Tabiatta müşahede edilen ve ancak 30 sene kadar önce anlaşılabilen ilgi çekici hâdiselerden biri, bazı ateş böceği türlerinin ışıklarını senkronize bir şekilde yaymalarıdır. Bu canlılar, vücutlarındaki maddelerin reaksiyonları sonucu ışık üretirler, yani biyolüminesans gösterirler. Bu böcekler, saniyede yaklaşık iki defa bir dizi ışık parıltısı yayıp bir süre normal kalır ve tekrar ışık parıltısı gösterirler. Bu durumda iki mühim soru ortaya çıkar:
1) Bu basit zannedilen canlı, saniyede iki kerelik bir ritmi nasıl belirler?
2) Aynı türden binlerce hayvan, bir komutanın emriyle yatıp kalkan askerler gibi, hep birlikte uyumlu şekilde, nasıl ışık yayabilir?
Amerikalı biyolog John Buck ve eşi, çok sayıda erkek ateş böceğini, 50’li gruplar hâlinde, karanlık odalarda serbest bıraktılar. Başlangıçta böcekler her yöne uçuyor ve zaman zaman gözlerini kırpıştırıyorlardı. Daha sonra daha küçük gruplar hâlinde odanın duvarlarına konduklarında, her bir grup zamanla yanıp sönmeye başladı. Sonunda gruplar koordine oldu ve bütün topluluk aynı anda parlamaya başladı. Günümüzde, eş zamanlı yanıp sönmenin yeterli sayıda hayvanın bir araya gelmesi durumunda gerçekleştiği ve bu sürecin maksadının, yerde kalan dişilere yukarıdaki erkeklerin üremeye hazır olduklarının sinyalini göndermek olduğu bilinmektedir. Fakat asıl mühim olan, binlerce hayvanın sinyallerini mükemmel bir şekilde koordine edebilmesidir.
İzole edilmiş bir ateş böceği bile, bütün sürünün gösterdiği frekansta, saniyede yaklaşık iki defa yanıp söner. İlk bakışta, her bir böceğin, belli aralıklarla yanıp sönmesine imkân tanıyan, âdeta bir metronom gibi yerleşik bir zamanlayıcıya sahip olması beklenir. Buck ve eşi, kendi kullandıkları parlayan ışık sinyalleriyle, ateş böceklerinin yanıp sönme frekansını değiştirmenin mümkün olduğunu keşfettiler. Böcekler, ışık yaymalarını, Bucks’un ışığının frekansıyla senkronize olacak şekilde ayarladılar. Bu durum, ateş böceklerinin sadece bir zamanlayıcıya sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda bu zamanlayıcıyı düzenleyebildikleri mânâsına geliyordu.
Ateş böceklerinin yaydığı ışıkların (flaşların) sıklığı 560±6 milisaniyede bir idi. Bu değer, saniyede iki flaşa karşılık gelir. Farklı böceklerin sinyalleri birbiriyle 20 milisaniyeye kadar çakışmıştı. Belirli bir böcek, komşusunun yanıp söndüğünü gördüğünde bu kadar hızlı bir şekilde yanıp sönemeyeceği için, senkronizasyonun tesis edilmesi karmaşık görünüyordu. Bu nasıl mümkün olabilirdi?
Hollandalı fizikçi Christiaan Huygens (1629–1695) sarkaçlı saatin mucididir. 1665’te bir hastalık sebebiyle birkaç gün yataktan kalkamadığında, odasındaki sarkaçlı iki farklı saatin vuruşlarının, senkronize edilmeden çalıştırıldıktan bir süre sonra senkronize hâle geldiğini gördü. Bunun açıklaması basitti: aynı masada bulunmaları sayesinde saatler titreşimleri iletiyor ve bir süre sonra sarkaçlar uyum içinde salınıyorlardı. Aynı durum, 2. Şekil’de verilen iki farklı metronomla da gözlenebilir. Hareketli bir platformda 50’den fazla metronomla yapılan deneyler, senkronize olmadan başlatılan metronomların birkaç dakika içinde senkronize olduklarını göstermiştir. Acaba bunun hayvan sürülerinin davranışlarıyla örtüşen bir tarafı var mıydı?
