این ماجرا با یک حادثه شروع شد. چهار سال پیش استیون پرتوگال در دانشگاه بیرمنگام روی رنگ و چگونگی تولید تخم پرندگان کار می‌کرد که ناگهان دستش به پارچ بزرگ پر از آب مقطر برخورد و روی یک جعبه از تخم پرندگان ریخته شد.
او می گوید: ابتدا به خودم گفتم دست و پاچلفتی، همه آب را ریختی. بعد چیزی به نظرم عجیب آمد. قطرات آب روی اکثر تخم ها مانند هر سطح دیگر پخش شد و با گذاشتن ردی از خود به زیر افتاد، اما این قطرات تقریبا کروی شکل روی سطح یکی از تخم های پرندگان ماندند. پرتوگال ضربه ای به تخم زد و قطره به زیر افتاد، اما همان شکلش را مدتی دیگر حفظ کرد. شما می توانید همان اثر را روی بسیاری از سطوح طبیعی دیگر مانند برگ گیاه سدر، حاشیه گیاه کوزه ای یا بدن حشره دم فنری ببینید. این موجودات آب گریز های خوبی هستند و قطرات آب روی سطح بدن این موجودات پخش نمی شود.

این تخم خاص به پرنده ای از نوع مرغان دریایی به نام گیلموت با نام علمی uria aalge تعلق داشت که در سراسر بریتانیا، اروپای شمالی و شمال اقیانوس آرام ردپایی از این پرنده یافت می شود. ظاهرش تقریبا شبیه پنگوئن است و می توانید لانه هایش را در کلونی های پرجمعیت کنار صخره به طور گسترده بیابید.

پرتوگال ابتدا می خواست ببیند آیا تخم گیلموت واقعا غیرمعمولی است. او برای این کار زاویه قطره آب با سطح تخم را اندازه گیری کرد. هرچه زاویه تماس بزرگ تر بود قطره آب کروی تر می شد و سطح تخم ویژگی آب گریزی بیشتری از خود نشان می داد. در واقع، سطحی که کاملا آب گریز است با قطره آب زاویه 180 درجه می سازد. زاویه صفر هم زمانی است که آب کاملا جذب سطح مورد نظر می شود. زاویه تخم گیلموت نسبتا 120 درجه بود. کمتر از برگ گیاه سدر اما بیشتر از تمام تخم های دیگر پرندگان که در آنها این زاویه بین 60 تا 100 درجه متغیر بود.

از آنجا که برگ های سدر حاوی چند ردیف میله های ریز روی یکدیگر است و بین این میله ها کیسه های هوا قرار دارد سطح برگ خاصیت آب گریزی از خود نشان می دهد. تخم گیلموت هم همان خطوط مشابه را دارد. وقتی پرتوگال پوسته آن را زیر میکروسکوپی قوی بررسی کرد، متوجه منظره بافتی از کوه ها و دره های میکروسکوپی شد. او می گوید: این بافت شبیه کوه های هیمالیاست. صدها مخروط کوچک وجود دارد و روی هرکدام از این مخروط ها، مخروط های کوچک دیگری قرار دارد و این ساختار خیلی شبیه چیزی است که روی برگ سدر دیده می شود. آب به جای این که به درون سطح بین آنها نفوذ کند روی قسمت بالایی مخروط ها می نشیند.

آیا این ساختارها منحصربه تخم گیلموت است؟ پرتوگال با مطالعه پوسته های تخم 450 گونه متفاوت پرنده، از جمله هر کدام از آنهایی که در بریتانیا زاد و ولد داشتند، نتوانست ساختاری مشابه ساختار تخم های گیلموت در آنها پیدا کند. تنها استثنا تخم های گونه های دیگرگیلموت بود.

پرتوگال می گوید روش تحقیقش درخصوص یافتن عملکرد این ساختارها درست شبیه ماموریت چهار ساله شرلوک هلمز بود، کسی که طبق قاعده خاصی توضیح های احتمالی را تک به تک رد می کرد. مثلا او می دانست والدین گیلموت وقتی در لانه روی تخم هایشان قرار می گیرند، روی پاهایشان می ایستند و ممکن است این مخروط ها با افزایش اصطکاک بین آنها وپا های والدین شان از سر خوردن تخم ها به زیر جلوگیری کند.

