Применение технологии «кожа акулы» в краске самолетов может повысить скорость и сократить расход топлива. «При нанесении на каждый самолет каждый год во всем мире краска могла бы сэкономить 4,48 миллиона тонн топлива», - утверждает профессор Джулиан Винсент, бывший президент Международного общества бионической инженерии.
Решение биологических проблем было использовано в новой конструкции крыши, чтобы резко снизить потребность в кондиционировании воздуха в жарком климате, тем самым предлагая возможность сэкономить огромное количество энергии - особенно важное новшество в мире, который становится теплее.
Есть виды тигровых змей, которые в более прохладном климате могут предложить новые идеи о том, как сделать обратное - сделать системы отопления более эффективными. Если змеи могут делать это биологически, то, скорее всего, мы можем использовать тот же метод с технологиями, если мы знаем, как они это делают.
Эти особые тигровые змеи живут на другом конце геологической формации, в которой расположены хребты Флиндерс, на острове Кенгуру. Большая часть богатой местной дикой природы Австралии все еще находится здесь и является предметом пристального внимания Пегги Рисмиллер, которая руководит исследовательской станцией Pelican Lagoon Research Station.
Климат на этом острове в Южном океане может быть сырым и диким. К югу находится открытое море до Антарктиды, расстояние до которой составляет около 4500 километров. Штормы дуют с юга и приносят на эти берега непогоду, особенно для нескольких видов местных рептилий. Неспособные согреть свое тело сами (в отличие от нас, млекопитающих, которые делают это так хорошо), они должны найти другие решения для работы по терморегулированию.
Змеи ядовиты и довольно скрытны, и поэтому их довольно сложно изучать, но Рисмиллер потратила много времени на их поиски, чтобы лучше понять их жизнь и экологию. Она говорит мне, что они бывают семи различных цветовых вариаций, «но независимо от того, какого они цвета, они могут сгладить первую треть своего тела, обнажив черную кожу между чешуйками. При этом они могут нагреваться даже при довольно слабом солнечном свете. В результате они могут круглый год заполнять множество разных ниш. Но как тигровая змея может быть таким эффективным солнечным коллектором? Если бы мы смогли это понять, мы могли бы использовать методы, разработанные змеей, чтобы сделать технологию солнечного обогрева более эффективной, собирать тепло в течение дня, а затем использовать его ночью ».
Также существуют огромные возможности для улучшения конструкционных материалов за счет лучшего понимания того, как природа подходит к проблемам выживания. Перламутр, или «мать жемчуга», - это покрытие внутри раковин устриц и некоторых других двустворчатых моллюсков. Эти животные используют тот же материал, что и мел, для создания совершенно разных свойств по сравнению с порошкообразной и мягкой консистенцией, обычно присущей палочкам, используемым для письма на классных досках.
Совершенно иной характер перламутра достигается за счет расположения пластинок, которые гофрированы и уложены очень точно так, что при приложении давления не появляется ни одной трещины.
Внимательный взгляд на дерево также дает важные советы по проектированию конструкций. В древесине твердых пород дерева есть крошечные отверстия, которые разрушаются при приложении боковой нагрузки. Это то, что делает их намного прочнее, чем большинство мягких пород древесины.
Решения, основанные на этом естественном нововведении, могут помочь сэкономить материалы за счет сосредоточения внимания на том, как спроектированы конструкции, а не просто на их увеличении - что иногда является подходом, применяемым в инженерии.
И есть еще одна фундаментальная потребность человека, которая подкрепляется разнообразием природы - наша пища.
Еда разнообразия
Все, что мы едим, выращено из видов животных и растений, которые когда-то были дикими, или, в некоторых случаях (например, морская рыба), так и остались. Века или даже тысячелетия селекции якобы привели к появлению множества продуктивных разновидностей (хотя на самом деле селекция не может увеличить урожайность, а лишь размер плодов и животных), которые позволили увеличить производство продуктов питания, чтобы идти в ногу с ростом населения и повышением уровня жизни. По мере того, как наше население продолжает расти и становится все более зажравшимся, будет требоваться больше продуктов питания.
Цель производства большего количества продуктов питания должна быть достигнута одновременно с защитой почв, сохранением воды, сохранением большей части того, что осталось от лесов и других естественных мест обитания, и уменьшением обогащения химическими веществами окружающей среды. Это необходимо будет сделать, преодолевая последствия изменения климата и давление, которое будет исходить от вредителей и болезней, которые приобретут большую устойчивость к химическому оружию, которое мы использовали против них.
Мы часто предполагаем, что ответ на эту сложную проблему - это некая технология, возможно, в форме новых пестицидов или генной инженерии. Кажется, что генетика действительно будет важным ключом ко всему этому - хотя реальные решения могут оказаться меньше в генной инженерии и больше в генетическом разнообразии.
С тех пор, как мы, люди, впервые сделали шаг от охотников-собирателей к земледелию, фермеры разводили животных и растения, чтобы развить и отточить наилучшие возможные характеристики для условий, с которыми они сталкивались. Устойчивость к болезням, способность противостоять засухе, сорта, которые могут переносить холода, и типы, которые могут расти на соленых почвах, были отобраны фермерами в разных местах в разное время.
Благодаря тысячам лет селекции среди наших основных сельскохозяйственных культур появилось большое разнообразие сортов. Вдобавок ко всему этому относятся дикие родственники видов, которых мы выбрали для приручения. Они по-прежнему живут в дикой природе, где продолжают находить решения для проблем выживания. Пока сохраняется это культурное и дикое разнообразие, у нас есть уникальный ресурс, к которому можно прибегнуть во времена перемен. Без этого мы более уязвимы.
Бананы - тому пример. Это самый популярный фрукт в Великобритании. Мы съедаем их около 6 миллиардов ежегодно. Но эти удлиненные плоды тропического растения, упакованные в ярко-желтую кожуру, в основном идентичны.
Тысячи лет назад в жарких тропических джунглях фермер наткнулся на банан, который дает редкие фрукты. В отличие от большинства других банановых деревьев это конкретное имело большие сладкие плоды.
Это была естественная мутация, и тот, кто нашел это банановое дерево, понял, что это нечто особенное, и решил воспроизвести его. Но возникла проблема: мутация также привела к бесплодию плодов - они не дали семян. Итак, чтобы сохранить особое дерево, были посажены черенки, а затем были взяты черенки с тех растений, и так далее, вплоть до настоящего времени, когда мы все еще черенкуем.
Поскольку в течение очень долгого времени между коммерчески важными банановыми растениями не происходил обмен генами, деревья, дающие плоды, украшающие наши фруктовые чаши, сегодня фактически идентичны - виртуальные клоны. Эта ситуация возникла из-за того, что сорта, которые мы любим есть, выращены из кусочков растений, а не из семян, появившихся в результате полового акта.
Черенкование как метод воспроизводства лишил эволюции наши любимые плоды. Хотя первоначальный мутант мог обладать некоторой устойчивостью к болезням, когда он был впервые обнаружен тысячи лет назад, со временем можно ожидать, что его способность противостоять атакам снизится.
И это действительно так. Наши бананы остались статичными в генетическом смысле, в то время как болезнетворные организмы, которые могли бы их атаковать, - нет. Они продолжали развиваться.
