Konferans metni

---) Geko ve Geleceğin Örümcek Adamları

Gecko kertenkelesi ise geleceğin yapışkan sistemlerinin kaynağı olmaya aday. Gecko kertenkelesinin ayağının altında setae adı verilen milyonlarca tüycük bulunuyor. Bu tüycükler o kadar küçükler ki, bir metrenin ancak 200 milyarda biri uzunluğundalar. Her bir tüycüğün ucunda da yaklaşık bin tane spatül adı verilen mikroskobik tüycükler bulunuyor. Böylece spatüllerin sayısı milyarları buluyor. Dr. Kellar Autumn liderliğinde yürütülen araştırmaya göre, geckonun ayağındaki tüycükler, zayıf elektrostatik çekim etkisi (Van der Waals kuvveti) oluşturuyor. Autumn, bu durumu şöyle aktarıyor: Kertenkelenin ayağında moleküllerin arasında olan gibi bir çekim kuvveti ortaya çıkıyor, çünkü ayağının altındaki tüyler milyarlarca spatüle ayrılarak yüzey yoğunluğunu artırıyor. Böylece yüzeyle çok kuvvetli bir yakın temas sağlanıyor. Nihayet ortaya büyük bir yapışma kuvveti çıkıyor. (Scientists prove how geckos stick, 26 Ağustos 2002) 120 Kilo Taşıyacak Güç Bir gecko kertenkelesi öylesine etkili şekilde tavana yapışır ki, tek bir parmağı tavana yapışık halde asılı durabilir. Dr.Autumn ' a göre, kertenkele 120 kiloluk bir ağırlığı kaldıracak kadar büyük bir kuvvet oluşturabilecek tasarıma sahip. Setae'lı alan belirgin bir şekilde ayağın altındaki dokudan farklı bir özelliğe sahip. Bu iki dokunun da özellikleri kertenkelenin DNA ' sında kodlanmış bulunuyor. Hangi dokunun nerede başlayıp nerede biteceği DNAdaki bu plana göre belirleniyor. Bu sayede iki doku asla karışmadan başından kuyruğuna; gözünden tırnaklarına kadar mükemmel ve çok etkili bir organizasyonla ortaya çıkıyor. Yapışma sisteminin en verimli özelliklerinden birisini de mekanik olarak açılıp kapanabilmesi oluşturuyor. Bu sayede güçlü bir yapışma meydana geliyor. Geckolar adım attıkça ayaklarındaki tüycükleri yüzeye yayarak ilerliyor, devam edebilmek için onları tekrar yapıştıkları yerden yapışkan bir bandı söker gibi söküyorlar. Ancak bu olayda gözden kaçmaması gereken bir detay da geckonun koşarken ayaklarını saniyede 15 defa yapıştırıp kaldırabilmesi... Yüzeye Yapışan Ayak Gecko ayaklarını yapıştıkları yerden kurtarabilmek için parmaklarını yüzeyle, tam olarak 30 derecelik bir açı yapacak biçimde ayarlıyor. Bu açıyla adım atmadığı takdirde ayaklar yüzeye kilitli kalıyor. Berkeley Üniversitesi ' nde görevli mühendislerden Ron Fearing Geckonun yapışkanı, mekanik olarak açılıp kapandığından yapışkanlığı asla tükenmez diyor ve düşünmemiz için bize soruyor: Bir gecko kum dolu bir kabın içinde yürütülse bile duvara aynı şekilde tırmanabilir. Siz en sağlam yapışkan bantlarla bile deneseniz bunu başarabilir misiniz? (Nature.com /nsu, Gecko glue round the corner, 28 Ağustos 2002) Kumda Nasıl Koşar? Kumun bolca bulunduğu tropikal bölgelerde geckoların ayakları kirlenmiyor ve bu nedenle yapışkanlığını kaybetmiyor. Bilim adamları geckoların ayaklarında bir tür temizleme mekanizmasının da bulunduğunu tahmin ediyorlar. Geckoların ayaklarındaki tasarım gerçek manada taklit edildiği zaman bugün hayal olarak gözüken şu projeler hayata geçebilecek:

Uzay gibi, hava olmadığı için, maddelerin etkili yapışamadıkları ortamlarda kusursuz yapışkanlıklar sağlanabilecek.

