AEK
Bordo Bereli
- Katılım
- 9 Ocak 2012
- Mesajlar
- 14,348
Bugün bir arkadaşım anlatınca araştırıp sizinle paylaşmak istedim. Hemen hemen her yerde tüm yazılar aynı ve aşağıdakini seçip ekledim.
Gecko tropik bölgelerde yaşayan küçük ve zararsız bir tür kertenkeledir. Gecko kertenkeleleri kendilerini diğer sürüngenlerden ayrıcalıklı kılan bir özelliğe sahiptirler. Duvarda, hatta tavanda düz bir yolda yürüyormuşçasına rahat hareket edebilir; tek ayakları üzerinde tepetaklak durumda asılı durabilirler. Cilalı dikey bir düzlemde bile başaşağı konumda koşturabilirler.
Peki Geckonun ayaklarının zemini bu derece sıkı kavramasına imkan sağlayan ve bu sürüngenin şaşırtıcı hareketlerine olanak veren sistem nedir?
İlk akla gelen, Geckonun yapışkan bir madde salgılayarak tavana tutunması ihtimalidir. Ancak bu mümkün değildir, çünkü hayvanın herhangi bir yapıştırıcı üretecek salgı bezi yoktur. Ayrıca böyle bir sistem belki Geckoyu tavana yapıştıracaktır ama hareket etmesine imkan tanımayacaktır.
Hayvandaki üstün kavrama yeteneğinin vantuz benzeri bir yapıdan kaynaklandığı da düşünülebilir. Fakat böyle bir akıl yürütme de doğru olmayacaktır. Zira Geckonun ayakları havası alınmış bir ortamda da kusursuz iş görür. Zaten havasız ortamda bir pompa zemine de yapışamaz.
Elektrostatik çekim de söz konusu değildir. Yapılan deneylerde, elektron iyonu yüklenmiş havada bile ayakların işlevini yerine getirdiği gözlenmiştir. Eğer elektrostatik çekim kullanılsaydı, havaya yüklenen iyonların çekim kuvvetini etkileyip Geckonun tutunmasını engellemesi gerekirdi.
Araştırmalar Geckonun ayaklarındaki mekanizmanın üstün bir mühendislik örneği olduğunu ortaya çıkarmıştır. Gerçekten de bu sürüngenin ayak yapısı tırmanmak için tasarlanmıştır.
Portland'taki Lewis & Clark Lisesi'nden çevre fizyoloğu Kellar Autumn ve California Berkeley Üniversitesi'nden bio-mühendis Robert Full tarafından kurulan ve Massatchusetts IS Robotics tarafından desteklenen bir ekip Geckonun nasıl tırmandığını mikroskobik açılardan incelemişlerdir.46
Elde edilen sonuç bizlere bilimin gelişmesi sayesinde açığa çıkan bir tasarım harikası ile karşı karşıya olduğumuzu göstermiştir. Geckonun ayaklarında, belki de sadece nükleer fizikçilerin haberdar olabilecekleri bir kuvvet mevcuttur.
Binlerce Mikro Tüyden Oluşan Özel Ayaklar
Geckonun parmak uçları, tıpkı bir kitaptaki sayfalar gibi ince doku yaprakları ile kaplıdır. Her bir yaprak da, "setae" adı verilen özel bir doku ile kaplıdır. Bu dokuda tüy benzeri uzantılar yer alır ve bu uzantıların uçları da yüzlerce mikroskobik uca ayrılmaktadır.
İğne başı kadar bir alanda ortalama 5000 mikro tüy vardır. Bu da hayvanın her ayağında yaklaşık yarım milyon tüyün bulunması anlamına gelmektedir. Araştırma derinleştirildikçe karşılaşılan mükemmellikler de artmaktadır.
