Harika bir tasarımla yaratılan 'amuda kalkan çöl böcekleri' kuraklığa çare oluyor

Harika bir tasarımla yaratılan 'amuda kalkan çöl böcekleri' kuraklığa çare oluyor

Kuraklığın arttığı ve su kıtlığının baş gösterdiği dünyamızda, suyun tasarruflu kullanılması için çareler arayan bilim dünyası, böceklerdeki tasarımlardan ilham alıp, atmosferik nemi yoğunlaştırarak elde edilen “su biriktirme sistemleri” yaptılar...

A+A-

Prof. Dr. Ali Alaş'ın yazısı

Gezegenimizde, bilinen bütün canlı türlerinin yarısından fazlası böcek türlerindendir. Böcekler, omurgasızlar içinde uçma yeteneği verilen yegane hayvan grubudur. Böcekler, eklem bacaklıların yüzde 85’ini oluşturur. Karada, tatlı sularda, çok az bir kısmı da denizlerde bulunabilirler. Ekonomik ve ekolojik olarak büyük öneme sahip olan böceklerin, insan hayatında vazgeçilmez bir yeri vardır. Mesela, başta arılar olmak üzere birçok böcek türü çiçeklerin tozlaşmasında görevlidir.

Böcekler, antenleriyle havadaki kokuları algılayabilirler, hatta bazıları yollarını ve eşlerini bulmak için antenlerini kullanabilirler. Mesela erkek bir sivrisinek, antenleri vasıtasıyla yaklaşık olarak 400 m mesafedeki dişi sivrisineğin kanat çırpma sesini işitebilecek kabiliyette yaratılmıştır. Böceklerin vücudu sert bir örtü ile kaplıdır. Vücutları; baş (Cephalus), göğüs (torax) ve karın (abdomen) olmak üzere üç bölümlü olarak yaratılmıştır.

Böcekler ve sürüngenlerde deri katmanları farklıdır. Böceklerde dermal hücreler, sinir-kas hücreleri kompleksiyle mücehhezdir. Bu hücrelerin oluşturduğu deri tabakasının arasında yer yer kümeleşmiş salgı (sekresyon) hücreleri bulunur. Bu hücrelere mukus özellikli eksoviyal sıvılar salgılama vazifesi verilmiştir. Deri ve alttaki vücut dokusunun her daim hareketli tutulması, bu sümüksü özellikteki sıvılar ile sağlanır. 

Hassas olan bu dermal tabakanın aralarındaki salgı hücreleri dış tarafa doğru kutikula, kitin, keratin gibi maddeler salgılarlar. Yapısı böcek türlerine göre değişebilen bu sümüksü salgılar yani mukus, hava ile temas ettiğinde sertleşerek hayvanı koruyan bir zırh halini alır. Bu zırh, böceğin hayatı boyunca geçen sürede yaşa bağlı olarak farklı terkiplerde ve tabakalı olarak yeniden dizayn edilir (pro-, ekso-, endo-, kutikula gibi). 

Dış iskelet olarak da bilinen en dıştaki bu kutikular yapı, oldukça sert olup, prokutikula olarak bilinir. Prokutikula’ya böceklerde yapısal renklenmeyi sağlama özelliği de verilmiştir. Bu yapı, kınkanatlılarda o kadar sertleşir ki, camı kesen elmas bıçağıyla bile kesilemez. 

Prokutikula denilen bu katmanın, hayvanı bilhassa çöllerde su kaybına ve ultraviyole (U.V.) ışınların yakıcı etkisine karşı koruma fonksiyonu da vardır. 

Çöl böceklerinde bu sert yapı, baş kısmından başlayıp, göğüs bölgesi boyunca uzanan ve karın istikametine kadar devam eden küçük kanalcıklar şeklinde dizayn edilmiştir. Yapılan araştırmalar, çöl böceklerindeki bu kanalcıkların, atmosferik nemin yoğunlaştırılarak su damlacıkları halinde etkili bir şekilde toplanabilmesi için, suyu iten hidrofobik ve suyu çeken hidrofilik desenlerle planlandığını ortaya koymuştur. Mikro ölçekli hidrofobik kanallar üzerine yerleştirilmiş, hidrofilik sistemler ile atmosferik nem emilerek, yoğunlaştırılır ve hidrofobik kanallara verilir. 

Kuraklığın arttığı ve su kıtlığının baş gösterdiği dünyamızda, suyun tasarruflu kullanılması için çareler arayan bilim dünyası, aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi, böceklerdeki bu tasarımdan ilham alıp, atmosferik nemi yoğunlaştırarak elde edilen “su biriktirme sistemleri” yapmışlardır. Çöl böceklerinden ilham alınarak yapılan bu sistemde; hidrofobik kanallar üzerindeki hidrofilik desenler ile nem toplanıp, yoğunlaştırılarak su damlacıkları halinde hidrofobik kanallara verilir.

a1-005.jpg
Atmosferik nemi yoğunlaştırarak su biriktirme sistemi. (Zhu ve Guo, 2016)

Çölün kavurucu sıcağından sonra gecenin soğuyan şartlarında, böcek dışarıda amuda kalkar vaziyette bekler ve aşırı ısınmış ekzo iskeletin soğumasıyla yoğunlaşan su damlacıkları, bahsedilen kanalcıklarla boyun bölgesinden ağzına doğru suyu akıtır. Böylece, böceğin günlük su ihtiyacı giderildiği gibi, ertesi günkü su stokunu da sağlamış olur.

colbocegi.jpg
Namib çölünde yaşayan Stenocara sp. cinsi böceğin amuda kalkarak suyu içme davranışı. (Zhu ve ark. 2019)

Böcekteki bu ileri mimari tasarım ve başının üstüne dikilip amuda kalkarak suyu içme davranışı ve bu davranışın gecenin çiğ halindeki ‘yoğunlaşma zamanına’ uygun olarak programlanması kimin eseri olabilir? Kör tesadüflere bel bağlayan evrimin mi? Şuursuz ve akılsız tabiatın mı? Bir iğne ustasız olmaz, sahipsiz olamaz, bir harf de kâtipsiz yazılamaz. Harika ve faydalı bir tasarımla yaratılmış olan bu böcek, ancak ve ancak Âlemlerin Rabbinin bir ayeti ve eseri olabilir.

Referanslar
- Zhu, H., Huang, Y., Lou, X., Xia, F. (2019). Beetle-inspired wettable materials: from fabrications to applications. Materials Today Nano 6 (2019) 100034.
- Zhu, H., Guo, Z. (2016). Hybrid engineered materials with high water-collecting efficiency inspired by Namib Desert beetles. Chem Commun (Camb). 21;52(41):6809-12. 
- doi: 10.1039/c6cc01894g. Epub 2016 Apr 29.
- Solak, K. (2000). Omurgasız hayvanlar ders notları (Basılmamış).

Zafer Dergisi

HABERE YORUM KAT

YORUM KURALLARI: Risale Haber yayın politikasına uymayan;
Küfür, hakaret, rencide edici cümleler veya imalar, inançlara saldırı içeren, imla kuralları ile yazılmamış,
Türkçe karakter kullanılmayan ve BÜYÜK HARFLERLE yazılmış yorumlar
Adınız kısmına uygun olmayan ve saçma rumuzlar onaylanmamaktadır.
Anlayışınız için teşekkür ederiz.
1 Yorum