Sheila Patek: Measuring the fastest animal on earth

מתרגם: Oren Szekatch מבקר: Ido Dekkers

If you'd like to learn how to play the lobster, we have some here.

אם אתם רוצים ללמוד כיצד לשחק אותה לובסטר, יש לנו כמה כאן.

And that's not a joke, we really do.

וזו אינה בדיחה, באמת יש לנו.

So come up afterwards and I'll show you how to play a lobster.

אז תעלו לפה אחר-כך ואני אראה לכם כיצד לשחק אותה לובסטר.

So, actually, I started working on what's called the mantis shrimp

אז, למעשה, אני התחלתי לעבוד על מה שנקרא חסילון מנטיס

a few years ago because they make sound.

לפני מספר שנים מכיוון שהם ייצרו צלילים.

This is a recording I made of a mantis shrimp

זוהי הקלטה שאני הקלטתי של חסילון מנטיס

that's found off the coast of California.

הנמצא ליד חופי קליפורניה.

And while that's an absolutely fascinating sound,

ולמרות שזה צליל שהוא ללא ספק מרתק,

it actually turns out to be a very difficult project.

זה למעשה התברר להיות כפרוייקט לא קל.

And while I was struggling to figure out how and why mantis shrimp,

ובזמן שאני נאבקתי להבין למה ומדוע חסילוני מנטיס,

or stomatopods, make sound, I started to think about their appendages.

או סטומאטופודים,מייצרים צליל, אני התחלתי לחשוב על הגפיים שלהם.

And mantis shrimp are called "mantis shrimp" after the praying mantises,

וחסילוני מנטיס נקראים חסילוני מנטיס בעקבות דמיונם לגמלי שלמה המתפללים,

which also have a fast feeding appendage. And I started to think,

אשר גם להם יש גפת אכילה מהירה. ואני התחלתי לחשוב,

well, maybe it will be interesting, while listening to their sounds,

ובכן, אולי זה יהיה מעניין, בזמן שאקשיב לצלילים שלהם,

to figure out how these animals generate very fast feeding strikes.

להבין כיצד החיות הללו מייצרות חבטות אכילה כל-כך מהירות.

And so today I'll talk about the extreme stomatopod strike,

היום אני אדבר על החבטה הקיצונית של הסטומאטופוד,

work that I've done in collaboration with Wyatt Korff and Roy Caldwell.

עבודה שאותה עשיתי בשיתוף עם וויט קרוף ורוי קולדוול.

So, mantis shrimp come in two varieties:

אז, לחסילון מנטיס יש שתי גירסאות:

there are spearers and smashers.

ישנם בעלי החנית והמרסקים.

And this is a spearing mantis shrimp, or stomatopod.

וזהו חסילון מנטיס, או סטומאטופוד, בעל החנית.

And he lives in the sand, and he catches things that go by overhead.

והוא חי בחול, והוא תופס דברים שעוברים לו מעל הראש.

So, a quick strike like that. And if we slow it down a bit,

אז, מכה מהירה כזו. ואם אנחנו נאט את זה קצת,

this is the mantis shrimp -- the same species --

זהו חסילון המנטיס -- אותו זן --

recorded at 1,000 frames a second,

מוקלט באלף פריים לשנייה,

played back at 15 frames per second.

ורץ ב- 15 פריימים לשנייה.

And you can see it's just a really spectacular extension of the limbs,

ואתם יכולים לראות שזה פשוט הארכה מדהימה של הגפיים,

exploding upward to actually just catch

העפים למעלה במהירות בכדי לתפוס

a dead piece of shrimp that I had offered it.

חתיכה של שרימפס מת שאני הצעתי לו.

Now, the other type of mantis shrimp is the smasher stomatopod,

עכשיו, הסוג השני של חסילון המנטיס הוא הסטומאטופוד המרסק,

and these guys open up snails for a living.

והחבר'ה האלה פותחים חלזונות למחייתם.

And so this guy gets the snail all set up and gives it a good whack.

אז הבחור הזה מכין את החלזון בתנוחה נוחה ונותן לו מכה הגונה.

(Laughter)

(צחוק)

So, I'll play it one more time.

אז, אני אנגן את זה עוד פעם אחת.

He wiggles it in place, tugs it with his nose, and smash.

הוא מסדר את זה במקום, מושך את זה עם האף שלו, ואז מרסק.

And a few smashes later, the snail is broken open, and he's got a good dinner.

