Bilim Uğur Böceğinin Peşinde

Göklerde ne var, yerde ne varsa, hepsini (Allah), kendi (lütfu)ndan sizin istifadenize verdi. Şüphesiz bunda düşünecek bir toplum için elbette ibretler vardır. (Casiye Suresi, 13)

***

Yeryüzünde yalnız değiliz. Sayısını bilemeyeceğimiz kadar canlı türü bizimle beraber dünya gezegeninde yolculuk yapıyor. Bizlerin bu yolculuğu nasıl sebepsiz değilse, bize eşlik eden milyonlarca çeşit bitki ve hayvanın da sebepsiz ve hikmetsiz yaratılmaları tabi ki mümkün değil.

Bilim çevreleri Dünya üzerinde yaklaşık 9 milyon canlı çeşidi olduğunu ve tümünün araştırılmasının şu an ki teknolojilerle bin yıl süreceğini öngörüyor. Şu ana kadar keşfedilmiş canlıların dörtte üçü karada yaşıyor. Karaların ise, dünyanın sadece dörtte birini kapladığını düşünürsek gezegenimizde milyonlarca canlı türü bilim tarafından keşfedilmeyi bekliyor.

…

Günümüzde keşif yöntemlerini belirleyen en önemli unsur teknolojik gelişmeler. Bu gelişmeler ise yeni kavramlarının doğmasına yol açıyor. Son zamanlarda bilim çevrelerince çokça konuşulan bir kavramdan kısaca bahsetmek istiyoruz: “Biyomimikri.”

Aslında yeni bir kavram olan ama fikir olarak bir o kadar eskiye dayanan Biyomimikri, doğanın işleyişi hakkında bize bambaşka pencereler açıyor.

Biyo kelimesi Latin dilinde “yaşam” anlamına gelirken mimesis (mimik) kelimesi de “taklit etmek” anlamına gelmektedir.

Tam olarak Türkçe karşılığı “Doğayı Taklit” olan biyomimikri insanların karşılaştıkları sorunları çözmek için doğayı örnek alarak; başka bir deyişle doğadan esinlenerek çeşitli buluşlar yapmasıdır. Mesela hızlı tren tasarımı yapılırken yalıçapkını kuşunun gagasından esinlenilmesini örnek olarak gösterebiliriz.

…

İnsanoğlu yüzyıllardır doğayı taklit ederek problemlerine ve ihtiyaçlarına çözümler aradı. Ağaç dalları, toprak ve taşlarla barınaklar, çeşitli hayvan derilerinden kıyafetler ve en önemlisi de yiyecek içecek ihtiyaçları için doğadaki imkânlardan yararlandı. Çünkü doğadaki her şey adeta insanın ihtiyaçlarına cevap verebilmesi için programlanmış ve  kullanıma sunulmuştu. Doğanın mükemmel nizamını inceleyen biyologlar, mühendisler, tasarımcılar insanların hayatlarını kolaylaştırıcı faydalı ürünler icat ettiler ve tasarladılar.

Örneğin Endülüslü Abbas bin Fernas (Miladi 995), Farablı İsmail Cevheri (1010) kuşları büyüklüklerine ve kanat genişliklerine göre sınıflandırdı ve uçuş denemesi yaptı, Hezarfen Ahmed Çelebi (17. yy) ve Lagari Hasan Çelebi (17. yy) gibi Müslüman bilginler uçuş denemeleri yaptılar. Ayrıca Ortaçağ Avrupa’sından Leonardo Da Vinci, kuşları ve kanat yapılarını inceleyerek uçma mekanizmaları üzerine eskiz çalışmaları yaptı. Leonardo’nun uçak tasarımları belki gerçeğe dönüşmedi ama insanın uçabilme hayalini bir adım öteye taşıdı. Nitekim yüzyıllar sonra Wright kardeşler güvercin kanadından esinlenerek ilk uçağı yapmayı başardı. Böylece uçmak, belki de doğadan ilham alınarak yapılan en önemli taklit idi.