Her bir tüy kendi içinde sayıları 400 ile 1000 arasında değişen tüyümsü uzantılardan oluşmaktadır. Bundan başka dikkat çeken bir unsur da tüylerin hayvanın topuklarına bakacak biçimde yerleştirilmiş olmasıdır. Her bir ucun kalınlığı milimetrenin beş binde biri kadardır. Geckonun ayağındaki milyonlarca mikroskobik uç, değdikleri yüzeydeki atomların çekim kuvvetini kullanarak o yüzeye bir tutkal gibi yapışır.
Gecko adım atarken ayak tabanını yüzeye bastırır ve hafifçe geriye çeker. Böylece tüylerin zemine maksimum düzeyde temas etmesini sağlar. Diğer bir ifadeyle, tüyler yüzeydeki çıplak gözle görünmeyen mikroskobik girinti ve çıkıntılara sıkıca tutunurlar. Böylece, ayak ile yüzey arasında moleküler düzeyde zayıf bir çekim kuvveti oluşur. Bu çekim kuvveti kuantum fiziğinde "Van Der Waals kuvveti" olarak adlandırılmaktadır.
Van der Waals kuvveti sizin eliniz ve duvar arasında da vardır ama çok zayıftır. Atomik seviyede bakacak olursak elinizin yüzeyi dağlarla kaplı gibidir ve sadece en tepedeki atomlar duvarla temas ederler. Ancak Geckonun ayağındaki binlerce spatula ucu tıpkı bir tutkal gibi duvara yapışır.
Eğer Geckonun parmakları gerçek yapışkanla kaplı olsaydı (veya bir zamanlar bilim adamlarının sandığı gibi vantuzlarla) Geckonun her ayağını kaldırdığında bu yapışkanlığı kırmak için çok fazla enerji harcaması gerekirdi. Ancak araştırmaları yürüten ekibin bulgularına göre, Geckonun duvara değdiği açıyı değiştirmesi ayağını çekmesi için yeterli olmaktadır.
Ayaktaki tüycüklerin konumu ve sıklıkları Van der Waals kuvvetini ortaya çıkarır. İşte bu kuvvet, yerçekiminin Gecko üstündeki gücüne baskın çıkar. Hayvan, ayağını kaldırmak istediğinde de ayak tabanını ileri doğru büker ve moleküler çekim kuvvetinin üstünde bir güç harcayarak tabanını kaldırır.49
Hayvanın ayak tabanlarındaki tüylerin sayısının ve açısının ne kadar hassas mühendislik hesaplarına dayandığı ortadadır. Tüylerin yoğunluğu daha fazla olsaydı hayvan duvara yapışıp kalacak, daha az olsaydı duvara tutunamayarak düşecekti. Aynı durum tüylerin farklı açılarda yerleşmiş olması durumunda da geçerli olacaktı.
Ancak böyle bir şey olmaz. Van der Vaals çekim kuvvetinin doğmasına neden olan tüycüklerin sıklık miktarı tam gerektiği kadardır.
Milimetrekareye 2 milyon değil de 2 bin tüy düşen bir Gecko düşünün. Bu hayvanın ayağında yeterli oranda Van der Waals çekim kuvveti oluşmayacak ve hayvan tavanda yürümeye çalışırken baş aşağı düşecektir. Bu durumda tüycüklü yapının varlığı hiçbir işe yaramayacaktır.
Geckonun Ayaklarındaki Koordinasyon
Bütün bunların yanısıra Gecko kertenkelesinin dört ayağının mükemmel bir koordinasyon içinde olması da gerekir. Ancak bu sayede kertenkele her yüzeyde ilerleyebilir, rahatlıkla duvarlara tırmanabilir, düşmeden tavanlarda gezebilir.
Geckonun ayaklarının işleyiş biçimi, üzerinde düşünüldüğünde insanı hayrete düşüren bir konudur. Örnek olarak tavanda hızla yürümesini ele alalım. Hayvan bu esnada dört ayağıyla birbirinden farklı hareketleri eş zamanlı ve hatasız olarak yapmakta; böylece ayakları birbirine dolaşmadan yol alabilmektedir.
