با دیدن فیلمهای علمی-تخیلی نظیر بازی تاج و تخت، این فکر در ذهن ما بهوجود آمده که آیا واقعا حیوانی با نفس آتشین در جهان وجود داشته است؟
در سرزمین خیالی وستروس که توسط جورج آر. آر. مارتین در سریالهای «بازی تاج و تخت» و «خانه اژدها» خلق شده است، نمایش خیره کننده اژدهایان آتشزا با تلفیقی از اسطوره و فانتزی مخاطب را مجذوب خود میکند. تصاویر اژدهایانی که در سری جدید «خانه اژدها» طوفان آتشین را آزاد میکنند، ما به این فکر فرو برد که اگر اژدها یا بهطور کلی حیوانی با نفس آتشین وجود داشت، از چه مکانیسمهای بیولوژیکی و واکنشهای شیمیایی استفاده کند؟
برای پاسخ به این پرسش، ابتدا باید به اصول اولیه احتراق توجه کنیم. برای ایجاد و حفظ آتش به سه عنصر اصلی نیاز است: سوخت، اکسیدکننده (معمولا اکسیژن موجود در هوا) و منبع حرارت.
متان یا یک مایع؛ عامل نفس آتشین اژدها کدام است؟
یکی از سوختهای احتمالی برای اژدها، متان است. این گاز در فرایند هضم غذا در بسیاری از جانوران تولید میشود. تصاویر سریال نشان میدهد که اژدها عمدتا از گوشت تغذیه میکنند، اما برای تولید مقدار کافی متان برای ایجاد آتشهای عظیم، به دستگاه گوارشی مشابه گاوها نیاز دارند.
مشکل دیگر، ذخیره مقدار کافی متان در بدن است. گاز متان برای ذخیره شدن به فشار بسیار بالایی نیاز دارد، اما بدن موجودات زنده قادر به تحمل چنین فشارهایی نیست. بنابراین، از نظر بیولوژیکی، امکان ذخیره مقدار زیادی گاز متان در بدن یک جانور غیر دریایی وجود ندارد.
مایع میتواند گزینه مناسبتری باشد. شاید اژدهایان ما در شکم خود مخزنی از مخمر در حال تخمیر داشته باشند، یا ممکن است سیستم متابولیکی مشابه ماهی پُرزی کوچک کویری داشته باشند که در چشمههای آب گرم نوادا آمریکا زندگی میکند. این ماهیها در شرایط کم اکسیژن، به نوعی تنفس روی میآورند که اتانول تولید میکند.
با این حال، باز هم مشکل ذخیره سازی وجود دارد. اتانول به سرعت از غشاهای بیولوژیکی عبور میکند، بنابراین حفظ آن در غلظتهای بالا و آماده برای استفاده در هنگام فرمان «دراکاریس» (که به معنای آتش اژدها در زبان خیالی والیریایی بالا است) به زیستشناسی فرازمینی نیاز دارد. ما در مقالهای به بررسی تاریخچه اژدها پرداختهایم که بهعنوان حیوانی با نفسهای آتشین شناخته میشود. توصیه میکنیم حتما آن مقاله را نیز بخوانید تا بیشتر با این حیوان افسانهای آشنا شوید.
بنابراین، اگر بخواهیم به توضیحاتی زیستشناسی در دنیای واقعی پایبند باشیم، گزینه مورد نظر ما میتواند چیزی مبتنی بر روغن باشد. همانطور که هر کسی که بهطور تصادفی به یک تابه آتش زده است میداند، این میتواند منبع شعلههای خروشان باشد. اساس بیولوژیکی برای این موضوع در پرنده دریایی پلیکان وجود دارد.
آنها روغن معده پر انرژی را تولید میکنند و برای تغذیه جوجههای خود آن را بالا میآورند. این روغن همچنین به عنوان بازدارنده عمل میکند. هنگام تهدید، پلیکان این روغن چسبناک و بدبو را روی شکارچیان استفراغ میکند. خوشبختانه، این پرندگان هنوز راهی برای آتش زدن استفراغ خود پیدا نکردهاند تا به حیوانی با نفس آتشین تبدیل شوند!
شعلههای آتشین چگونه تغذیه میشوند؟
اکنون که منبع سوخت مناسب را پیدا کردیم، باید توجهمان را به یک عامل اکسیدکننده معطوف کنیم. همانند اکثر آتشها، این عامل احتمالا اکسیژن خواهد بود. با این حال، برای تولید جت روغن آتشین فشاری به اندازهای داغ که بتواند تاج آهنین را ذوب کند، به چیزی بیشتر از اکسیژن موجود در هوای اطراف نیاز است. علاوه بر این، باید به خوبی با سوخت مخلوط شود. هر چه تأمین اکسیژن بهتر باشد، شعله داغتر خواهد بود.
اژدها میتواند از برخی تکنیکهای شیمیایی استفاده شده توسط سوسک بمبافکن الهام بگیرد. این حشره مخازنی تکاملیافته دارد که برای ذخیره پراکسید هیدروژن (مادهای که ممکن است برای سفید کردن موهایتان استفاده کنید) سازگار شدهاند. هنگامی که این حشره تهدید میشود، پراکسید هیدروژن را به یک دهلیز حاوی آنزیمهایی وارد میکند که به سرعت پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تجزیه میکنند.
این یک واکنش گرمازا است که انرژی را به محیط منتقل میکند و در این مورد دمای مخلوط را تقریبا به نقطه جوش میرساند. این واکنش آنقدر شدید است که گاهی برای پرتاب موشک استفاده میشود. افزایش فشار ناشی از تولید سریع اکسیژن و آب جوش، مخلوط سمی را از یک سوراخ در شکم سوسک به سمت طعمه یا تهدید آن بیرون میراند.
اگر این واکنش توسط اژدها به کار گرفته شود، دارای چند ویژگی خوب است. فشار بالای مورد نیاز برای هدایت جت سوخت روغنی را ایجاد میکند، واکنش گرمازا روغنها را گرمتر میکند و آنها را برای احتراق آمادهتر میسازد و مهمتر از همه، اکسیژن تولید میکند که واکنش احتراق را هدایت میکند.
همه آنچه اژدها نیاز دارد، نوعی معادل بیولوژیکی کاربراتور موتور بنزینی برای مخلوط کردن روغن با اکسیژن و ایجاد مخلوط انفجاری است. به عنوان پاداش، مخلوط فورانکننده احتمالا به صورت مه ریز روغن، مانند یک آئروسل، تشکیل میشود که بهتر مشتعل میشود.
جرقه و آتش!
در نهایت، به جرقهای نیاز داریم تا مخلوط را آتش بزند. برای این کار، پیشنهاد میکنم اژدهایان اندامی الکتریکی شبیه به آنچه در بسیاری از ماهیها، به ویژه مارماهی برقی یافت میشود، تکامل داده باشند.
این ماهیها میتوانند پالسهای کوتاهی تا ۶۰۰ ولت تولید کنند که به راحتی برای ایجاد جرقه در یک شکاف هوایی کوتاه کافی است. اگر این جرقهها در مجاری پشت دهان اژدها تخلیه شوند، میتوانند جت پر فشار روغن و اکسیژن را آتش بزنند.
اگرچه هرگز شاهد اژدهایی نخواهیم بود که طوفان آتشین را خارج از قلمرو داستانهای خیالی آزاد کند، اما تأمل در علم پشت این فانتزی جذاب است. بنابراین، دفعه بعد که شاهد فرمان دراکاریس یک تارگرین بودید، به زیستشناسی پشت آن جهنم جادویی فکر کنید.