ואז כמה ריסוקים אחר-כך, בית החלזון נפתח, ויש לו ארוחה טובה.

So, the smasher raptorial appendage can stab with a point at the end,

אז, הגפה הרפטלית של המרסק יכולה לדקור עם חודה בקצה,

or it can smash with the heel.

או שהיא יכולה לרסק עם העקב.

And today I'll talk about the smashing type of strike.

והיום אני אדבר על הסוג שמשתמש בחבטת הריסוק.

And so the first question that came to mind was,

השאלה הראשונה שעלתה לי לראש הייתה,

well, how fast does this limb move?

ובכן, באיזו מהירות הגפה הזו זזה?

Because it's moving pretty darn fast on that video.

מכיוון שהיא זזה די מהר בווידאו הזה.

And I immediately came upon a problem.

ומיידית נתקלתי בבעיה.

Every single high-speed video system in the biology department

כל מערכת וודיאו במהירות גבוהה שהייתה לנו במחלקת ביולוגיה

at Berkeley wasn't fast enough to catch this movement.

בברקלי לא הייתה מהירה מספיק כדי לתפוס את התנועה.

We simply couldn't capture it on video.

פשוט לא היינו מסוגלים לתפוס את זה בווידאו.

And so this had me stymied for quite a long period of time.

וזה גרם לי להיות מתוסכלת לזמן רב.

And then a BBC crew came cruising through the biology department,

ואז צוות BBC עבר לו דרך מחלקת ביולוגיה,

looking for a story to do about new technologies in biology.

בחיפושו אחר סיפור על טכנולוגיות חדשות בביולוגיה

And so we struck up a deal.

אז עשינו עיסקה.

I said, "Well, if you guys rent the high-speed video system

אני אמרתי "ובכן, אם אתם תשכרו את מערכת הווידאו לצילום במהירות גבוהה

that could capture these movements,

שיכולה לתפוס את התזוזות האלו,

you guys can film us collecting the data."

אתם תוכלו לצלם אותנו אוספים מידע."

And believe it or not, they went for it. (Laughter)

ותאמינו או לא, הם הלכו על זה.

So we got this incredible video system. It's very new technology --

אז קיבלנו מערכת ווידאו מדהימה . זוהי טכנולוגיה מאוד חדישה --

it just came out about a year ago --

היא יצאה לשוק רק לפני שנה בערך --

that allows you to film at extremely high speeds in low light.

שמאפשרת לך לצלם במהירויות מאוד גבוהות בתאורה נמוכה.

And low light is a critical issue with filming animals,

ותאורה נמוכה הוא דבר קריטי כשמצלמים חיות,

because if it's too high, you fry them. (Laughter)

מכיוון שאם התאורה גבוהה מדי, אתה תטגן אותם.

So this is a mantis shrimp. There are the eyes up here,

אז זהו חסילון המנטיס. הנה העיניים פה למעלה,

and there's that raptorial appendage, and there's the heel.

והגפה הרפטלית כאן, והנה העקב.

And that thing's going to swing around and smash the snail.

והדבר הזה עומד להיות מונף ולחבוט בחלזון.

And the snail's wired to a stick,

והחלזון קשור למקל,

so he's a little bit easier to set up the shot. And -- yeah.

כך שמעט קל יותר לארגן ולתת את החבטה. ו..כן.

(Laughter)

(צחוק)

I hope there aren't any snail rights activists around here.

אני מקווה שאין כאן פועלי זכויות לחלזונות.

(Laughter)

(צחוק)

So this was filmed at 5,000 frames per second,

אז זה צולם ב-5,000 פריימים לשנייה,

and I'm playing it back at 15. And so this is slowed down 333 times.

ואני מריצה את זה ב-15. כך שזה מואט פי 333.

And as you'll notice, it's still pretty gosh darn fast

וכמו שתראו, זה עדיין די מהיר

slowed down 333 times. It's an incredibly powerful movement.

כשזה מואט פי 333. זו עדיין תנועה עוצמתית בצורה מדהימה.

The whole limb extends out. The body flexes backwards --

כל הגפה נמתחת החוצה. הגוף מתכופף אחורה --

just a spectacular movement.

פשוט תנועה מופלאה.

And so what we did is, we took a look at these videos,

אז מה שעשינו, הסתכלנו על הסרטונים הללו,

and we measured how fast the limb was moving

ומדדנו באיזו מהירות הגפה זזה

to get back to that original question.