اما این فرضیه بعید به نظر می رسد. زیرا پنگوئن های امپراتور هم این گونه روی تخم هایشان می خوابند، اما پوسته تخم هایشان شبیه تخم گیلموت نیست.

پرتوگال حتی پاهای چند پرنده مرده را پیدا و با استفاده از دستگاه اندازه گیری اصطکاک بین دو سطح پاها و سطح پوسته تخم ها را بررسی کرد، اما نتوانست چیزی را ثابت کند.

گیلموت ها همچنین در کلونی های هزارتایی لانه گزینی می کنند و هر پرنده تخم خود را میان گروه های بیشمار پرنده اطراف براحتی تشخیص می دهد. مرغان دریایی بریتانیایی دیگر این توانایی را ندارند. پرتوگال با خود اندیشید ممکن است سطح تخم گیلموت این ساختار را دارد تا نور را به گونه ای منحصر به فرد منعکس کند و پرنده تخم خود را براحتی تشخیص دهد، اما پس از اندازه گیری های فراوان بازتاب نور نتوانست دلیل محکمی برای اثبات آن به دست آورد.

سرانجام او توضیحات احتمالی خود را به دو مورد محدود کرد؛ اول و شاید واضح ترین آن این است که احتمالا ساختارهای مخروطی آب گریز برای دفع آب ایجاد شده است.

پرندگان روی صخره ها می نشینند و به طور مرتب آب دریا روی تخم ها پاشیده می شود و مخروط ها کمک می کنند آنها خشک بمانند. دوم؛ تخم ها خود پاک کننده هستند. وقتی قطرات آب روی آنها می افتد، به وسیله آنها آلودگی و میکروب ها را از سطح خود پاک می کنند.

هردو ویژگی مهم است، زیرا گیلموت ها لانه های مناسبی نمی سازند. آنها تخم هایشان را مستقیما روی صخره ها می گذارند و بنا به گفته پرتوگال تخم ها پوشیده از آب و نمک دریا و حتی مدفوع والدین و دوستان شان می شود. آنها پرندگان تمیزی نیستند.

تمام تخم ها باید از طریق پوسته شان گازهایی مبادله کنند. جنین ها باید بتوانند اکسیژن گرفته و دی اکسیدکربن دفع کنند. همچنین باید به اندازه کافی آب از دست بدهند تا بتوانند تولید کیسه های هوایی کنند. بنابراین جوجه در حال رشد قبل از این که سر از تخم بیرون آورد، نفس می کشد. اگر تخم ها پوشیده از نمک، مدفوع و آلودگی شوند، جوجه ها می میرند.

مرغان دریایی دیگر نیز چنین نگرانی هایی دارند. اما آنها در تخمگذاری به اندازه گیلموت ها بی خیال نیستند. مثلا طوطی های دریایی که از نظر نژادی به گیلموت ها نزدیک هستند، تخم هایشان را در حفره ای قرار می دهند. شرواترزها که نوع دیگری از مرغان دریایی هستند و گینت ها هم همین طور. آنها روی صخره تخمگذاری می کنند، اما قبل از هرچیز لانه ای واقعی می سازند. بنابراین تنها تخم گیلموت ها که بی حفاظ روی صخره قرار می گیرند به این ساختار خودپاک کنندگی نیاز دارد.

پرتوگال در حال حاضر در دانشکده رویال وترینری در حال آماده سازی این کشفیات خود است و تحقیق خود را به جلسه سالانه 2013 جامعه بیولوژی تجربی در والنسیا ارائه داده است. او خیلی دوست دارد بداند زیست شناسان دیگر چه نظری نسبت به تئوری او دارند، اما تاکنون تمام بازخوردها مثبت بوده است. او می گوید: آنها مسحور این سطوح شده اند. وقتی به یک تخم نگاه می کنید فکر می کنید خوب آن یک تخم است و هرگز انتظار مشاهده چنین ساختار عجیبی در آن ندارید.

live science / مترجم: نادیا زکالوند