Günümüzde ise son sisteme sahip uçaklar yine doğadan esinlenerek yapılmaya devam ediyor. Dünyanın en büyük uçağı, en hızlı uçak, en sessiz uçak yapıldı gibi haberlere hemen her gün rastlayabiliyoruz.

…

İsterseniz yazımızın devamında bu haberlerin dışında bambaşka bir araçtan bahsedelim. Öyle bir araç düşünün ki, boyu bir mercimek tanesi kadar (0.5 mm) olsun ve aynı zamanda uçabilsin.

Elbette bu küçük araçta, uçabilmesi için kanatlar da olmalı ve bu kanatlar öyle özelliklere sahip olmalı ki aracın gövdesinden 4 kat daha büyük olmasına rağmen katlanarak gövdenin içine gizlenebilmeli. Ayrıca saniyenin 1/10’undan daha kısa bir sürede açılmalı ve aracı kolaylıkla olduğu yerden metrelerce yukarı havalandırabilmeli.

Bu özel aracın birçok yere inme ihtimali olduğundan kanatları koruyan kapaklar günde yüzlerce defa açılıp kapanacak kadar dayanıklı olmalı.

Son olarak ise bu minik araç dışarıdan bakıldığında şirin bir tasarıma sahip olmalı.

Evet hayalinizde böyle bir tasarımı canlandırabildiniz mi bilemiyoruz ama şu mevsimler böyle bir araca rastlama ihtimaliniz çok yüksek hatta şanslıysanız parmağınıza iniş yaparken bile görebilirsiniz.

Tahmin etmek zor olmasa gerek uğur böceğinden bahsediyoruz. Üzerinde yapılan son araştırmalar gösterdi ki, o küçük gövde altına gizlenmiş muhteşem kapak mekanizması değişik alanlarda kullanılarak yeni gelişmelere teknolojilere kapı aralayabilir.

…

Tokyo üniversitesinden bilim adamları uğur böceğinin kanat yapısını bu çerçevede mercek altına aldılar. Ve uğur böceğinin kanat yapısının robotlar, uydu antenleri, mikroskobik tıbbi cihazlar hatta şemsiyenin kapanma mekanizmasının geliştirilmesine ilham olabileceği sonucuna vardılar.

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) akademik dergisinde yayınlanan makalede, gövdesinden çok daha geniş olmasına rağmen, uğur böceğinin kanatlarının açılıp kapandığında mükemmel bir uyum içinde canlının gövdesini sardığına dikkat çekiliyor.

Yapılan araştırma sonuçlarında anlaşıldı ki, uğur böceği kanatlarının, benekli dış kapaklarının altında toplanması için origami ustalarının bile kafasını karıştıran bir katlama tekniği uygulanıyor.

Daha da etkileyici olanı ise, bütün bu katlama ve yayma işlemi saniyenin onda biri kadar bir sürede gerçekleşiyor.

Kanatlar şaşırtıcı derecede güçlüler, doğrusunu söylemek gerekirse bu kanatlar uğur böceklerinin saatte 60 kilometre hızla uçabilmesini, Empire State Binası’nın üç katı yüksekliğe kadar çıkabilmesini ve havada iki saatten daha uzun süre kalabilmesini sağlıyorlar. Mercimek büyüklüğünde bir canlı için oldukça olağanüstü bir süre öyle değil mi? “Bu enerjinin kaynağı nedir; ne yakıt kullanıyorlar?” diye insan sormadan edemiyor.

…

Uğur böceğindeki bu akıl almaz mucizeyi araştıran Tokyo Üniversitesi Öğretim Üyesi Yrd. Dç. Dr. Kazuya Saito “Benim araştırmam yeni alanlara yayılabilir. Güneş enerjisi panelleri, anten reflektörleri gibi araçlara bu doğrultuda yeni tasarımlar yapılabilir. Bu yüzden tüm böceklerin kanatlarıyla ilgileniyorum.” açıklamasında bulundu. Kın kanatlı familyasından böceklerin çabucak kanatlarını açıp uçmaya başladığını ve ‘kusursuz bir kanat sistemleri’ olduğunu belirten Saito, “Uğur böceğinin kanat sistemi 1000 yıldır aynı kalan şemsiyeleri de değiştirebilir.” görüşünü ileri sürdü.