בכדי לחזור לאותה שאלה מקורית.

And we were in for our first surprise.

ואנחנו עמדנו להיות מפותעים בפעם הראשונה.

So what we calculated was that the limbs were moving

מה שחישבנו היה שהגפה זזה

at the peak speed ranging from 10 meters per second

במהירות שיא הנעה מעשר מטר לשנייה

all the way up to 23 meters per second.

ועד ל- 23 מטר לשנייה

And for those of you who prefer miles per hour,

ולאלו מכם המעדיפים את שיטת המייל לשעה,

that's over 45 miles per hour in water. And this is really darn fast.

זה למעלה מ- 45 מייל לשעה במים. וזה בהחלט מהיר.

In fact, it's so fast we were able to add a new point

למעשה, זה כל-כך מהיר עד שהצלחנו להוסיף נקודה חדשה

on the extreme animal movement spectrum.

בספקטרום התנועות הקיצוניות של בעלי-חיים.

And mantis shrimp are officially the fastest measured feeding strike

וחסילון המנטיס הוא בעל חבטת האכילה המהירה ביותר שנמדדה באופן רשמי

of any animal system. So our first surprise.

בכל מערכות בעלי-החיים. אז זו הייתה הפתעתנו הראשונה.

(Applause)

(מחיאות כפיים)

So that was really cool and very unexpected.

אז זה היה באמת מגניב ולא צפוי.

So, you might be wondering, well, how do they do it?

אז, אתם וודאי תוהים, ובכן, איך הם עושים זאת?

And actually, this work was done in the 1960s

ולמעשה, המחקר הזה נעשה בשנות השישים

by a famous biologist named Malcolm Burrows.

על-ידיי ביולוג מוכר בשם מלקולם בורוס.

And what he showed in mantis shrimp is that they use

ומה שהוא הראה היה שחסילוני המנטיס משתמשים

what's called a "catch mechanism," or "click mechanism."

במה שנקרא מנגנון תפיסה, או מנגנון נקישה.

And what this basically consists of is a large muscle

והוא מורכב משריר גדול

that takes a good long time to contract,

שלוקח לו זמן רב להתכווץ,

and a latch that prevents anything from moving.

ובריח שמונע ממשהו לזוז.

So the muscle contracts, and nothing happens.

אז השריר מתכווץ, ודבר לא קורה.

And once the muscle's contracted completely, everything's stored up --

וברגע שהשריר מתכווץ לחלוטין, הכל נאגר --

the latch flies upward, and you've got the movement.

הבריח עולה למעלה, ויש לך את התנועה.

And that's basically what's called a "power amplification system."

וזה למעשה מה שנקרא מערכת העצמת כוח.

It takes a long time for the muscle to contract,

לוקח לשריר זמן רב להתכווץ,

and a very short time for the limb to fly out.

וזמן קצר לגפה לעוף החוצה.

And so I thought that this was sort of the end of the story.

ואני חשבתי שזה היה די סופו של הסיפור.

This was how mantis shrimps make these very fast strikes.

זו הדרך שבה חסילוני מנטיס מבצעים את החבטות המהירות שלהם.

But then I took a trip to the National Museum of Natural History.

אבל אז הלכתי לטיול במוזיאון הלאומי להיסטוריית הטבע.

And if any of you ever have a chance,

ואם יתאפשר לכם מתישהו,

backstage of the National Museum of Natural History

מאחורי הקלעים של המוזיאון הלאומי להיסטוריית הטבע

is one of the world's best collections of preserved mantis shrimp. And what --

ישנו את אחד האוספים המוצלחים של חסילוני מנטיס משומרים. ומה --

(Laughter)

(צחוק)

this is serious business for me.

זה עסק רציני עבורי.

(Laughter)

(צחוק)

So, this -- what I saw, on every single mantis shrimp limb,

אז, זה -- מה שראיתי, בכל גפה של חסילון מנטיס שראיתי,

whether it's a spearer or a smasher,

בין שהיה בעל חנית או מרסק,

is a beautiful saddle-shaped structure

היה מבנה יפיפה דמויי אוכף

right on the top surface of the limb. And you can see it right here.

ממש על פני השטח של הגפה. ואתם יכולים לראות את זה כאן.

It just looks like a saddle you'd put on a horse.

זה נראה בדיוק כמו אוכף שאתם שמים על סוס.

It's a very beautiful structure.