Ateş böceklerinin yanıp sönmelerine benzer bir senkronizasyon, bazı çekirgeler ve cırcır böceklerinin cıvıldaşmalarında da görülür. Kuzey Amerika’da “Karlı Ağaç Cırcır Böceği” olarak bilinen, cıvıltılarını senkronize edebilen ve zaman içinde bir koro hâlinde cıvıldamaya devam eden özel bir tür bulunmaktadır (3. Şekil). Bu böceklerin cıvıltı frekansı, ortamın sıcaklığına bağlı olarak değişir ve bu sebepten sanki bir termometre vazifesi görürler.
Cırcır böcekleri uzatılmış kanatlarını, çekirgeler ise bacak ve kanatlarını birbirine sürterek ses çıkarırlar. Fakat iki türde de dişileri çekmek maksadıyla cıvıldayanlar sadece erkeklerdir. Erkekler ne kadar çok cıvıldarsa çoğalma zamanı o kadar geçmek üzere demektir. Bu sebeple koro hâlinde cıvıldamak için senkronizasyonla bu sinyal güçlendirilir. Cırcır böceklerinin cıvıltıları uzun bir ötme dizisinden oluşur. Her bir ötüş, saniyenin onda biri kadar olup sırasıyla beş veya sekiz darbeden oluşur. Bu sebeple belirli bir ötme neredeyse tek bir ton gibi ses çıkarır. Sıcaklığa bağlı olarak gerçekleşen, dakikada 40–120 ötüşün, zamana bağlı grafiği 4. Şekil’de gösterilmiştir.
Havalar ısındığında cırcır böceklerinin daha hızlı cıvıldadığı bilinen bir hâdisedir. Amerikalı fizikçi Amos Emerson Dolbear, 1897 yılında cırcır böceklerinin ötmelerine göre sıcaklığı hesaplamak üzere geliştirdiği formüle göre, 15 saniyedeki cıvıltı sayısını tespit edip buna 40 eklediğinde sıcaklığı Fahrenheit derece olarak buluyordu. Dolayısıyla bu formüle göre, TF = 40 + N (15 saniyedeki ötüş sayısı). Eğer cırcır böcekleri saniyede üç defa cıvıldarsa, sıcaklık yaklaşık 85 Fahrenheit (29°C) derece demektir. Daha sonra Dolbear, formülü biraz daha geliştirilerek TF = 40 + N (13 saniyedeki ötüş sayısı) şeklini aldı. Bu formül, 60–90 Fahrenheit derece aralığında bir ile iki derece hassasiyetle sıcaklık tespiti sağlamaktadır.
1969 yılında Florida Üniversitesinden Amerikalı biyolog Thomas J. Walker, bir cırcırın, önceden kaydedilmiş bir dizi cıvıltısıyla karşılaştığında, gösterdiği bu davranışı inceledi. Cırcırın cıvıltısı, ses kaydının ikinci bölümüne denk geldiğinde, bir sonraki cıvıltıyla senkronize olabilmek için o anda yapması gereken cıvıltısını yapmıyor, şayet iki cıvıltı arasındaki aralığa denk gelirse, cıvıltısını yine zamanında olacak şekilde ayarlıyordu. Acaba canlı ve cansız varlıklar arasında da bizim bilemediğimiz bir senkronizasyon mekanizması mevcut olabilir mi?