Ellerimizden biriyle bir ayağımızın senkronize olarak zıt hareketler yapmasının ne kadar güç olduğunu göz önünde bulundurursak, Geckonun dört ayağıyla yaptığı hareketin zorluğu da daha iyi anlaşılacaktır.
Yapılan araştırmaların açığa çıkardığı bu gerçekler her yönden oldukça şaşırtıcıdır. Öncelikle Geckonun Van der Waals adlı bu kuvvetten ve ne işe yaradığından haberdar olması gerekmektedir. Ancak bu kuvvetten pek çok üniversite mezunu kişi bile haberdar değildir. İnsanların bile bilmediği bu bilgilere Gecko nasıl sahip olmuştur?
Öncelikle Geckonun tüylü bir yapının tam ihtiyacı olan kuvveti oluşturacağını tahmin etmesi gerekmektedir. Bir kertenkelenin tüycükleri keşfetmesi, bunların sayısını ve açılarını hem ağırlığını taşıyacak hem de hızlı hareket etmesini engellemeyecek kadar hassas bir şekilde hesaplaması mümkün müdür? Elbette ki ideal sayıdaki tüycükleri oluşturması, ideal bir açı ve düzende ayak tabanına yerleştirmesi Geckonun yeteneği ile ortaya çıkmış olamaz.
Bunların yanısıra Geckonun dört ayağını mükemmel koordine edecek iskelet, sinir ve kas sistemlerine de ihtiyacı vardır. Bir kertenkelenin tüm bunların tasarımını yapması ve bedeninde bunları kendiliğinden var etmesi elbette mümkün değildir.
İnsanlar atomun yapısını ve özelliklerini çok yakın bir zamanda -son yüzyılda- keşfetmişlerdir. Gecko ise bir sürüngen türüdür. Elbette ki atomu ve onun çekim gücünü bilmesi düşünülemez.
Akıl ve sağduyu sahibi her insan bunların kendiliğinden olamayacağını ve hepsinin özel bir tasarımın eseri olduğunu bilir. Üstelik şimdiye kadar yaşamış olan bütün Geckolar bu özelliklere sahiptirler. Bütün bunlar Geckoları bir anda, tüm bu özellikleriyle birlikte ortaya çıktığını gösterir.
Gecko tropik bölgelerde yaşayan küçük ve zararsız bir tür kertenkeledir. Gecko kertenkeleleri kendilerini diğer sürüngenlerden ayrıcalıklı kılan bir özelliğe sahiptirler. Duvarda, hatta tavanda düz bir yolda yürüyormuşçasına rahat hareket edebilir; tek ayakları üzerinde tepetaklak durumda asılı durabilirler. Cilalı dikey bir düzlemde bile başaşağı konumda koşturabilirler.
Peki Geckonun ayaklarının zemini bu derece sıkı kavramasına imkan sağlayan ve bu sürüngenin şaşırtıcı hareketlerine olanak veren sistem nedir?
İlk akla gelen, Geckonun yapışkan bir madde salgılayarak tavana tutunması ihtimalidir. Ancak bu mümkün değildir, çünkü hayvanın herhangi bir yapıştırıcı üretecek salgı bezi yoktur. Ayrıca böyle bir sistem belki Geckoyu tavana yapıştıracaktır ama hareket etmesine imkan tanımayacaktır.
Hayvandaki üstün kavrama yeteneğinin vantuz benzeri bir yapıdan kaynaklandığı da düşünülebilir. Fakat böyle bir akıl yürütme de doğru olmayacaktır. Zira Geckonun ayakları havası alınmış bir ortamda da kusursuz iş görür. Zaten havasız ortamda bir pompa zemine de yapışamaz.
Elektrostatik çekim de söz konusu değildir. Yapılan deneylerde, elektron iyonu yüklenmiş havada bile ayakların işlevini yerine getirdiği gözlenmiştir. Eğer elektrostatik çekim kullanılsaydı, havaya yüklenen iyonların çekim kuvvetini etkileyip Geckonun tutunmasını engellemesi gerekirdi.