זה מבנה מאוד יפה.

And it's surrounded by membranous areas. And those membranous areas

והוא מוקף באיזורים קרומיים, ואותם איזורים קרומיים

suggested to me that maybe this is some kind of dynamically flexible structure.

מרמזים לי על כך שאולי זהו סוג של מבנה גמיש.

And this really sort of had me scratching my head for a while.

וזה באמת גרם לי לגרד את הראש בתהייה לזמן מה.

And then we did a series of calculations, and what we were able to show

עשינו מספר חישובים, ומה שהצלחנו להראות

is that these mantis shrimp have to have a spring.

היה שלחסילוני מנטיס חייב להיות קפיץ.

There needs to be some kind of spring-loaded mechanism

צריך להיות איזה שהוא מנגנון טעינת קפיץ

in order to generate the amount of force that we observe,

בכדי לייצר את כמות הכוח שאנחנו צפינו בו,

and the speed that we observe, and the output of the system.

והמהירות שאנחנו ראינו, והפלט של המערכת.

So we thought, OK, this must be a spring --

אז חשבנו, אוקיי, זה חייב להיות קפיץ --

the saddle could very well be a spring.

האוכף בהחלט יכול להיות הקפיץ.

And we went back to those high-speed videos again,

וחזרנו שוב לאותם סרטונים במהירות גבוהה,

and we could actually visualize the saddle compressing and extending.

ויכולנו למעשה לראות את האוכף מתכווץ ומתארך.

And I'll just do that one more time.

ואני אראה זאת עוד פעם אחת.

And then if you take a look at the video --

ואם תראו את הווידאו --

it's a little bit hard to see -- it's outlined in yellow.

זה קצת קשה לראות -- זה מותווה בצהוב.

The saddle is outlined in yellow. You can actually see it

האוכף מותווה בצהוב. אתם ממש יכולים לראות את זה

extending over the course of the strike, and actually hyperextending.

מתארך במהלך החבטה, למעשה אפילו היפר מאורך.

So, we've had very solid evidence showing

אם כך, הייתה לנו עדות מוצקה המראה

that that saddle-shaped structure actually compresses and extends,

שהמבנה דמויי אוכף באמת נדחס ומתארך,

and does, in fact, function as a spring.

ואכן, למעשה, מתפקד כאוכף.

The saddle-shaped structure is also known as a "hyperbolic paraboloid surface,"

המבנה דמויי אוכף ידוע גם כמשטח בצורת היפרפרבולה,

or an "anticlastic surface."

או משטח אנטי-קלאסטי.

And this is very well known to engineers and architects,

וזה דבר הידוע למהנדסים ולארכיטקטים,

because it's a very strong surface in compression.

מכיוון שזהו משטח חזק מאוד בדחיסה.

It has curves in two directions,

יש לו עקומות בשני כיוונים,

one curve upward and opposite transverse curve down the other,

עקומה אחת כלפיי מעלה, והשנייה הפוכה כלפיי מטה,

so any kind of perturbation spreads the forces

כך שכל סוג של תזזית מחלקת את הכוחות

over the surface of this type of shape.

על-פני השטח של סוג כזה של מבנה.

So it's very well known to engineers, not as well known to biologists.

אז זה ידוע היטב למהנדסים, אך לא ידוע כזה טוב לביולוגים.

It's also known to quite a few people who make jewelry,

זה גם ידוע לדי הרבה אנשים שעושים תכשיטים,

because it requires very little material

מכיוון שנצרך מעט מאוד חומר

to build this type of surface, and it's very strong.

בכדי לבנות סוג כזה של מבנה, והוא חזק מאוד.

So if you're going to build a thin gold structure,

אז אם אתם הולכים לבנות מבנה דק מזהב,

it's very nice to have it in a shape that's strong.

אז כדאי שזה יהיה במבנה שהוא חזק.

Now, it's also known to architects. One of the most famous architects

זה גם ידוע לארכיטקטים. אחד הארכיטקטים המוכרים יותר

is Eduardo Catalano, who popularized this structure.

הוא אדוארדו קאטלאנו, שהפך את המבנה הזה לפופולרי.

And what's shown here is a saddle-shaped roof that he built

ומה שניתן לראות כאן זה גג דמויי אוכף שהוא בנה

that's 87 and a half feet spanwise.

בגודל של 26 מטר לרוחב.

It's two and a half inches thick, and supported at two points.

