Katalog

B Işığı renge dönüştüren doğa Hayvanların ışığı kullanma konusunda insanlardan daha becerikli olduklarını keşfeden bilim adamları, optlk fiber ve lazer gibi teknolojilerin gelişim ve uygulama aşamalarında doğanın bu üstiinlüğünden yararlanıyor. şığı ustalıkla kullanma konusunda insanların dünyadaki en becerikli canlı tiirü olduğu sanılır. Bu beceri son yıllarda modern teknolojilerin yardımıyla farklı bir boyuta taşındı. Işığın büyülü dünyasının kapısını aralayan bu teknolojilerin başında lazerler ve optik fıberler geliyor. Lazerler ışığın saflığını ve yoğunluğunu yansıtırken, optik fıberler bu ışınları telefonlara, televizyonlara ve bilgisayarlara taşır. İnsanoğlu ışığı kendi istekleri doğrultusunda yönetebilen tek canlı türü olduğunu düşünürken, aslında başka organizmaların renk kontrolü ve ışığın hareketi üzerinde kendisinden daha becerikli olduğunu keşfetti. Bu sayfalardaki fotoğraflardan da anlaşılacağı üzere hayvanlar ışığı bizlerden çok daha farklı bir şekilde ve daha ustaca kullanıyorlar. Sözgelimi tavusların kuyruk tüylerindeki oluğa benzer kanallar güneş ışığını birbirinden dalga dalga ayırdığı için renkler titreşiyormuş gibi bir izlenim uyandırır. Yanardöner mavi kanatlarıyla görenleri büyüleyen morfo kelebekleri, bir mühendislik harikasıdır. Kanatlarının üzerindeki pullar o şekilde yerleşmiştir ki, kırmızı ışık dalgalan kendi kendilerini yok ettiği için göze ulaşan yegâne renk keskin bir elektrik mavisidir. Dünyadaki organizmaların en ilkellerinden biri olan Venüs'ün çiçek sepeti adı verilen bir sünger türü, ışığı kontrol etmek için çok gelişmiş bir yeteneğe sahiptir. Süngerin iskeleti optik kanallann oluşturduğu bir ağ şeklindedir. Bu ka I nallar ışığı merkezden alıp dış yüzeye doğru yayar. Bu çözümler, doğal seçilimin işleyişindeki mantığı yansıtması açısından çok ilginçtir. Tavus karşı cinsin ilgisini çekmek için tüylerinden yararlanır. Erkek tavus dişinin ilgisini çekemez ise genlerini bir sonraki nesle aktaramaz. Yaşadığı bölgeyi tüm gücüyle koruma altına alan morfo kelebekleri yanardöner kanatlarının göz alıcı renkleriyle yiyeceklerinin ve eşinin bekçiliğini yaparken, diğer kelebekleri yaklaşmamaları yönünde uyarır. Biyologlar çiçek sepeti süngerinin içindeki canlı optik fiber ağının ne işe yaradığı konusunda kesin bir şey söyleyemiyor. Bu bağlamda ortaya atılan kuramlardan birine göre süngerin şeffaf iskeleti sembiyotik mikropların taşıdığı parlak boyaları, minyatür bir far ağı şeklinde toplar. Böylece avının ilgisini çekmeyi başarır. Bazen doğanın optik hileleri rastlantısal olarak ortaya çıkar. Mollusk denilen deniz yumuşakçası koruyucu kabuk ile kendini dış tehlikelerden korur. Bu yaratıklar kabuklarını çevrelerindeki besin maddelerini kullanarak kendileri yapar. Kabuklar üst üste münavebeli bir şekilde tutkala benzer protein tabakaları ve kalsiyum karbonat tabakalarından oluşur. Bu süreçte, bu tabakalardan biri rastlantısal olarak minik bir prizma vazifesi görür. Sedefın ışığa göre değişen parıltısını bu rastlantıya borçludur. Işığın biyolojik manipülasyonu karşısında büyülenmemek mümkün değil. Tavus tüylerinin oluğa benzer kanalları ışığı "dağıtma ızgarası" gibi dağıtır. Bu cihaz 19.Yüzyıl fızikçilerinden Joseph von Fraunhofer tarafından güneş ışığının doğasını anlamak amacıyla geliştirilmişti . Venüs'ün çiçek sepeti süngerinin iskeleti ışığı, modern optik fiberler gibi istediği yöne doğru yönlendirir. Kelebekler bazı dalga boylarını ekleyerek veya yok ederek renk yaratırlar. Fizikçiler ancak son yıllarda fotonik bandaralığı kristalleri adı verilen benzer malzemeleri üretmeyi başardılar. Bu