Araştırmalar Geckonun ayaklarındaki mekanizmanın üstün bir mühendislik örneği olduğunu ortaya çıkarmıştır. Gerçekten de bu sürüngenin ayak yapısı tırmanmak için tasarlanmıştır.
Portland'taki Lewis & Clark Lisesi'nden çevre fizyoloğu Kellar Autumn ve California Berkeley Üniversitesi'nden bio-mühendis Robert Full tarafından kurulan ve Massatchusetts IS Robotics tarafından desteklenen bir ekip Geckonun nasıl tırmandığını mikroskobik açılardan incelemişlerdir.46
Elde edilen sonuç bizlere bilimin gelişmesi sayesinde açığa çıkan bir tasarım harikası ile karşı karşıya olduğumuzu göstermiştir. Geckonun ayaklarında, belki de sadece nükleer fizikçilerin haberdar olabilecekleri bir kuvvet mevcuttur.
Binlerce Mikro Tüyden Oluşan Özel Ayaklar
Geckonun parmak uçları, tıpkı bir kitaptaki sayfalar gibi ince doku yaprakları ile kaplıdır. Her bir yaprak da, "setae" adı verilen özel bir doku ile kaplıdır. Bu dokuda tüy benzeri uzantılar yer alır ve bu uzantıların uçları da yüzlerce mikroskobik uca ayrılmaktadır.
İğne başı kadar bir alanda ortalama 5000 mikro tüy vardır. Bu da hayvanın her ayağında yaklaşık yarım milyon tüyün bulunması anlamına gelmektedir. Araştırma derinleştirildikçe karşılaşılan mükemmellikler de artmaktadır.
Her bir tüy kendi içinde sayıları 400 ile 1000 arasında değişen tüyümsü uzantılardan oluşmaktadır. Bundan başka dikkat çeken bir unsur da tüylerin hayvanın topuklarına bakacak biçimde yerleştirilmiş olmasıdır. Her bir ucun kalınlığı milimetrenin beş binde biri kadardır. Geckonun ayağındaki milyonlarca mikroskobik uç, değdikleri yüzeydeki atomların çekim kuvvetini kullanarak o yüzeye bir tutkal gibi yapışır.
Gecko adım atarken ayak tabanını yüzeye bastırır ve hafifçe geriye çeker. Böylece tüylerin zemine maksimum düzeyde temas etmesini sağlar. Diğer bir ifadeyle, tüyler yüzeydeki çıplak gözle görünmeyen mikroskobik girinti ve çıkıntılara sıkıca tutunurlar. Böylece, ayak ile yüzey arasında moleküler düzeyde zayıf bir çekim kuvveti oluşur. Bu çekim kuvveti kuantum fiziğinde "Van Der Waals kuvveti" olarak adlandırılmaktadır.
Van der Waals kuvveti sizin eliniz ve duvar arasında da vardır ama çok zayıftır. Atomik seviyede bakacak olursak elinizin yüzeyi dağlarla kaplı gibidir ve sadece en tepedeki atomlar duvarla temas ederler. Ancak Geckonun ayağındaki binlerce spatula ucu tıpkı bir tutkal gibi duvara yapışır.
Eğer Geckonun parmakları gerçek yapışkanla kaplı olsaydı (veya bir zamanlar bilim adamlarının sandığı gibi vantuzlarla) Geckonun her ayağını kaldırdığında bu yapışkanlığı kırmak için çok fazla enerji harcaması gerekirdi. Ancak araştırmaları yürüten ekibin bulgularına göre, Geckonun duvara değdiği açıyı değiştirmesi ayağını çekmesi için yeterli olmaktadır.
Ayaktaki tüycüklerin konumu ve sıklıkları Van der Waals kuvvetini ortaya çıkarır. İşte bu kuvvet, yerçekiminin Gecko üstündeki gücüne baskın çıkar. Hayvan, ayağını kaldırmak istediğinde de ayak tabanını ileri doğru büker ve moleküler çekim kuvvetinin üstünde bir güç harcayarak tabanını kaldırır.49
Hayvanın ayak tabanlarındaki tüylerin sayısının ve açısının ne kadar hassas mühendislik hesaplarına dayandığı ortadadır. Tüylerin yoğunluğu daha fazla olsaydı hayvan duvara yapışıp kalacak, daha az olsaydı duvara tutunamayarak düşecekti. Aynı durum tüylerin farklı açılarda yerleşmiş olması durumunda da geçerli olacaktı.