והוא בעובי של 6.5 סנטימטר, ונתמך בשתי מקומות.

And one of the reasons why he designed roofs this way is because it's --

ואחת הסיבות בגינה הוא עיצב גגות בצורה זו הייתה בגלל --

he found it fascinating that you could build such a strong structure

הוא אהב את הרעיון שאפשר לבנות מבנה כזה חזק

that's made of so few materials and can be supported by so few points.

שעשוי מכל-כך מעט חומרים ויכול להיתמך על-ידיי כל-כך מעט נקודות תמיכה.

And all of these are the same principles that apply

וכל אלה הם אותם עקרונות שתקפים

to the saddle-shaped spring in stomatopods.

לקפיץ דמויי אוכף שקיים בסטומאטופוד.

In biological systems it's important not to have a whole lot

במערכות ביולוגיות זה חשוב שלא יהיה יותר מדי

of extra material requirements for building it.

דרישות לחומרים כדי לבנות.

So, very interesting parallels between the biological

אז, הקבלות מאוד מעניינות בין עולמות הביולוגיה

and the engineering worlds. And interestingly, this turns out --

וההנדסאות. ובאופן מעניין, זה הפך להיות --

the stomatopod saddle turns out to be the first

אוכף הסטומאטופוד הפך להיות

described biological hyperbolic paraboloid spring.

מוגדר כקפיץ ההיפרבולי הביולוגי הראשון.

That's a bit long, but it is sort of interesting.

זה מעט ארוך, אבל זה די מעניין.

So the next and final question was, well, how much force

אז השאלה הבאה והסופית הייתה, ובכן, כמה כוח

does a mantis shrimp produce if they're able to break open snails?

מייצר חסילון המנטיס אם הם מצליחים לפצח חלזונות?

And so I wired up what's called a load cell.

אז אני חיברתי מה שנקרא תא עומס.

A load cell measures forces, and this is actually

תא עומס מודד כוחות, וזהו למעשה

a piezoelectronic load cell that has a little crystal in it.

צלחת עומס פיאזואלקטרית בה יש קריסטלים קטנים.

And when this crystal is squeezed, the electrical properties change

וכאשר הקריסטלים האלו נמחצים, התכונות החשמליות משתנות

and it -- which -- in proportion to the forces that go in.

וזה -- אשר -- בפרופורציה לכוחות שנכנסות פנימה.

So these animals are wonderfully aggressive,

החיות הללו הן אגרסיביות להדהים,

and are really hungry all the time. And so all I had to do

ובאמת רעבות כל הזמן. כך שכל שהיה עליי לעשות

was actually put a little shrimp paste on the front of the load cell,

היה למעשה למרוח משחת שרימפס על פני צלחת העומס,

and they'd smash away at it.

והם ריסקו את זה.

And so this is just a regular video of the animal

זהו סרטון רגיל של החיה

just smashing the heck out of this load cell.

מרסקת ללא רחם את צלחת העומס.

And we were able to get some force measurements out.

והצלחנו למדוד את חלק מהכוחות שנוצרו.

And again, we were in for a surprise.

ושוב, עמדו להיות מופתעים.

I purchased a 100-pound load cell, thinking,

רכשתי צלחת עומס של 45 קילו, בחושבי,

no animal could produce more than 100 pounds at this size of an animal.

ששום בעל חיים בגודל כזה לא יוכל לייצר יותר.

And what do you know? They immediately overloaded the load cell.

ומה אתם יודעים, הם מיד עשו העמסת יתר לצלחת העומס.

So these are actually some old data

אז אלו הם פיסות מדע ישנה

where I had to find the smallest animals in the lab,

בהן הייתי צריכה למצוא את החיות הקטנות ביותר במעבדה,

and we were able to measure forces of well over 100 pounds

ויכולנו למדוד כוחות של הרבה מעל 45 קילו

generated by an animal about this big.

אשר נוצרו בידיי חיה בגודל כזה.

And actually, just last week I got a 300-pound load cell

ולמעשה, רק בשבוע שעבר השגתי צלחת עומס של 136 קילו

up and running, and I've clocked these animals generating

שתעבוד, ואני תיזמנתי את החיות הללו מייצרות

well over 200 pounds of force.

הרבה מעל 90 קילו של כוח.

And again, I think this will be a world record.

ושוב, אני חושבת שזה יהיה שיא עולמי.

