Bizim hissedemediğimiz bazı hususiyetleri hayvanların hissetmesi ve bazı becerilerde bizden üstün olmaları, üzerinde durulması gereken bir konudur. Mesela bizden farklı olarak, kaplumbağaların denizde seyahat edebilmek için magnetizmayı ve bazı arıların elektrik alanını kullanabilmeleri meraklıları için büyüleyici meselelerdir.
İnsanlar genellikle hayvanları sever, onlarla dost olur ve dahası onlardan bahsetmekten hoşlanırlar. Sosyal medyada paylaşılan hayvan davranışları ile ilgili videolar, hayvanlara bakış açımızı değiştirmektedir. Hayvanların beslenirken, korunurken, avlanırken, kısacası hayatlarını devam ettirirken riayet ettikleri fizik prensiplerinden bahsetmek, meraklıları için eğlenceli ve düşündürücü konulardır. Bir kertenkele tavanda baş aşağı yürümeyi nasıl başarır? Kediler de bizim gibi mi su içiyor? Çöl akrepleri iyi görmeden ve duymadan nasıl avlanıyorlar? Hayvanlar âlemine ait bunun gibi binlerce soru sorulabilir.
Sincaplar
Hayvanlar âleminde fiziği başarı ile kullanan bazı hayvanlara misaller verelim. Önce yılanlar ve sincaplar arasında milyonlarca yıldır devam eden mücadeleden başlayalım. Bazı yılanların kızılötesi radyasyonu nasıl tespit edebildikleri ayrı ve araştırılması gereken bir konudur.
Kaliforniya’daki sincaplar, yılanların kızılötesi ışınlarını kullandıklarının adeta farkındadır. Bunu, yılanlarla mücadele ettikleri zaman, kuyruklarını sallayarak kuyruk içine çok miktarda kan pompalayıp daha çok kızılötesi radyasyon yayarak yılanları şaşırtmalarından biliyoruz. Mücadele esnasında sıra dışı sinyallerle karşılaşan yılanlar şaşırıyor ve geri çekiliyorlar (Hopkin, 2004).
Mantis Karidesi
Mantis karidesleri 10 cm’den küçüktür ancak dünyada en hızlı yumruk atan canlılardır. Vuruşları ile akvaryum camını ve yengeç kabuklarını kırabilirler. Bir yengece saldıracakları zaman, önce ön kollarını geriye doğru bir yay gibi sıkıştırırlar. Bu durum, kasların gerilmesinden ziyade esnek bir malzemenin sıkışması şeklindedir. Yengece darbe vurmadan önce, ön kolları yaklaşık 3 mili saniyede (saniyenin binde biri) 22m/s hıza ulaşır. Bu, yaklaşık 7000 m/s2lik ivmeye eşittir ve 10m/s2civarında ivmeye sahip spor arabaları bu hız karşısında çok yavaş kalmaktadır.[1]
Mantis karidesleri ustaca, basit bir enerji depolama sistemi kullanır. Geriye çekilen kol, bir mandal yerine sıkıca kilitlenir. Üst koldaki büyük kaslar daralır ve enerji toplar. Mandal serbest bırakıldığında, bütün bu enerji bir kerede serbest bırakılır ve alt kol ileri doğru fırlatılır (Yong, 2008). Bazı Mantis karides türleri, 1000 N (hayvanın vücut ağırlığının binlerce katı) darbe kuvvetini veren yüksek ivmeler üreten çekiç benzeri uzantılara sahiptir (Patek ve Caldwell, 2005).
Kediler
Tabiattan uzak bir hayat süren bazı insanların belki de en yakından tanıdığı hayvan kedilerdir. Bir kedinin su içmesini incelemek hiç aklınıza geldi mi? MIT’de çalışan Roma Stocker, bir sabah evde kahvaltısını yaparken kedisinin su içişini izliyor. “Bu kedi nasıl su içiyor?” diye düşünmeye başlıyor ve bütün meraklı bilim insanları gibi, gerekli donanımlar yardımıyla araştırmaya başlıyor. Özel video ekipmanları ile çektiği kedinin su içme videolarını yavaş hareket ettirdiğinde, dillerini kepçe gibi kullanan köpeklerin aksine, kedinin sütü yukarı çekmek için dilinin ucunu kullanarak suya yukarıya doğru hız kazandırdığını ve yer çekimi, sıvı sütununu geri çekmeden önce çenesini kapattığını tespit ediyor. Kedinin dili suyun içine girmek yerine hafifçe yüzeyine dokunuyor ve dille temas sağlayan su ona yapışıyor ve tam bu anda geri çekilen dil bir su sütunu meydana getiriyor. Burada ilgi çekici olan husus, kedinin zamanlamayı hatasız yapması ve suyu geri dönmeden içmesidir. Stocker, evcil kedilerin tur başına yaklaşık 0,1 mililitre sıvı aldıklarını ve saniyede dört defa içerek dakikada yaklaşık 5 çay kaşığı sıvı içtiklerini hesapladı. Teorik ve tecrübî bulgularını birleştirerek çalışmasını 2010 yılında, Sciencedergisinde neşretti.[2]
Kertenkeleler
Örümcekler ve bazı böceklerin yanı sıra kertenkelelerin duvarda, hatta tavanda yürüyerek yerçekimine nasıl meydan okuduğunu çoğumuz görmüşüzdür. Bu yetenek, kertenkelelerin ayak parmaklarındaki olağanüstü kıllardan kaynaklanan, kuru yapışkanlık diyebileceğimiz bir mekanizmadır. Yürüyebilmek için ayaklarındaki bu mekanizmayı anında açıp kapatabilmeleri gerekir. Ayaklarda yapışkan bir maddenin varlığı akla ilk gelen bir çözüm olsa da asıl sebep fizikte van der Waalsolarak bilinen, moleküller arası bir çeşit zayıf kuvvettir (Autumn, 2006). Ayaklardaki milyonlarca küçük tüyün tavandaki moleküllerle teması sonucu sağlanan kuvvet, kertenkelenin vücut ağırlığının 50 katını destekleyebilmektedir. Bilim insanları, kertenkelelerdeki bu mekanizmada, kuvvetlerin nasıl kontrol edildiğini bulduklarında, muhtemelen tavanda baş aşağı yürüyen böcek robotları görmeye başlayacağız.
Kum Akrebi
Mojave Çölünün gece avcısı kum akrebi, beslendiği böcekleri tam göremez ve duyamaz. Bunun yerine, bacaklarının üzerindeki, kumun ince sarsıntılarına karşı olağanüstü hassas olan alıcıları kullanır. Uygun bir av, akrebin bölgesine girdiğinde, davranışları çarpıcı biçimde değişir. Öncelikle bir uyarı tepkisi sergiler. Kıskaçlarını açıp vücudunu kumdan biraz yükseltip ileri doğru uzatır. Avın müteakip her hareketi, akrepin kıskaçlarını avına doğru hızla döndürmesine ve kendisine birkaç santimetre yaklaşmasına sebep olur. Akrep, av tekrar hareket edene kadar hareketsiz olarak bekler. Bu takip serisi genellikle birkaç saniye sürer ve akrep bu esnada birkaç defa yönünü ayarlar. Arka planda ise şöyle bir fizikî olay işler: Av hareket ettikçe, kumda hızları birbirinden farklı, hem boyuna hem de enine dalgalar oluşur. Akrep, kumda meydana gelen bu hafif titreşimlerin geliş yönünden avın doğrultusunu, iki farklı dalganın geliş sürelerinin farkından da avın uzaklığını tespit eder (Brownell, 1984).
Görüldüğü gibi, hayvanlar, fiziği kendi avantajları için kullanacak şekilde ilhama mazhar olup sevk ediliyorlar. Hayvanların birbirinden farklı ve mükemmel organlara sahip olarak yaratılması ve değişik fizik prensiplerini kendi avantajları için kullanmaları halen büyük oranda gizemini koruyor.
Farklı bilim dallarının kesiştiği noktalarda araştırmalar yapmak bilime yeni boyutlar kazandırdığı gibi aynı zamanda eğlenceli bir uğraştır. Hayvanların yaratılışında sayısız hikmetler mevcuttur. “Doğrusu sağmal hayvanlarda da size deliller vardır”(Nahl, 16/66) gibi ayetlerin teşvikiyle yeni mühendislik harikalarını keşfetmemiz mümkündür.
Kaynaklar
Autumn, K. (2006). How gecko toes stick. American Scientist, 94(2), 124.
Brownell, P. H. (1984). Prey detection by the sand scorpion. Scientific American, 251(6), 86-97.
Hopkin, Michael. (2004). www.nature.com/news/2004/040616/full/news040614-3.html
Patek, S. N. ve R. L. Caldwell (2005). Extreme impact and cavitation forces of a biological hammer: strike forces of the peacock mantis shrimp (Odontodactylus scyllarus). J. Exp. Biol. 208, 3655–3664.
Reis, P. M., S. Jung, J. M. Aristoff, R. Stocker (2010). How cats lap: water uptake by Felis catus. Science, 330(6008), 1231-1234.
Yong, Ed. (2008). www.nationalgeographic.com/science/phenomena/2008/07/19/the-mantis-shrimp-has-the-worlds-fastest-punch/
Dipnotlar
[1]The Fastest Punch in the World. Smithsonian Channel. www.youtube.com/watch?v=DtNAqK_V-lg
[2]Cat drinking water in slow motion. www.youtube.com/watch?v=JORThGhRHJY