Geckoların kilitleme sistemlerine sahip robotlardan afet sonrası arama kurtarma çalışmalarında yararlanabilinecek.

Gecko taklit edilerek özel yapışkanlı eldivenler ve tırmanış için özel giysiler yapılabilecek. "İnanıyorum ki bir gün gelecek, "Örümcek Adam"dan daha iyi olacağız." diyor Dr. Autumn.

Çıkarılırken acı vermeyen yara bantları veya su altında yapışan ve tekrar tekrar kullanılabilen özel bantlar da yapılabilecek. Bir gün marketlerde selobantların yanında geckobantlar da görebileceksiniz!
---Bakteri yapıştırıcısı

. Birçok kabuklu deniz canlısı yaşamları ihtiyaç duydukları doğal yapıştırıcıyı üretecek biçimde yaratılmıştır. Bu yapıştırıcılar bazen resimdeki midyenin sadece altı noktadan kendisi asmasını sağlayacak kadar güçlü olabiliyor. Ancak midyenin yapıştırıcısı bile tatlı su bakterisininkinin yanında oldukça zayıf kalıyor.

Bakteri kendisini kayalara ve cam pipetlerin iç yüzeylerine ince uzun sapından yapıştırıyor. Sapın üzeri zincir şeklindeki şeker molekülleri ile kaplı bir tutunma aleti var. İşte bakterinin kuvvetli bir şekilde yapışmasını sağlayan da bu şeker molekülleri. Yani Caulobacter her türle zemine yapışmak için özel bir vantuzlu tutunma aleti ile yaratılmış.

Bilim adamları şimdi bu yapıştırıcıyı üretebilmek için çalışıyorlar. Tabi etrafa bulaştırmadan. Çünkü yapıştırıcı tazyikli sudan bile etkilenmediği için yıkamak hiçbir işe yaramıyor.

Endüstriyel tüm yapıştırıcılar bilim adamlarının araştırmalarının ürünüdür. Sol üstte böyle bir yapıştırıcının basitleştirilmiş kimyasal formülünü görüyorsunuz. Aşağıda ise bakterinin yapıştırıcı ile aynı gruptaki kimyasal maddenin karmaşık formülü görülüyor. Tatlı su bakterisinin yapışkanı da en az bunun kadar karmaşık bir yapıya sahip.. [i] http://www.ntvmsnbc.com/news/370048.asp

[ii] http://www.physorg.com/news63981444.html
---Sivrisinek günümüz teknolojisiyle incelendiğinde çok detaylı teknik cihazlarla donatılmış savaş uçağına benzer. Karanlıkta görmeye yarayan termal kamera, ameliyat yapmaya yarayan özel neşter sistemi ve kimyasal silahlara sahiptir. Bukadar küçük bir alanda bukadar teknik cihazın birlikte çalışabilmesi bugünün imkanlarıyla mümkün değildir. Bilim dünyası sivrisinieği taklit ederek nanoteknolojiyi küçük robotlarda uygulamaya çalışmaktadır. Sivrisineğin bazı özelliklerine birlikte bakalım.

Hedef üzerine konan sivrisinek, hortumundaki dudakçıklar aracılığıyla önce bir nokta seçer. Sivrisineğin bir şırıngaya benzeyen iğnesi özel bir kılıfla korunmuştur. Kan emme işlemi sırasında işte bu kılıf iğneden sıyrılır.

Deri, sanıldığı gibi iğnenin basınçla deriye batırılması yöntemiyle delinmez. Buradaki asıl görev, bıçak keskinliğindeki üst çene ve üzerinde geriye doğru eğimli dişlerin bulunduğu alt çeneye düşmektedir. Alt çene testere gibi ileri-geri hareket eder ve deri üst çenenin yardımıyla adeta kesilir. Açılan yarıktan içeri sokulan iğne kan damarına ulaşınca delme işlemine son verilir. Sivrisinek artık kan emmeye başlayacaktır.