I have to do a little bit more background reading,

אני צריכה לעשות קצת יותר קריאה של חומר רקע,

but I think this will be the largest amount of force produced

אבל אני חושבת שזה יהיה כמות הכוח הגדולה ביותר שנוצרה

by an animal of a given -- per body mass. So, really incredible forces.

בידיי חיה ביחס למסת גופה. אז, באמת כוחות מדהימים.

And again, that brings us back to the importance of that spring

ושוב, זה מחזיר אותנו לחשיבותו של הקפיץ

in storing up and releasing so much energy in this system.

בהיותו אוגר ומשחרר כל-כך הרבה אנרגיה במערכת.

But that was not the end of the story.

אבל זה לא היה סופו של הסיפור.

Now, things -- I'm making this sound very easy, this is actually a lot of work.

עכשיו, דברים -- אני גורמת לזה להשמע קל מאוד, אבל למעשה זה הרבה עבודה.

And I got all these force measurements,

והיה לי את כל הממצאים האלו של הכוחות,

and then I went and looked at the force output of the system.

ואז הלכתי להסתכל על פליטת הכוח של המערכת.

And this is just very simple -- time is on the X-axis

וזה פשוט מאוד -- הזמן הוא על ציר ה X

and the force is on the Y-axis. And you can see two peaks.

והכוח הוא על ציר ה Y. ואתם יכולים לראות שני שיאים.

And that was what really got me puzzled.

וזה באמת מה שגרם לי לתהות.

The first peak, obviously, is the limb hitting the load cell.

השיא הראשון, באופן מובן, הוא כאשר הגפה מכה בצלחת העומס.

But there's a really large second peak half a millisecond later,

אבל ישנו שיא גדול שני אחרי חצי אלפית השנייה,

and I didn't know what that was.

ולא ידעתי מה זה היה.

So now, you'd expect a second peak for other reasons,

עכשיו, הייתם מצפים לשיא שני מסיבות אחרות,

but not half a millisecond later.

אבל לא אחרי חצי אלפית השנייה.

Again, going back to those high-speed videos,

ושוב, חוזרים לאותם סרטונים במהירות גבוהה,

there's a pretty good hint of what might be going on.

יש רמז די טוב למה שמתרחש שם.

Here's that same orientation that we saw earlier.

הנה אותו קטע שראינו לפני-כן.

There's that raptorial appendage -- there's the heel,

הנה הגפה הרפטלית -- הנה העקב,

and it's going to swing around and hit the load cell.

והוא הולך להיות מונף ולהכות בצלחת העומס.

And what I'd like you to do in this shot is keep your eye on this,

ומה שאני רצה שתעשו בקטע הזה, זה לשם לב לזה,

on the surface of the load cell, as the limb comes flying through.

על משטח צלחת העומס, כאשר הגפה מתעופפת אליה.

And I hope what you are able to see is actually a flash of light.

ואני מקווה שמה שתוכלו לראות הוא למעשה הבזק של אור.

Audience: Wow.

קהל: וואו.

Sheila Patek: And so if we just take that one frame, what you can actually see there

שילה פאטק: אז אם ניקח רק את הפריים הזה, מה שתוכלו לראות שם

at the end of that yellow arrow is a vapor bubble.

בקצה החץ הצהוב היא בועת אד.

And what that is, is cavitation.

וזהו למעשה, מיעור.

And cavitation is an extremely potent fluid dynamic phenomenon

ומיעור הוא תופעה קיצונית הקיימת בדינמיקת נוזלים

which occurs when you have areas of water

שמתרחשת כאשר יש לך איזורי מים

moving at extremely different speeds.

הזזים במהירויות שונות.

And when this happens, it can cause areas of very low pressure,

וכאשר זה קורה, זה יכול ליצור איזורי לחץ נמוך,

which results in the water literally vaporizing.

שבסופו של דבר התוצאה היא התייאדות של המים.

And when that vapor bubble collapses, it emits sound, light and heat,

וכאשר בועת האד מתמוטטת, היא מייצרת צליל, אור וחום,

and it's a very destructive process.

זהו תהליך מאוד הרסני.

And so here it is in the stomatopod. And again, this is a situation

וכאן הוא נמצא בסטומאטופוד. ושוב, גם כאן זוהי סיטואציה

where engineers are very familiar with this phenomenon,

אותה מהנדסים מכירים,

because it destroys boat propellers.

מכיוון שזה הורס מדחפי סירות.

