Kutu balığının şeklinde modern tasarım
için bir ders gizli. Düşük sürtünme kuvveti sayesinde, saniyede kendi
beden uzunluğunun altı katına varan hızlarda yüzüyor; kabuğunun
kenarlarındaki, teknelerin karinasına benzeyen çıkıntılarla denge
sağlıyor.
Kutu
balığının, suyun direncini şaşırtıcı derecede azaltan biçimi
Mercedes-Benz'in "biyonik" arabasına esin kaynağı oldu. Stuttgart'taki
bir tesiste rüzgâr tüneli testleri sırasında üzerinden geçen buhar
dalgaları, otomobilin -bir litre yakıtla 30 kilometre gitmesini
sağlayabilen- aerodinamiğini gözler önüne seriyor.
Balina gibi yüzgeçleri, kertenkele gibi bir derisi, güve gibi gözleri olan nedir? Mühendisliğin geleceği.
Yazı: Tom Mueller
Fotoğraflar: Robert Clark
Aylardan
şubat, yaz ortası, havada tek bir bulut yok... Evrim biyoloğu Andrew
Parker, Avustralya kırsalında, Alice Springs'in hemen güneyindeki kızgın
kızıl kumların üzerinde diz çöküyor ve "dikenli şeytan"ın (Moloch horridus)
sağ arka bacağını su kabının içine batırıyor. Bu sanıldığı kadar
tehlikeli bir iş değil: Üstü sivri dikenlerle kaplı olsa da
kertenkelenin boyu –kafası hariç– sadece iki santim.Ve Parker'a öyle
endişe dolu gözlerle bakıyor ki, annesini kaybetmiş bir bebek dinozoru
andırıyor. Dünyanın en zehirli yılanlarına –zehrinin 30 gramı ile yüz
kişiyi öldürebilen Oxyuranus microlepidotus ve tehlikesi adından belli
olan "çöl ölümü" (Acanthophis pyrrhus)– ev sahipliği yapan bu
sert çevre koşullarında yaşayan bir hayvan için oldukça sevimli bir
görünümü var. Burada coğrafyanın kendisi de bir o kadar sert; rüzgâr,
akasya ağaçlarının arasında en üst dereceye ayarlanmış bir saç kurutma
makinesi gibi üfürürken, güneş de üç kat büyük görünüyor. Ve tüm bunlar
size, burada, dünyanın üzerinde insan yaşayan en kurak kıtasının bu en
kurak bölgesinde, bir sonraki içeceğinizi nereden temin edeceğinize
ilişkin bir planınız olması gerektiğini sürekli hatırlatıyor.
Dikenli şeytan ise bunu zaten biliyor. Üstelik öyle etkileyici ve
kendinden emin ki, Parker'ı –yılan sokmasını ve başına güneş geçmesini
bile unutturacak kadar– büyülüyor. "Bakın, bakın!" diye haykırıyor
heyecanla. "Sırtı su içinde kaldı!" Gerçekten de 30 saniye sonra
kaptaki su, kertenkelenin bacakları boyunca ilerleyip, dikenli derisi
üzerinde ışıldıyor. Birkaç saniye içinde su ağzına ulaşıyor ve
kertenkele halinden memnun, ağzını şapırdatmaya başlıyor. Bu kertenkele
kelimenin tam anlamıyla ayaklarıyla su içiyor. Daha fazla zamanı olsa
dikenli şeytan aynı numarayı bir parça nemli kum üzerinde de yapabilir.
Bu, çölde çok ciddi bir rekabet avantajı.
Andrew Parker buraya, kertenkelenin bu işi tam olarak nasıl başardığını
keşfetmek için gelmiş. Ama biyolojiye olan merakından değil, kafasında
somut bir hedef var: "Dikenli şeytan"dan esinlenerek, insanlara çölde
hayat kurtarıcı olan suyu sağlayacak bir cihaz yapmak.
Kumral, dalgalı saçları ve geniş kenarlı beyaz bir şapkası olan ince
yapılı İngiliz akademisyen Parker, dikenli şeytanın suyu çekişinin
sırrını daha iyi anlayabilmek için damlalıklarla, renk renk pudrayla ve
sisleme cihazlarıyla uğraşıyor. Durup durup, İngiliz akademisyenlerin o
tipik yumuşak ve melodik şaşırma ve memnuniyet ifadelerini kullanıyor.
"Su inanılmaz hızlı dağılıyor!" diyor; elindeki damlalıktan damlayan
sular kertenkelenin sırtına damladığı anda sanki bir hokus pokusla
kayboluyor. "Derisi sandığımdan çok daha hidrofobik. Suyu ağzına
yönlendiren gizli kılcal damarlar olabilir." Son deneyini tamamladıktan
sonra ekipmanımızı toplayıp, dört çekerimize atlıyoruz. Biz giderken
kertenkele de belli belirsiz bir mahsunlukla arkamızdan bakıyor.
Parker, kamp alanına dönerken, arabada bana, "Bu şeytanı doğal ortamında
–kumun dokusu, gölge miktarı ve ışığın kalitesi ile– görmek, çevresine
nasıl uyum sağladığını anlamak açısından çok önemli," diyor. "İşin
makro kısmını bitirdik. Artık derinin mikroyapısını incelemeye
hazırım."