…

Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) akademik dergisinde yayınlanan makalede, gövdesinden çok daha geniş olmasına rağmen, uğur böceğinin kanatlarının açılıp kapandığında mükemmel bir uyum içinde canlının gövdesini sardığına dikkat çekiliyor.

Biraz da araştırmanın nasıl geliştiğinden bahsedelim:

Saito ve ekibi, uğur böceğinin kanat yapısıyla ilgili daha fazla bilgi sahibi olmak için böceğin benekli kabuğunun altında yer alan ‘elytra’ adlı alt kanatları yakından incelemeyi planladılar. Bunun için de uğur böceğinin kanat açışlarını özel kameralar vasıtasıyla kayıt altına aldılar. Bu görüntüleri yavaşlatılmış çekimde saniyenin 0.1’i kadar bir sürede  oynatarak izlediler. Elbette kanat yapısını öğrenmek kolay olmadı; çünkü uğur böceği kanatlarını içeri çekerken gizlediğinden, bilim adamları farklı yöntemler uygulamak zorunda kaldılar.

Saito ve ekibi, böceğin alt kanatlarını görebilmek için benekli kapak yapısından bir kanadı keserek oraya 3D yazıcılarla yaptıkları şeffaf yapay kapak modelini monte ettiler. Daha sonra tomografi görüntüleri alınan böceğin kanatlarını tıpkı bir mezura mekanizması gibi açıp kapattığı tespit edildi.

Bilim adamları böceğin damarlarda biriktirdiği enerjiyi kullanarak uçuşa geçmeden önce kanatlarını hemen açtığını sonra bir noktaya konduğunda da ise kapattığını gözlemlediler.

Kazuya Saito’nun araştırma makalesinde özellikle şu bölüm dikkat çekici:

“Şekil değiştirebilir yapıların birçok eklemleri ve bükülmez kısımları olur. Uğur böceklerinin kanatları ise çok basit bir yapıya sahip olmasına rağmen esnekliğini kullanarak karmaşık şekillere girebiliyor”.

Kanadın orta bölümündeki katlama hareketi şeması (sağ arka çemberin ventral yanından). ( A ) Ladybird böceklerinde arka kanatların karakteristik olan elmas şeklindeki kırışıklık çizgileri, kanatların küresel deformasyonunda çok az etkiye sahiptir, ancak siyah noktalı çizgilerle gösterildiği gibi orta katlama çizgisi sırtında ek katlamaya neden olur. ( B ) C. septempunctata'daki katlanmış bir arka planın yarı saydam görüntüsü. İlave katlanma kısmı (beyaz noktalı çizgiler), RML (sarı noktalı çizgi) ile MCL (yeşil noktalı çizgi) arasında konumlandırılmıştır.

…

Şerit yay benzeri damarların fonksiyonlarının şeması. ( A ) Damarlar açılmamış konumda stabilize edilirler ve uçuş için yeterli sağlamlık verirler. (B) Damarlar, kanat depolama sırasında lokalize kıvrımlar oluşturarak keyfi bir konumda bükülebilir. Elytronun kenarı, bu katlanmayı başlatmak için kullanılır. (C) Kayış noktasını (lokalize katlamanın konumu) bant yay venleri içindeki kiriş uzunluğu boyunca taşımak kolaydır. (D ve E) Kanat açılımı için elastik enerjinin depolanması. Lokalize kıvrımların esnekliğinden kaynaklanan elastik kuvvet, uğur böceklerinde hızlı kanat yerleşimlerini mümkün kıldığı düşünülmektedir.

...

Uğur böceklerinin kanat yapısının kullanılabileceği alanlar bu kadarla sınırlı değil elbette. Gelecekte uçak tasarımı ve modüler kompakt yapılarda bu sistemin kullanılabileceği düşünülüyor.