Ancak böyle bir şey olmaz. Van der Vaals çekim kuvvetinin doğmasına neden olan tüycüklerin sıklık miktarı tam gerektiği kadardır.
Milimetrekareye 2 milyon değil de 2 bin tüy düşen bir Gecko düşünün. Bu hayvanın ayağında yeterli oranda Van der Waals çekim kuvveti oluşmayacak ve hayvan tavanda yürümeye çalışırken baş aşağı düşecektir. Bu durumda tüycüklü yapının varlığı hiçbir işe yaramayacaktır.
Geckonun Ayaklarındaki Koordinasyon
Bütün bunların yanısıra Gecko kertenkelesinin dört ayağının mükemmel bir koordinasyon içinde olması da gerekir. Ancak bu sayede kertenkele her yüzeyde ilerleyebilir, rahatlıkla duvarlara tırmanabilir, düşmeden tavanlarda gezebilir.
Geckonun ayaklarının işleyiş biçimi, üzerinde düşünüldüğünde insanı hayrete düşüren bir konudur. Örnek olarak tavanda hızla yürümesini ele alalım. Hayvan bu esnada dört ayağıyla birbirinden farklı hareketleri eş zamanlı ve hatasız olarak yapmakta; böylece ayakları birbirine dolaşmadan yol alabilmektedir.
Ellerimizden biriyle bir ayağımızın senkronize olarak zıt hareketler yapmasının ne kadar güç olduğunu göz önünde bulundurursak, Geckonun dört ayağıyla yaptığı hareketin zorluğu da daha iyi anlaşılacaktır.
Yapılan araştırmaların açığa çıkardığı bu gerçekler her yönden oldukça şaşırtıcıdır. Öncelikle Geckonun Van der Waals adlı bu kuvvetten ve ne işe yaradığından haberdar olması gerekmektedir. Ancak bu kuvvetten pek çok üniversite mezunu kişi bile haberdar değildir. İnsanların bile bilmediği bu bilgilere Gecko nasıl sahip olmuştur?
Öncelikle Geckonun tüylü bir yapının tam ihtiyacı olan kuvveti oluşturacağını tahmin etmesi gerekmektedir. Bir kertenkelenin tüycükleri keşfetmesi, bunların sayısını ve açılarını hem ağırlığını taşıyacak hem de hızlı hareket etmesini engellemeyecek kadar hassas bir şekilde hesaplaması mümkün müdür? Elbette ki ideal sayıdaki tüycükleri oluşturması, ideal bir açı ve düzende ayak tabanına yerleştirmesi Geckonun yeteneği ile ortaya çıkmış olamaz.
Bunların yanısıra Geckonun dört ayağını mükemmel koordine edecek iskelet, sinir ve kas sistemlerine de ihtiyacı vardır. Bir kertenkelenin tüm bunların tasarımını yapması ve bedeninde bunları kendiliğinden var etmesi elbette mümkün değildir.
İnsanlar atomun yapısını ve özelliklerini çok yakın bir zamanda -son yüzyılda- keşfetmişlerdir. Gecko ise bir sürüngen türüdür. Elbette ki atomu ve onun çekim gücünü bilmesi düşünülemez.
Akıl ve sağduyu sahibi her insan bunların kendiliğinden olamayacağını ve hepsinin özel bir tasarımın eseri olduğunu bilir. Üstelik şimdiye kadar yaşamış olan bütün Geckolar bu özelliklere sahiptirler. Bütün bunlar Geckoları bir anda, tüm bu özellikleriyle birlikte ortaya çıktığını gösterir.
Moderatör tarafında düzenlendi:
