|
Sinekteki Mucize
Aydınlanabilecek mi?
Bir sinek, havada uçarken son derece zorlu
manevralar gerçekleştirebilir; yönünü aniden ters tarafa
doğru değiştirebilir, tavana ters konabilir. Tüm bu
manevralar sırasında, saniyede yüzlerce kez çırpılan
kanat kaslarının koordineli hareket etmesi gerekmektedir.
Kanatlardan birinin bedene yaptığı açı ile diğerinin
bedene yaptığı açı arasındaki bir oransızlık, sineğin
havada takla atarak yere düşmesine yol açacaktır. Ancak
böyle birşey olmaz. Kanatlar bir yandan sineğe yön verecek
şekilde kıvrılırken bir yandan da birbirleriyle hep
uyumlu şekilde çırpılırlar. Burada ortaya çıkan önemli
bir soru, sineğin böylesine mükemmel hareketleri hatasız
bir şekilde nasıl gerçekleştirdiğidir.
 Bilim
adamlarının, sinekteki uçuş mucizesini aydınlatma çabaları
sürüyor. Amerikalı bilim adamlarınca yapılan son bir
çalışmada, sinek kanatlarını hareket ettiren kaslar,
özel bir X-ışını cihazı ve uçuş simülatörü kullanılarak
incelendi . Çalışmada elde edilen bilgiler bu harika
sistemin detaylarının tam anlamıyla anlaşılmasını sağlamasa
da, sinekteki uçuş sisteminin ne denli hassas ayarlamalarla
mümkün olduğunu bir kez daha gözler önüne serdi.
Çalışma, ABD’deki Illinois Teknoloji Enstitüsü’nden
Tom Irving ve ekibince gerçekleştirildi. Bilim adamları,
sineğin kas hareketlerini incelemede, bu harekette rol
oynadığı daha önceden bilinen aktin ve miyozin moleküllerine
odaklandılar.
aktin ve miyozin |
Aktin ve miyozin, kaslarımızın kasılmasında kilit rol
oynayan iki molekülün ismidir. Bir kas hücresi miyofibril
isimli üniteler barındırır (Bkz. yandaki resim). Aktin
ve miyozin molekülleri, bu üniteler içinde yerleşik
bulunurlar ve aktomiyozin ismi verilen kasılma mekanizmasını
oluştururlar. Enerji sağlayıcısı ATP molekülünün yardımıyla,
miyozin lifinin başı uzanarak aktin lifine bağlanır.
Onu gerilme ya da gevşetme yoluyla hareket ettirdikten
sonra serbest kalır.
Bir meyve sineği, kanatlarını saniyede yaklaşık olarak
200 defa çırpabilir. Bu rakam, yukarıda kısaca özetlenen
moleküler mekanizmanın ne kadar hızlı çalıştığının bir
göstergesidir aynı zamanda.
Peki ama bu moleküller, bir kanat çırpmanın aşamaları
boyunca nasıl bir faaliyet halindedirler?
Bu soruya cevap arayan araştırmacılar, Drosophilia
metleri türüne ait bir sinek üzerinde yaptıkları çalışmada,
Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki Gelişmiş Foton Ünitesi'ni
kullandılar. Bu cihaz, diğer laboratuvarlarda mevcut
bulunan cihazlara oranla milyonlarca defa daha yoğun
olan X-ışınları yollayabiliyor. Moleküllere X-ışınlarını
odaklayan araştırmacılar, ışınların kırılma şeklinden,
kanatlar hareket halindeyken ilgili kas hücrelerindeki
moleküllerin faaliyetlerini izleyebildiler.
uçuş simülatörü |
Ancak cihaz, hassas incelemeler için ideal olmakla
birlikte, sinekler üzerinde oluşturacağı ısı sebebiyle
kontrollü olarak kullanıldı. Sineklerin yanmasını engellemek
için cihazın kısa aralıklarla açılıp kapanması gerekti.
Buna paralel olarak, sineklerin kanat hareketlerini
buna uyumlu şekilde düzenleme gereği doğdu.
Bunun içinse bir başka cihaz; bir uçuş simülatörü kullanıldı.
Araştırmacılar önce sineği tungsten bir tel ve tutkal
kullanarak, simülatör içine sabitlediler. Ayakları yerle
temas halinde olmayan sinek kendisini uçuyor zannetti.
Ayrıca simülatörün, yanda resmi görülen karanlık ve
aydınlık bölgeleri kontrollü olarak değiştirilerek,
sineğin kanat çırpma hızı değiştirilebildi.
Bu çalışmanın sonucunda sineğin kanat kaslarındaki
moleküllerin hareket aşamaları aşağıda görülen şekillerde
görüntülendi.
Moleküllerin (aktin-miyozin
mekanizmasının) X-ışını kırınımı ile elde edilen
görüntüleri. Soldan sağa doğru 1) sinek dinlenme
halinde iken moleküllerin durumu 2) sinek hareket
halinde iken moleküller gerilip uzanma anında
ve 3) Sinek yine hareket halinde iken moleküller
bu defa kısalma anında (bir sonraki kanat çırpmaya
kadar) |
Üç aşamalı olarak görüntülenen kanat vuruşu, saniyede
yaklaşık iki yüz kez tekrarlanıyor. Bu da şu anlama
geliyor: Moleküler mekanizma saniyede yaklaşık olarak
400 kez uzanıyor ve 400 kez de kısalıyor. Sineğin zorlu
manevralar arasında bu mekanizmayı nasıl böyle çalıştırabildiği
sorusu bilim adamları için bir gizem oluşturmaya devam
ediyor. Tom Irving bu konuda "Bir sinek için, beyinden
kasa saniyede 200 kez elektrik sinyali gitmesi çok zorlu
bir iş” diyor.(2) Irving elektrik
sinyali açıklamasının yerine başka bir açıklama öneriyor.
Irving’e göre sineğin kanatları, herhangi bir sinyal
olmaksızın çalışıyor. Bu modele göre kanatları kontrol
eden iki kas grubu birbirine zıt hareket ederek kanat
hareketini (sinyal olmaksızın) tetikliyor.
Bu modelde anlatılan kasların, yukarıdaki resimde görülen
pazu kasları ile onun altındaki triseps kasları arasındaki
gibi bir ilişki sayesinde bunu başardığı düşünülüyor.
(3) Pazu kaslarınızı kastığınızda
triseps kasları uzar. Tam aksini yaptığınızda yani kolunuzu
dümdüz gerip triseps kaslarınızı kastığınızda bu defa
pazu kaslarınız uzar. Irving’in varsayımına göre kanat
kasları, sinek boşluğa zıpladığında aktin ve miyozin’in
gerilip kısalmasını tetikleyen böyle bir hareket başlatıyor.
Peki Irving bu gerilip kısalmanın nasıl duruyor olabileceği
sorusuna nasıl cevap veriyor?
Irving bu konuda hiçbir fikri olmadığını itiraf ediyor.
Kısacası, bilim adamlarının sinek uçuşunu anlamak için
epey daha çalışması gerekiyor.
Bir sinek, bilim adamlarının hayranlığını uyandıran
son derece gelişmiş bir teknolojinin, minyatür ebatlarda
uygulandığı mükemmel bir canlıdır. Bir sineğin yeteneklerine
sahip minyatür bir robot geliştirmek, birçok bilim adamının
hayal ettiği ancak sinekteki mükemmel teknolojiye kıyasla
oldukça uzak görünen bir fikirdir. Bu yönde çalışmalar
yapan mühendislerden Matt Keennon, şu andaki imkanlarıyla
insanoğlunun sinekler karşısında Wright kardeşlerin
1903 yılında bulunduğu seviyede olduklarını itiraf etmiştir.
(1)
Bilim adamları sinekteki teknolojiyi araştırmak için
yoğun çabalar sarfetseler de uçuş sisteminin detayları
hala karanlıkta olmayı sürdürmektedir. Ancak detayları
bilimsel olarak aydınlatılmasa dahi burada bir mucizenin
varlığı çok açıktır. Hiçbir tesadüf, bilim adamlarının
en yüksek teknolojiyle dahi taklit edemedikleri bir
tasarım meydana getiremez. Sineğin böyle bir sistemi
kendi bedeninde üretemediği de açıktır. Bu noktada sineği
bu mükemmel sistemlerle birlikte vareden üstün bir bilgi
ve güç sahibi bir Yaratıcı’nın varlığıyla karşı karşıya
kalırız. Hiç şüphesiz sineği vareden Yaratıcı, Yüce
Allah’tır.
Allah Kuran’da sinekteki yaratılış mucizesini şu şekilde
haber vermektedir:
"Ey insanlar, (size) bir örnek
verildi; şimdi onu dinleyin. Sizin, Allah'ın dışında
tapmakta olduklarınız -hepsi bunun için bir araya gelseler
dahi- gerçekten bir sinek bile yaratamazlar. Eğer sinek
onlardan bir şey kapacak olsa, bunu da ondan geri alamazlar.
İsteyen de güçsüz, istenen de." (Hac Suresi, 73)
1 Mıchael Dıckınson,
Gerrıe Farmanmark, Fryetanya Bekyarova, Davıd Gore,
Davıd Maughan & Thomas Irvıng, “Molecular dynamics
of cyclically contracting insect flight muscle in
vivo”, Nature 433, 330 - 334 (20 Ocak 2005);
2 Michael Schirber, “Flight of the Fly”, LiveScience.com,
27 Ocak, 2005
3- David Tenenbaum, “Secrets of the fly: What Powers
Wingbeat?”, 20 Ocak 2005, http://whyfiles.org/shorties/169fruitfly/
|
