevanje, zato ima ta material velike možnosti uporabe v zdravstveni sferi.
Narava ima vselej prav!
Tudi dvojna vijačnica DNA je nekaj posebnega. Uporaba modelov dvojne vijačnice kot umetnih podvodnih struktur za naseljevanje pridnenih organizmov je dobra zamisel. V predelih z visokim usedanjem sedimenta, kot je na primer Tržaški zaliv, so pokončne ali poševne strukture najboljše, vodoravne pa najslabše, saj se pritrjeni filtratorski organizmi zadušijo s sedimentom, ki jim pada dobesedno v usta. Tisti organizmi, ki naselijo navpične ali poševne površine, pa normalno funkcionirajo. Zato je model vijačnice primeren za naše razmere.
Da je narava naša učiteljica, ki v sebi skriva veliko skrivnosti in ji je treba slediti, so vedeli že mnogi raziskovalci. Včasih je dovolj, da si pogledamo kakšno rastlino. Za mnoge rastline je namreč značilno, da imajo liste razvrščene v spirali po Fibonaccijevem zaporedju. Ta se nanaša na Leonarda Pisana iz 13. stoletja, bolj znanega kot Fibonacci. Zaporedje temelji na preprosti formuli, da je vsako število seštevek prejšnjih dveh števil. Začne se z 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34 ... in se tako nadaljuje v nedogled. Fibonaccijevo zaporedje velja za večino spiralno razporejenih rastlin, taka razporeditev pa naj bi bila smiselna zaradi večje učinkovitosti listov pri prestrezanju sončnih žarkov. Kako pomembna je narava kot vir navdiha, je Leonardo da Vinci nekoč zapisal: "Čeprav lahko človeška iznajdljivost snuje različne izume za iste namene, nikoli ne bo iznašla nič lepšega, preprostejšega in bolj primernega kot narava, saj njenim izumom nič ne manjka in nič ni odveč."
