מדע מאחורי סרטים - אנג'ל
19/07/2021
כולנו מכירים מורות ומורים עם עיניים בגב, אך מה לגבי אדם עם כנפיים בגב? האם הוא יוכל לעוף? כדי לענות נתבונן כיצד עפים העופות, ולאחר מכן נתמקד בדמות המיתולוגית מהאקס־מן, אנג'ל.
מאת אלכס סלבנקו ומיכאל לוי
אנג'ל הוא מוטנט שהופיע בחוברת הראשונה בשנת 1963. היכולת המוטנטית שלו היא תעופה באמצעות כנפיים ענקיות שיוצאות מהשכמות שלו.
האם במציאות אדם עם כנפיים בגב יוכל לעוף?
בעלי יכולת תעופה נחלקים לארבע קבוצות: יונקים (בעיקר עטלפים), עופות, חרקים ופטרוזאורים. לכל קבוצה תכונות אופייניות, כגון משקל, מבנה ופיזיולוגיה, שמקנות לבעל החיים יכולת להתעופף.
הכנפיים של אנג'ל מכוסות נוצות כמו אצל עופות, ולכן נתמקד ביכולת התעופה של קבוצה זו:
משטח הכנף מכוסה נוצות גדולות הקרויות אברות תעופה, שיוצאות מהזרוע המצומצמת. כן כן, זרוע - כמעט כל העצמות שיש לנו בזרועות נמצאות גם בכנפי העופות. בזכות השטח העצום שיוצרות אברות התעופה, וכיפוף הכנף, נוצר עילוי, וכך מתגבר העוף על כוח הכובד. וכמו שלמטוסים יש מנוע, כך גם לעופות: שרירי התעופה הם המנוע.
ראשית, מהו שריר? שריר מורכב מתאי שריר, שמצטרפים יחד לסיבי שריר, והסיבים מתחברים לנקודות העגינה של השריר - עצמות הגוף, עצם אחת מכל קצה של השריר. כשהשריר מתכווץ, הוא מפעיל כוח על שתי נקודות העגינה שלו, וכך למעשה הוא מושך עצם אחת לכיוון השנייה, כאשר הכיוון המדויק תלוי בנקודות העגינה של השריר ונקודת המפרק בין העצמות. ככל שיש יותר תאי שריר, כך פעולת השריר חזקה יותר - דמיינו שורה של אנשים שכולם מושכים יחדיו בחבל. אורכו של החבל לא משנה, מה שמשנה הוא כמה אנשים מושכים. לכן, שריר חזק יותר אינו שריר ארוך יותר, אלא עבה יותר.
לעופות שני שרירים עיקריים שאחראיים לתעופה - אלו הם שריר החזה הגדול (pectoralis major) ושריר ה-supracoracoideus. שריר החזה הגדול שנמצא גם בבני אדם, אחראי למשיכת הזרוע לכיוון החזה, והוא מעוגן מצד אחד לעצם הזרוע ומצד שני לעצם החזה. הוא אחראי לתנועת הגריפה כלפי מטה במהלך נפנוף הכנפיים. שריר ה-supracoracoideus בעופות מעוגן לעצם הזרוע מצידה האחורי באמצעות גידים המתלפפים סביב עצם ה-coracoid, ומעוגן לעצם החזה מתחת לשריר החזה הגדול. כך נוצר מנגנון של גלגלת האחראי למשיכת הכנף חזרה מעלה למצב המנוחה שלה. בבני אדם השריר המקביל הוא למעשה שני שרירים, השריר הרום־קוצי והשריר המך־קוצי, שמעוגנים לעצם הזרוע, אך גם לעצם השכמה (scapula) וכך לא מתקיים מנגנון הגלגלת.
בנוסף, כמעט לכל העופות יש קרין (keel) - רכס אורכי שנמשך לאורך עצם החזה, ואליו מעוגנים שרירי החזה. הקרין מאפשר להרחיב את שטח החתך של השריר, וכך יש יותר תאי שריר שמעוגנים לעצם החזה ומאפשרים משיכה חזקה יותר של הכנפיים כלפי מטה, בהשוואה למבנה ביונקים, שלהם אין קרין [1].