Londra Doğa Tarihi Müzesi ve Sidney Üniversitesi'nde araştırmacı olan
Parker, biyobenzetimin önde gelen savunucularından biri. Doğadaki
tasarımları, mühendislik, madde bilimi, tıp ve diğer alanlardaki
problemleri çözmek için uyguluyor. Kelebeklerin ve böceklerin
yanardöner renklerini, güvelerin gözündeki yansımayı önleyici dokuyu
incelemiş; bu araştırmalar, daha parlak cep telefonu ekranlarının
yapımını ve –hangi şirketin desteklediğini bile söyleyemeyeceği kadar–
gizli bir kalpazanlığı engelleyici tekniğin geliştirilmesini sağlamış.
Doğanın geçmişinden de ilham alıyor: Varşova'daki (Polonya) bir müzede
–bir kehribar içinde– sergilenen 45 milyon yıllık sineğin gözlerinde
ışığın yansımasını azaltan mikroskobik yivler olduğunu fark etmiş. Ve
bunlar da şimdi güneş panellerinde kullanılıyor. Parker'ın yaptığı iş,
dünya çapında süren ve giderek güçlenen biyobenzetim hareketinin
yalnızca küçük bir bölümünü oluşturuyor. Bath'taki (İngiltere) ve West
Chester'daki (Pensilvanya, ABD) mühendisler, uçakların daha çevik
hareket edebilmesini sağlayan kanatlar yapmak için kambur balinaların
göğüs yüzgeçlerinin serbest kenarlarındaki yumruları inceliyor.
Berlin'de, yırtıcı kuşların kanatlarındaki parmaksı uçma tüylerinden
ilham alan mühendisler, havadayken biçim değiştirerek sürtünmeyi
azaltan ve böylece yakıt verimliliğini artıran uçak kanatları
geliştirmeye çalışıyor. Zimbabve'de mimarlar daha konforlu binalar
yapabilmek için, termitlerin, tepemsi yuvalarında sıcaklık, nem ve
havalandırmayı nasıl kontrol ettiğini anlamaya çalışırken, Japon tıp
araştırmacıları da sinir uyarımını en aza indiren sivrisinek
iğnesindeki gibi –kenarlarında minik tırtıkları olan– derialtı iğneleri
kullanarak enjeksiyon sırasında duyulan acıyı azaltıyor.
Doğanın Tasarımlarını Taklit Etmek
Nora Gallagher
Tukanların yüzüstü düşmemesi bir mucize gibi görünüyor; çünkü bu
Güney Amerika kuşlarının çok büyük gagaları var. Bazı tukanlarda gaga
uzunluğu 15 ila 23 santim arasında değişiyor, yani boyunun neredeyse
üçte biri... Ama tukanlarda gaganın hem sağlam, hem de hafif olmasını
sağlayacak ustalıklı bir tasarımı var. California Üniversitesi (San
Diego, ABD) madde bilimi uzmanlarından Marc André Meyers, iki bölümlü
yapısının araba kazalarına karşı koruma amacıyla uyarlanıp otomotiv ve
havacılık sektörlerinde kullanılabileceği görüşünde.
Meyers, "Tukan gagaları güzel yapılardır," diyor. "Yüzeyi
keratinden, yani tırnak ve saçtaki maddeden yapılmış. Ama dış katmanı
katı bir yapıda değil. Aslında çatıdaki tahta kiremitler gibi üst üste
binmiş ufak altıgen levhalar biçimindeki birçok katmandan oluşuyor.
Kabuktan farklı olan iç kısım ise kemik yapılı. Küçük kirişlerden ve
zarlardan oluşan hafif ama sıkı bir köpük biçiminde. Ve gaganın bazı
alanlarının içi boş." Brezilya doğumlu olan Meyers, babasıyla ava
çıktığı günlerden birinde bir tukan kafatası bulmuş. "Gaga çok sağlam
ve hafifti; bu özellik yıllarca aklımın bir köşesinde kaldı" diyor. -John Eliot
BiyobenzetimNora Gallagher
Canlı organizmaların neredeyse tümü, içinde yaşadığı ortama
benzersiz bir uyum sağlar. Bazılarının bunu çok iyi yapması uzmanları
insanlara yönelik ürünlerde ve teknolojilerde doğal tasarımlarını örnek
almak üzere incelemeye yöneltmiş bulunuyor. Biyobenzetim adı ile
bilinen bu süreç, doğanın ve mühendisliğin buluştuğu kavşaktır.
Biyobenzetimin belki de en iyi örneği "cırtbant". İsviçreli bilim
insanı George de Mestral 1948'de köpeğinin tüylerine yapışmış bir
pıtrağı çıkarıp mikroskop altında inceledi. Pıtraktaki kancaların
yapışkanlığından etkilenerek, bu tasarımdan hareketle iki parçalı bir
kopça yarattı. Parçalardan birinin dikenli tohum kılıfındakine benzer
sert kancaları var; diğerinde bulunan yumuşak ilmikler kancaların
tutunmasını sağlıyor.
Kaynakça
Eliot, John. "Tukanın Gagası", National Geographic Türkiye (Aralık 2006).
Mueller, Tom. "Biyobenzetim", National Geographic Türkiye (Nisan 2008), 126-149.