Ancak bilindiği gibi insan vücudu, damarlardaki en ufak bir zedelenme karşısında kanı anında pıhtılaştırarak, o bölgedeki kan akışını durduran bir enzime sahiptir. Aslında bu enzimin sivrisinek için büyük bir problem oluşturması gerekmektedir. Çünkü sineğin açtığı deliğe de vücut anında tepki gösterecek, o noktadaki kan hemen pıhtılaşmaya başlayacak ve yara onarılacaktır. Tabii ki bu da sivrisineğin hiç kan emememesi demektir.

Ama sivrisinek için bu sorun tamamen ortadan kaldırılmıştır. Sivrisinek kan emmeye başlamadan önce, vücudunda salgıladığı özel bir sıvıyı soktuğu canlının damarında açtığı deliğin içine bırakmaktadır. Bu sıvı, kandaki pıhtılaşmayı sağlayan enzimi etkisiz hale getirir. Böylece, pıhtılaşma sorunu olmadan, sivrisinek besinine ulaşabilir. Sivrisineğin soktuğu yerde oluşan kaşıntı ve şişmeye neden olan da işte bu pıhtılaşmayı engelleyici sıvıdır.

--- Pek çok böcekte muazzam teknolojiler mevcuttur. Örneğin, resimde gördüğünüz hayvanın ismi "Bombardıman böceği"dir. Bu böceğin savunma yöntemi diğer hayvanlara pek benzemez. Hayvan, düşman saldırısına uğradığı anda, vücudunun alt tarafında birbirinden ayrı iki bölmede depolanan iki kimyasal maddeyi (hidrojen peroksit ve hidrokinon) 'yakma odası' olarak adlandırılan özel bir bölmede birleştirir. Aynı anda bu 'yakma odası'nın duvarlarından salgılanan özel bir katalizör (peroksidaz) maddenin hızlandırıcı etkisiyle, karışım 100OC'lik korkunç bir kimyasal silaha dönüştürür. Basınçla fışkırtılan bu çok sıcak kimyasal maddeyle haşlanan düşman ise, paniğe kapılarak hazırlandığı avdan vazgeçer. Bilim dünyası böyle küçük bir alanda hazırlanan bu karışım ve patlayıcı silah hazırlanmasının

Bir böcek tarafından hazırlanmış olmasının zorluğu üzerinde duruyor ve bu mikrokimyager bilim dünyasında araştırma konusu haline geliyor.

--- İngiliz biyolog Robin Wootton, "Sinek Kanatlarının Mekanik Tasarımı" başlıklı bir makalede şöyle yazar:

"Sinek kanatlarının işleyişini öğrendikçe, sahip oldukları tasarımın ne denli hassas ve kusursuz olduğunu daha iyi anlıyoruz... Son derece elastik özelliklere sahip parçalar, havanın en iyi biçimde kullanılabilmesi için, gerekli kuvvetler karşısında gerekli esnekliği gösterecek biçimde hassasiyetle bir araya getirilmişlerdir. Sinek kanatlarıyla boy ölçüşebilecek teknolojik bir yapı yok gibidir." J. Robin Wooton, "The Mechanical Design of İnsect Wings", Scientific American, cilt 263, Kasım 1990, s.120.

yusufçukların uçuş sistemi bir tasarım harikasıdır. Dünyanın önde gelen helikopter üreticisi Skorsky, son modelinin tasarımını yusufçuğu örnek alarak gerçekleştirmiştir. "Exploring The Evolution of Vertical Flight - at The Speed of Light", Discover, Ekim 1984, s.44-45. Bu projede Skorsky'e yardım eden IBM firması, yusufçuğun resmini bir bilgisayara (IBM 3081) yükleyerek çalışmaya başlamıştır. Bilgisayarda, yusufçuğun havadaki manevraları da göz önüne alınarak 2000 adet özel çizim gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonunda yusufçuktan alınan örneklerle Skorsky''in asker ve mühimmat taşımak için ürettiği yeni modeli ortaya çıkmıştır.