People have been struggling for years to try and design

אנשים נאבקו עם זה שנים וניסו לעצב

a very fast rotating boat propeller that doesn't cavitate

מדחף סירה מסתובב מהיר מאוד שלא מתמוטט

and literally wear away the metal and put holes in it,

ושוחק את המתכת ויוצר בה חורים,

just like these pictures show.

כמו שהתמונות הללו מראות.

So this is a potent force in fluid systems, and just to sort of take it one step further,

אז זהו כוח רב עוצמה במערכות נוזלים, ורק כדי לקחת את זה צעד אחד קדימה,

I'm going to show you the mantis shrimp approaching the snail.

אני הולכת להראות לכם חסילון מנטיס מתקרב לחלזון.

This is taken at 20,000 frames per second, and I have to give

זה צולם ב- 20,000 פריימים לשנייה, ואני חייבת לתת

full credit to the BBC cameraman, Tim Green, for setting this shot up,

קרדיט לצלם ה-BBC, טים גרין, שארגן את הצילום הזה,

because I could never have done this in a million years --

כי לא הייתי יכולה לעשות את זה גם לא בעוד מיליון שנה.

one of the benefits of working with professional cameramen.

אחד היתרונות של לעבוד עם צלם מקצועי.

You can see it coming in, and an incredible flash of light,

אתם יכולים לראות את זה מגיע, ואז ניצוץ של אור מרהיב,

and all this cavitation spreading over the surface of the snail.

ופני השטח של החלזון מתבקעים בכל מיני מקומות.

So really, just an amazing image,

אז באמת, פשוט תמונה מופלאה,

slowed down extremely, to extremely slow speeds.

מואטת באופן קיצוני, לכדי מהירויות מאוד איטיות.

And again, we can see it in slightly different form there,

ושוב, נוכל לראות את זה מנקודת מבט שונה מכאן,

with the bubble forming and collapsing between those two surfaces.

עם הבועה שנוצרת ומתמוטטת בין שני המשטחים הללו.

In fact, you might have even seen some cavitation going up the edge of the limb.

למעשה, ייתכן וראיתם את הגפה מתבקעת מעט בקצה.

So to solve this quandary of the two force peaks:

אז כדי לפתור את תהיית שני השיאים:

what I think was going on is: that first impact is actually

מה שאני חושבת שהתרחש הוא, הפגיעה הראשונה היא למעשה

the limb hitting the load cell, and the second impact is actually

הגפה שחובטת בצלחת העומס, והפגיעה השנייה היא למעשה

the collapse of the cavitation bubble.

ההתמוטטות של בועת המיעור.

And these animals may very well be making use of

והחיות הללו ככל הנראה משתמשות

not only the force and the energy stored with that specialized spring,

לא רק בכוח ובאנרגיה הנאגרת בקפיץ שעוצב למטרה מסויימת,

but the extremes of the fluid dynamics. And they might actually be

אלא גם בקיצוניות של דינמיקת הנוזלים. וייתכן שהם למעשה

making use of fluid dynamics as a second force for breaking the snail.

משתמשים הדינמיקת הנוזלים ככוח שני לשבירת החלזונות.

So, really fascinating double whammy, so to speak, from these animals.

אז, באמת סוג של 'וואמי כפול' מהמם, מהחיות הללו.

So, one question I often get after this talk --

אז, שאלה אחת שאני נשאלת לעיתים קרובות אחרי ההרצאה הזו --

so I figured I'd answer it now -- is, well, what happens to the animal?

אז שיערתי לעצמי שאני אענה עליה עכשיו -- היא, ובכן, מה קורה לבעל החיים?

Because obviously, if it's breaking snails,

מכיוון שכמובן, אם זה שובר את החלזונות,

the poor limb must be disintegrating. And indeed it does.

הגפה האומללה בטח נמצאת בתהליכי התפוררות. ואכן זה נכון.

That's the smashing part of the heel on both these images,

זה החלק המרסק של העקב בשתי התמונות הללו,

and it gets worn away. In fact, I've seen them wear away

והוא נשחק. למעשה, ראיתי אותם שוחקים

their heel all the way to the flesh.

את העקב שלהם עד לבשר.

But one of the convenient things about being an arthropod

אבל אחד הדברים הנוחים בהיותך ממשפחת פרוקי הרגליים

is that you have to molt. And every three months or so

הוא שעלייך להשיר. וכל שלושה חודשים בערך

these animals molt, and they build a new limb and it's no problem.