Sarkaç ve metronom, periyodik olarak tekrarlayan bir süreci takip etmek için uygun aletlerdir. Gün doğumu ve gün batımı bir güne, iki dolunay arasındaki süre bir aya ve iki yaz veya kış arasındaki süre ise bir seneye karşılık gelir. Fizik terminolojisinde bir osilatör (salınıcı), periyodik olarak iki uç nokta arasında, ileri geri hareket eden bir nesnedir ve metronom ve sarkaçlı saat gibi salınır. İki veya daha fazla metronomu alıp aynı zemin üzerine koyarsak, hareket ederlerken birbirlerini “rahatsız eden” eşleştirilmiş osilatörler elde ederiz. Matematikçiler Steven Strogatz ve Renato Mirollo böcek sürülerinin senkronizasyonu için buna benzer bir model ileri sürdüler. Böcek nüfusunu, birlikte harekete geçecek metronomlardan oluşan sistemler olarak bir “zikir senfonisi” olarak düşünebiliriz. Böylece bir metronomun hareketini, kolun hareket hızını dikkate alarak takip edebiliriz: İki uç noktadan birinde anlık olarak durur, sonra geri dönüş yolculuğuna başlar, giderek daha fazla hızlanır, dikey konumdan maksimum hızla geçer ve diğer tarafta giderek yavaşlar ve diğer uçta tekrar durur. Şimdi bu tür iki osilatörü, kollarını elastik bir iple bağlayarak birleştirirsek, birbirlerinin hareketine müdahale edeceklerdir. Eğer belirli bir noktada A, B’den daha hızlı hareket ediyorsa, B’yi hızlandırmak için çekerken, B de A’yı yavaşlatmak için çekecektir. Her iki eylem de enerji gerektirir ve Allah’ın kâinat kitabında vazettiği azamî iktisat prensibinin bir tecellisi olarak enerji harcamasını en aza indirecek şekilde bir düzen elde edilir. Fakat A ve B eş zamanlı salınırlarsa esnek ipte bir çekme veya itme olmaz ve uyum içinde salınmalarına devam ederler.
İnsan kalbindeki elektrik üreten merkez, her biri osilatör gibi davranan binlerce hücreden oluşur. Bir kalb hücresi ayrılarak doğru voltaj ortamına yerleştirilirse kalbin ritmiyle aynı frekansta atmaya devam eder. Bu hücrelerin şuuru olmadığı hâlde, senkronizasyonları sayesinde, dakikada 60 ile 80 kez gerçekleşen kalbin atış ritmi belirlenir. İlahî emrin gereği olarak hücrelerin akım üretme ritmi birlikte ayarlanır. Böylece içlerinden biri arızalansa veya ölse bile kalb hayatta kalır ve çalışmaya devam eder. Bütün sistemde büyük bir arıza olması durumunda, haricî bir elektrik şok cihazı (defibrilatör) yardımıyla normal vazifesini yerine getirmesi sağlanabilir. Enteresandır ki Malezya ateş böceklerinin senkronize olmuş bir şekilde yanıp sönme mekanizması ve karlı ağaç cırcır böceklerinin senfonisindeki ritim ile insan kalbinin temposunu belirleyen mekanizma aynıdır. Böceklerin her biri osilatör hücrelere sahiptir ve bu hücreler biyolojik olarak bir voltaj farkıyla uyarıldığında, bütün böcek topluluğu tarafından devam ettirilen periyodik bir ritim oluşur. Benzer şekilde, kalb atışımızın ritmi de fizikî veya zihnî faaliyetlerle hızlandırılabileceği gibi, bir dereceye kadar kontrol de edilebilir. Yakın bir gelecekte kalbdeki elektrik üreten merkezdeki hücrelerin, senkronize bir ritimle nasıl elektrik ürettiklerini keşfettiğimizde, ateş böcekleri ve cırcır böceklerinin de belli bir frekansta nasıl cıvıldadıklarını ve senkronize olduklarını daha iyi anlamış olacağız.
Ekosisteme ibret nazarıyla bakıldığında bütün hayvan türlerinin kendi lisanlarıyla sanki bir zikir meclisinde oldukları gözlenebilir. Sadece kuşların cıvıldamasının ve böceklerin ışık üretmelerinin değil, işittiğimiz bütün seslerin birer zikr-i İlahî olduğunu, hiçbir sesin alelâde ve tesadüfî olmadığını, gökte ve yerdeki mevcudatın âdeta bir zikir senfonisi içinde Allah’ı (celle celâluhu) tesbih ve zikrettiğini düşünmek, kâinattaki tevhidi ve Allah’ın icraatlarını anlayabilme hususunda önem arz etmektedir.
Kaynak: Helmut Satz, The Rules of the Flock: Self-Organization and Swarm Structure in Animal Societies, Oxford: Oxford University Press, 2020.