…

Uğur böceklerinin özellikleri bunlarla da sınırlı değil. Gelin diğer önemli özelliklerine de bakalım:

• Baharın gelmesiyle birlikte bahçeleri dolduran uğur böcekleri bitkilere zarar veren yaprak bitlerinin düşmanıdır. Bir uğur böceği hayatı boyunca yaklaşık 5.000 tane bitki zararlısı yer.

• Boyları yaklaşık 0.5 cm olan bu familyaya ait hayvanların yarım küre şeklinde görünen vücutları çok tipiktir.

• • Uğur böceklerini parlak renkleri onların düşmanlarından korunmasına yardım eder. Parlak renkli canlılar genellikle zehirli olurlar. Onların parlak renklerini gören düşmanları zehirli olduklarını düşünerek uğur böceklerinden uzak durur.
• • Bir uğur böceği rahatsız edildiğinde kötü bir koku salgılayarak düşmanını kendisinden uzaklaştırır.
• • Dişi uğur böceği yumurtalarını yaprakların üzerine bırakır.
• • Yumurtadan çıkan larvalar da tıpkı yetişkin uğur böcekleri gibi yaprak bitlerini yerler
• • Larvalar yeterince büyüdüklerinde kendilerini bir yaprağa ya da dala yapıştırırlar. Burada olgunlaşarak pupa şeklinde sarılı olarak kalır. Büyüklüğü erişkin uğur böceği ile aynıdır. Sarılı kalması, başkalaşım geçirirken pek çok tehlikeden korunmasını sağlar.
• • Birkaç gün süren yeniden yaratılış evresinden sonra hepimizin çok sevdiği uç uç böcekleri nazik uçma stilleriyle hayata kanat açarlar.
• • Uğur böcekleri bir sene içinde en az bir kez yumurtlarlar.
• • Bazı yetişkin uğur böcekleri yaprak çürüntülerinin altında kış uykusuna yatarak kışı geçirirler.

 …

Ayrıca uğur böcekleri tıpkı kelebekler gibi larva ve pupa olarak hayat serüvenine başlarlar. Şimdi düşünelim, böyle aciz bir halde iken tüm bu özellikleri bünyesinde barındırması ve bu mükemmel özelliklere kendiliğinden sahip olması düşünülebilir mi? Nitekim bir böceğin, bu teknolojileri çalışma yoluyla elde etmesi ya da çözüm üretmesi, bir kimyager gibi kimyasal maddeleri tahlil etmesi, hatta bunu üretmesi, planlı bir strateji yürütmesi mümkün olabilir mi?

...

Bu kâinatta yaratılmış ne varsa, en küçük zerresinden samanyoluna kadar, gezegen veya yıldızlar, yahut düşünce ve iç dünyamızda birbirimizi ve varlıkların her birisini bağlayan ilişkileri, takdir olunmuş her şeyi, bunların tâbi olduğu muhtelif kanunları, şekil ve suretleri, hareket ve sükunları, vaziyetleri bir tasavvur edelim. Sonra şu kainatta bulunan her şeyi, bu güzel tanzimi, takdiri, ölçüyü ve sağlamlığı, akıllara durgunluk veren muhkem kanunları, Kur’an-ı Kerîm’in ve modern ilmin ışığında mütalaa edelim. Ve bütün bunlarda tesadüfün hiçbir payı olamayacağını bir kez daha görelim.

Bilim keşfettikçe anlıyoruz ki, yer ile gök arasında hissedilen veya edilmeyen bütün varlıklar tek bir hakikati haykırıyor. Kâinatta Allah’ın ayetleri konuşuyor.

Kim bilir, bir uğur böceği elinize konduğunda sadece uğur değil belki Rabbimizin yüceliğini anlatan bir mektup da getirmiştir.
Görmesini, okumasını, düşünmesini bilenler için…

 

Kaynak:

1. http://www.pnas.org/content/114/22/5624.full

2. Araştırma ile ilgili video: Wing Windows Reveal Insect Origami