החיות הללו משירות את המעטפת החיצונית, והן בונות גפה חדשה ללא בעיות.

Very, very convenient solution to that particular problem.

פתרון מאוד מאוד נוח לבעיה הספציפית הזו.

So, I'd like to end on sort of a wacky note.

אז, הייתי רוצה לסיים בסוג של הערה מטורפת.

(Laughter)

(צחוק)

Maybe this is all wacky to folks like you, I don't know.

אולי כל זה מעט מטורף עבורכם, אני לא יודעת.

(Laughter)

(צחוק)

So, the saddles -- that saddle-shaped spring --

אז, האוכפים -- אותם קפיצים דמויי אוכף --

has actually been well known to biologists for a long time,

היו ידועים למעשה לביולוגים הרבה זמן,

not as a spring but as a visual signal.

לא כקפיצים אלא כסממן וויזואלי.

And there's actually a spectacular colored dot

וישנה למעשה נקודה צבעונית נפלאה

in the center of the saddles of many species of stomatopods.

במרכז האוכפים הללו בהרבה זנים של סטומאטופודים.

And this is quite interesting, to find evolutionary origins

וזה די מעניין, למצוא מקורות אבולוציוניים

of visual signals on what's really, in all species, their spring.

של סממנים וויזואלים על מה שהוא למעשה, בכל הזנים, הקפיץ שלהם.

And I think one explanation for this could be

ואני חושבת שהסבר אחד לזה יכול להיות קשור

going back to the molting phenomenon.

בתופעת ההשרה.

So these animals go into a molting period where they're

החיות האלו נכנסות לתקופת השרה בה הן

unable to strike -- their bodies become very soft.

לא מסוגלות לחבוט -- הגופות שלהם נהיים מאוד רכים.

And they're literally unable to strike or they will self-destruct.

והם ממש לא מסוגלים לחבוט אחרת הם ישמידו את עצמם.

This is for real. And what they do is, up until that time period

ברצינות. ומה שהם עושים זה, עד לאותה תקופה

when they can't strike, they become really obnoxious and awful,

כאשר הם לא יכולים לחבוט, הם נהפכים להיות מאוד מעצבנים ונוראיים ,

and they strike everything in sight; it doesn't matter who or what.

והם מכים בכל דבר בסביבה, לא משנה מה או מי.

And the second they get into that time point when they can't strike any more,

ובשנייה בה הם נכנסים לאותו פרק זמן בו הם לא יכולים לחבוט יותר,

they just signal. They wave their legs around.

הם פשוט מסמנים. הם מנופפים ברגליהם.

And it's one of the classic examples in animal behavior of bluffing.

וזו אחת מהדוגמות הקלאסיות בהתנהגות חיות של בילוף.

It's a well-established fact of these animals

זו עובדה מבוססת שהחיות הללו

that they actually bluff. They can't actually strike, but they pretend to.

למעשה מבלפות. הם לא יכולות לחבוט, אבל הם מעמידות פנים שהן כן יכולות.

And so I'm very curious about whether those colored dots

ואני מאוד סקרנית לגבי האם הנקודות הצבעוניות הללו

in the center of the saddles are conveying some kind of information

במרכז האוכפים שלהם מוסרים איזה שהוא מידע

about their ability to strike, or their strike force,

על היכולת שלהם לחבוט, או על כוח החבטה,

and something about the time period in the molting cycle.

ועל משהו בנוגע למחזור הזמן לתקופה בה הם צריכים להשיר.

So sort of an interesting strange fact to find a visual structure

אז סוג של עובדה מעניינת למצוא מבנה וויזואלי

right in the middle of their spring.

ממש במרכז הקפיץ שלהם.

So to conclude, I mostly want to acknowledge my two collaborators,

אז לסיכום, אני בעיקר רוצה להודות לשני משתפי הפעולה שלי,

Wyatt Korff and Roy Caldwell, who worked closely with me on this.

וויט קרוף ורוי קולדוול, אשר עבדו איתי בצמוד על זה.

And also the Miller Institute for Basic Research in Science,

וכן גם למוסד מילנר למחקר בסיסי במדעים,

which gave me three years of funding to just do science all the time,

שנתן לי מימון לשלוש שנים רק בשביל לעסוק במדע כל הזמן,

and for that I'm very grateful. Thank you very much.

ועבור זה אני מודה מאוד. תודה רבה לכם.

(Applause)

(מחיאות כפיים)