Doğa fotoğrafçısı Gilles Martin ise yusufçukları incelemek amacıyla 2 yıl süren bir çalışma yürütmüştür.9 Bu çalışma sonunda elde edilen bilgiler, bu canlıların son derece kompleks bir uçuş sistemine sahip olduklarını göstermektedir.

Yusufçuğun vücudu, metalle kaplanmış izlenimi veren halkalı bir yapıya sahiptir. Uçuşu hangi hızda ve hangi yönde olursa olsun, aniden durup ters yönde uçmaya başlayabilir. Veya havada sabit durup avına saldırmak için uygun bir pozisyon bekleyebilir. Bu durumda iken olduğu yerde kıvrak bir dönüş yaparak avına yönelebilir. Çok kısa bir zamanda, böcekler için şaşırtıcı sayılabilecek bir hıza; saatte 40 km'ye ulaşır (Olimpiyatlarda 100 m. koşan atletlerin hızı saatte 39 km kadardır).

Çok küçük gövdeli böcek türlerinin uçuş sırasında karşılaştıkları en büyük sorun, havanın akışkanlığının dolayısıyla da yarattığı direncin bu böcekler üzerinde hiçte azımsanmayacak boyutlara ulaşmasıdır. Bu küçük böceklerde hava kanatlara adeta yapışmakta ve kanat veriminin düşmesine neden olmaktadır.

Bu nedenle Forcipomya gibi kanat genişliği 1mm.'yi geçmeyen sineklerin, hava direcini yenebilmek için kanatlarını saniyede 1000 kez çırpmaları gerekmektedir.
Yusufçuk,arı,sinek gibi canlılarda uçuşlarda dengeyi korumak amaçlı uçaklarda bulunan jiroskop tipi bir organ vardır. Resimde görülen yusufçuk fosili 250 milyon yıllıktır.

---Doğadaki bazı canlılar çok enteresan kamuflaj özellikleri sergilerler bunların örneklerini görüyorsunuz fakat bir tanesi çok hızlı bir şekilde renk değiştirir.

Bukalemun, derisinin altındaki kırmızı ve sarı renk taşıyıcılarını, mavi ve beyaz yansıtıcı tabakayı ve en önemlisi de rengini koyulaştıran "kramotofor" hücrelerini büyük bir ustalıkla kullanarak bulunduğu ortama göre renk değiştirebilen hayranlık uyandırıcı bir canlıdır.

ABD'de MIT (Massachusetts Institute of Technology) laboratuvarlarında bukalemunlardaki gibi renk değiştirme özelliğine sahip elbise, ayakkabı ve çantalar yapmayı amaçlayan bir çalışma yürütülmektedir. Üzerinde çalışılan bu teknoloji, özel bir silikon malzemenin küçük bir elektron yüklemesi ile istenen renge dönüşmesini sağlıyor. Böylece, kumaş ve benzeri materyalden üretilen her türlü giyim eşyası ve aksesuarın birkaç saniyede renk ve desen değiştirmesi mümkün oluyor.

Pille çalışan bu cihaza, üzerinde bulunan bir klavyeden kullanılmak istenen rengin kodunun girilmesi yeterlidir. Ne var ki bu teknoloji bugün için oldukça pahalıdır. Örneğin bir erkek ceketinin maliyeti 10 bin doları bulmaktadır.
--- Şimdiye kadar incelediğimiz tüm canlılar..bitkiler,hayvanlar,bakteriler,böcekler,kuşlar insanların daha sahip olmadıkları teknolojilere sahiptirler fakat bu özellikleri hem temiz enerjiyle çalışırlar hem çok düşük enerjiyle yüksek randıman sergilerler hem sessizdirler ve dönüşümlü malzeme ve atıklara sahiptirler doğayı kirletmezler. Bu incelediğimiz çok küçük bir canlı grubu sonucunda anlıyoruz ki doğadan öğreneceğimiz çok şey var.