נחזור לאנג'ל: למוטנט שלנו אין קרין - האנטומיה שלו נראית אנושית לחלוטין מלבד הכנפיים שעל גבו. היכן אם כן נמצאים שרירי התעופה שלו? והיכן נקודות העגינה שלהם? ללא שרירי תעופה מסיביים, אנג'ל לא יוכל לחתור בכנפיו בעוצמה, ולא יוכל לייצר את הכוח הדרוש לו אפילו כדי להתרומם מהקרקע. במקרה הטוב, הוא יוכל לזרוק את עצמו מגורד שחקים ולהיעזר בכנפיים כדי להאט את נפילתו.
מה לגבי גודל הכנפיים של אנג'ל? על פי הקומיקס והסרטים, מוטת כנפיו היא 4.87 מטרים. ממדים מרשימים מאוד, אך האם זה מספיק כדי להרים מהקרקע אדם השוקל כ-80 קילוגרם? ניתן לחשב זאת בעזרת המושג "עומס כנף" - היחס בין המשקל לבין שטח הכנף. על מנת שציפור תוכל לעוף היחס חייב להיות נמוך מ-25 קילוגרם למטר רבוע. שטח הכנף שווה לאורך הכנף כפול רוחבה (בקירוב), וכך ניתן לחשב ולראות שמוטת כנפיים באורך 4.87 מטרים אינה מספיקה והיא נדרשת להיות מעל 6.5 מטרים.
בחוברות הקומיקס המאוחרות יותר התייחסו לסוגיה ונטען כי לאנג'ל יש עצמות חלולות כשל העופות, הגוף שלו מעכל מזון בצורה יעילה, הוא אינו צובר שומן ויש לו מסת שריר גדולה [2]. פתרון מוצלח בעולם הקומיקס, אבל בעולם האמיתי הפתרון לא יעבוד. באדם השוקל 80 קילוגרם יהיה משקל העצמות כ-12 קילוגרם, לכן אפילו אם העצמות יהיו קלות משמעותית ממה שהן במציאות, ואחוז השומן בגוף יהיה נמוך יותר - עדיין אדם ממוצע יהיה כבד מכדי לעוף בעזרת כנפיים באורך כזה.
ואם כבר אנחנו ביקום של מארוול, גם לפלקון (Falcon) יש כנפיים בגב, והוא, באופן מפתיע, דווקא מציאותי הרבה יותר. פלקון מחובר לרתמה הכוללת כנפיים, אך ההנעה נעשית באמצעות סילון (בדומה לאיירון־מן, שעל יכולות התעופה שלו כתבנו כאן [3]), והוא אינו זקוק לשרירי תעופה כלל מכיוון שהמנוע שלו הוא מכני ולא ביולוגי.
לסיכום, בעולם האמיתי, גם אילו לוורן קנת' וורת'ינגטון השלישי היו צומחות כנפיים מהשכמות הוא לא היה מסוגל לעוף, במקרה הטוב ביותר הוא היה מסוגל לדאות. זאת אומרת שהאקס־מן היו יכולים לסמוך עליו שיילחם במגנטו רק ליד צלע הר עם תרמיקות (זרמי אוויר חם העולים למעלה). ואם הקרב מתרחש במקום אחר? נקווה שיש להם את מספר הטלפון של פלקון בחיוג מהיר.
עריכת לשון: גליה הלוי שדה
מקורות והרחבות
[1] אנטומיה של תעופה
[2] על הדמות
אחראי נהלים והדרכות בעמותה. פוסט-דוקטורנט במחלקה למדעי בעלי חיים וצמחים באוניברסיטת שפילד באנגליה. אלכס חוקר את הדינמיקה של אבולוציה של תכונות בעולם החי, ומתמחה בזוחלים.
סמנכ״ל ניו-מדיה של העמותה. בעל תואר ראשון בהנדסת מכונות ותואר שני בהנדסת מערכות (שניהם בטכניון).
מעצבת גרפית, מומחית בעיצוב מידע, הנגשה גרפית של מידע מסובך ואינפוגרפיקה. ד"ר לנוירוביולוגיה וחוקרת מוח באוניברסיטה העברית. מרצה למקצועות הרפואה באוניברסיטת אריאל