malzemenin telefon santralarında, güneş hücrelerinde ve antenlerde kullanılıp kullanılmayacağını araştırıyorlar. Bütün bu örneklerden yola çıkarsak bazı mühendislerin gelecek nesil optik malzemeleri üretirken esin kaynağı olarak canlı organizmalardan yararlanmalarını normal karşılamalıyız. Biyolojinin bulduğu çözümleri günlük yaşama uygulamak aslında bilim adamlarına zaman kazandıran yararlı bir stratejidir. Sözgelimi birleşik optik mercekler böcek gözlerinden esinlenerek yaratılmıştır. Doğa, optik mühendisliğin yararlarını sınamak için yüz milyonlarca yıl harcamış. Oysa insanoğlu bu ürünleri daha yalnızca birkaç yüz yıldır deniyor. Bu nedenle büyük bir alçak gönüllülükle morfo kelebekleri gibi yaratıklara gereken saygıyı göstermeliyiz. Bu olağanüstü yaratığın ışığın kullammı konusunda bizlere öğreteceği çok şey var. Reyhan Oksay Kaynak: Discover, Ağustos 2005 lamda yapılan deneylerde MIT'den ı rışım buharlaştıkça polimerler farkl mavilerden kırmızılara doğru farklı kullanılıyor. RASTLANTISAL OPTİK: SEDEF Bir molluskun kabuğunu kırıp açtığınız zaman sedefın o kırılgan güzelliği ile karşılaşırsınız. Parlak yüzeyin bir kat altında kabuğun iki tabakası yer alır. Iç tabaka kalsiyum karbonat plakalarından oluşur. Kalsiyum karbonat deniz suyundaki karbonat ve kalsiyum tarafından üretilir. Bu malzeme yapışkan ve saydam birproteinin içine gömülüdür. Dış tabaka benzer bir yapıdadır, ancak burada kalsiyum karbonat prizma şeklinde kristaller oluşturur. Bu yapı çok serttir. Kabuğu kırmaya çalışan bir düşman, kabuğu sayısız küçük plaka ve prizmalara bölmek zorundadır. Kaldı ki bu, aynı kalınlıkta tek birplakayı kırmaktan çok daha zordur. Kalsiyum karbonat ve protein yapıştırıcı tabakaları renk seçici ayna gibi çalışır. Tercih edilen renk, plaka veya prizmaların boyutlarına ve diziliş şekillerine bağlı olarak değişir. Kabuğun iç tabakasındaki kalsiyum karbonat plakaları genellikle tüm renkleri yansıtır. Bu nedenle beyaz gibi görünür. Oysa, dış tabakanın bir takım bölgelerinde prizmatik yapılar bazı renkleri yansıtır. İki tabakadan yansıyan ışık birleşince, ortaya sedef rengi çıkar. Bu renkler tamamen rastlantısaldır ve hayvana özeldir. FOTONİK BAND ARALIĞI: MORFO KELEBEĞI Morfo kelebeklerinin kanatları parlak mavidir, ancak yakmdan bakıldığında gerçek renginin sönük grikahverengi olduğu anlaşılır. Bu çelişkili renk kombinasyonu, kelebeğin renginin, sözgelimi gülde olduğu gibi kimyasal boyalardan kaynaklanmadığını gösterir. Giilün kırmızısı emilim yoluyla ortaya çıkar. Çiçeğin taç yaprakları mavi ve yeşil rengi emer, geriye yalnızca göze yansıyan kırmızı bileşim kalır. Morfo kelebeklerinin mavisi ise farklı bir mekanizmadan kaynaklanır. Mortonun kanatlarında bulunan şekiller dağıtma ızgarası gibi işlev görür. Bu ızgaralar beyaz ışığı dağıtır ve bileşimlerine ayrıştırır. Böylece farklı açılardan farklı renkler ortaya çıkar. Renkli elektron mikroskobu ile alınan bu görüntüde kanatların diizenli, dantel gibi yapısı görüliiyor. Bu yapılar iiç boyutlu dağıtma ızgarası gibi çalışır ve bu mekanizmaya fotonik bandaralığı yapısı adı verilir. Bunlar seçici olarak güneş ışığındaki maviyi öne çıkartır. Boyalardan farklı olarak, bu yapılar yaşlandıkça solmaz. Ayrıca daha parlak ve daha yoğun bir mavi renk yaratır. Parlak güneş ışığı altında uçan bir morfo, o kadar parlaktır ki insan gözü bu hayvanları yaklaşık 500750 metre öteden seçer. Bu özelliklerinin ne işe yaradığı tam olarak bilinmese de, erkek morfoların bölgelerine yabancılan yaklaştırmamaları, renk avantajını rekabet üstünlüğü olarak kullandıkları olasılığını akla getiriyor. 959/126 Ağustos 2005