האקרובטיקה הייחודית של הצפרדע המעופפת
מחקר סיני זיהה שלושה סגנונות נחיתה שבהן משתמשות צפרדעים כשהן נוחתות על ענפים והסביר את הפיזיקה שלהם ומדוע הן מעדיפות להיאחז בעזרת רגליהן הקדמיות
ראיתם פעם צפרדע באוויר? הצפרדע הסינית המעופפת Zhangixalus dennysi חיה ביערות טרופיים במזרח אסיה ומעבירה את רוב זמנה על גבי עצים ושיחים. לא רק יכולות הקפיצה שלה מרשימות, אלא היא גם פיתחה אסטרטגיות יצירתיות כדי לנחות בצורה יעילה ובטוחה על משטחים מאתגרים כגון ענפים ועלים בשלל זוויות.
בעלי חיים שנעים בגובה מפגינים התנהגות תנועתית ייחודית, כיוון שכל נחיתה לא מושלמת עלולה לעלות להם בחייהם. תנועה בעולם החי מלמדת אותנו רבות על האופן שבו בעלי חיים מתאימים את גופם והתנהגותם לסביבתם כדי לשרוד. הביומכניקה (מיוונית: תנועה של בעלי חיים) היא תחום שעוסק בחקר התנועות של יצורים חיים והכוחות שפועלים עליהם, מרמת התא ועד הגוף השלם. בהשראת הביומכניקה נולד גם ענף מחקרי בשם ביומימטיקה, שעוסק בהעתקת עקרונות שנמצאים בשימוש בטבע לפיתוח חומרים והמצאות לתועלת האדם.
בביומכניקה לומדים איך מבנה הגוף ותפקודו מתאימים לצרכיו של בעל החיים ולסביבה שלו. למשל, איך השרירים והעצמות של הצפרדע מתאימים לביצוע קפיצות, או איך כריות ההצמדה הדביקות בקצה גפיה מצליחות להיאחז במשטחים משלל סוגים וצורות. בנוסף, מדענים חוקרים איך היא מניעה את איבריה ואת שריריה כדי לנחות בשלום על משטחים במגוון גדלים ובעלי חוזק משתנה. מדובר במשימה לא פשוטה שדורשת איזון עדין בין עוצמת הניתור לוויסות כוחות הגוף, כך שלא ישברו את הענף.
כל נחיתה לא מושלמת עלולה לעלות לה בחייה. צפרדע סינית מעופפת | D. Gordon E. Robertson, Wikimedia
משלוש יוצאת אחת
מחקר חדש, שהוא בין הבודדים שהוקדשו עד כה לביומכניקה של צפרדעים, מציג כעת בהרחבה שלוש דרכי נחיתה שונות שמשמשות אותן. החוקרים, משתי אוניברסיטאות בסין, תיעדו בווידאו את הקפיצות והנחיתות של הצפרדעים על עמודים בעלי קוטר משתנה, שייצגו ענפים דקים או עבים. כמו כן נעזרו בחיישנים כדי למדוד את הכוח שרגלי הצפרדע וגופה הפעילו על העמוד בזמן הנחיתה.
הצפרדעים תועדו נוחתות בשלוש צורות שונות. באחת הן השתמשו ברגל קדמית שלהן, בשנייה הן נעזרו ברגל אחורית, והשלישית הייתה נחיתה על הבטן. בשתי השיטות הראשונות הצפרדע הושיטה את רגלה לעמוד בעודה באוויר, הרגל נדבקה למשטח בעזרת כריות ההדבקה שלה, וגוף הצפרדע המשיך לנוע בתנועה סיבובית עד שגם הרגל השנייה נצמדה לעמוד. בשיטה השלישית הצפרדע כיוונה את הבטן שלה לעבר העמוד, וברגע שפגעה בו היא הטיחה את רגליה קדימה וכרכה אותן סביבו.
המחקר גם מצא שיש קשר בין קוטר העמוד ובין שיטת הנחיתה שהצפרדע בחרה להשתמש בה. אף על פי שבדרך כלל היא העדיפה להשתמש ברגליה הקדמיות לנחיתה, ככל שהעמוד היה צר יותר גדלה הסבירות שתבחר במקום זה בשיטות הבטן או הרגליים האחוריות. החוקרים מעריכים כי דרך הנחיתה הנוחה ביותר עבור הצפרדע היא להיאחז בענפים ברגליה הקדמיות, אך כשעליה להיצמד לענפים דקים היא חייבת לדייק מאוד בזווית הקפיצה שלה כדי לנחות נכון, ולכן גדל הסיכוי שהיא תסטה מעט מהמסלול הרצוי. סטייה כזאת עלולה להביא לידי כך שרגליה הקדמיות לא יגיעו למשטח בזמן, ולכן היא תבחר בדרך אחרת שתמנע ממנה נפילה מסוכנת.
הצפרדע המעופפת במופע לוליינות מרהיב:
לעומת זאת, בקפיצה לענפים רחבים מצפה לה שטח גדול יותר לנחות עליו. על כן פחות חשוב לה שזווית הקפיצה שלה תהיה מדויקת. כך היא יכולה לנחות ביציבות באמצעות רגליה הקדמיות.
מדידות החיישן שבחן את עוצמת הכוח שהופעל על העמוד בנחיתה חשפו שנחיתת הבטן הפעילה על העמוד הכי הרבה כוח מבין שלוש השיטות. במהלך נחיתה עם הבטן, כל הכוח של התנועה מתרכז בנקודה אחת. לעומת זאת, כשהצפרדע נוחתת עם הגפיים תחילה, השרירים והשלד סופגים חלק מאנרגיית הפגיעה, וחלק נוסף ממנה מתועל לתנועה הסיבובית של גוף הצפרדע, בזמן שהרגל השנייה מתקרבת גם היא אל הענף. מכאן אפשר להסיק שאולי ההעדפה של הצפרדע לנחות על הרגל הקדמית קשורה גם לעוצמה שבה היא פוגעת במשטח. סביר להניח שככל שהחבטה שגופה של הצפרדע סופג בנחיתה תהיה חלשה יותר, יהיה לה קל יותר לשמור על יציבותה.
אומנם הצפרדע אינה מחשבת משוואות תנועה ואנרגיה, אך התבניות האבולוציוניות והעצביות שהוטמעו בה לאורך הדורות מקיימות עיקרון של אופטימיזציה: העדפה של צורת נחיתה שתצמצם למינימום את הכוחות שפועלים על גוף הצפרדע בעת הפגיעה ותקל עליה להיאחז בענף, ובכך לשרוד ולהעביר את יכולותיה לדורות הבאים. הנחיתה האידיאלית נעשית באמצעות הרגל הקדמית ולכן היא זוכה להעדפה. סטייה מזווית הקפיצה המדויקת או חוסר התאמה גיאומטרית לענף מחייבים אותה לעבור לאחת משתי השיטות האחרות. כך נוצרת מערכת ברירות מהירה שמגלמת אופטימיזציה מכנית אינטואיטיבית ויעילה. זוהי דרכה של צפרדע חכמה שלא מודעת לחוכמתה.
26 נובמבר 2025 
3 דקות 
