GEKO ve MOLEKÜLER ÇEKİM KUVVETİ
Geko, nemli tropik bölgelerde yaşayan bir tür kertenkeledir. Ancak bu kertenkele diğer hem cinslerinden bir özelliğiyle ayrılır. Geko duvarda veya tavanda, düz bir yolda yürüyormuşçasına rahat hareket edebilir ya da cilalı bir zeminde baş aşağı bir konumda koşturabilirler. Hatta düz bir tavana tek ayağı ile tutunup, vücudunu aşağı bırakarak asılı durabilirler.
Gekonun ayaklarının hangi özelliği zemini sıkıca kavranmasına imkan tanımaktadır?
Geko ayaklarında bir yapışkan madde salgılayarak tutunuyor olabilir mi? Bu mümkün değil; çünkü hayvanda yapıştırıcı madde salgılayacak herhangi bir salgı bezi mevcut değildir.
Üstün kavrama özeliğinin vantuzlama yoluyla sağlanması da imkansızl. Çünkü gekonun ayakları vakum ortamında da iş görebiliyor. Bu gekonun vantuzlama yöntemini kullanmadığının en büyük göstergesi. Havanın olmadığı yerde, bir pompayı zemine yapıştırmanın imkansız olduğunu hatırlayın.
Elektrostatik çekimde de söz konusu değil; çünkü yapılan deneylerde gekonun elektron iyonu yüklenmiş havada bile yüzeylere tutunabildiği görülmüştür. Eğer elektrostatik çekim kullanılıyor olsa idi havaya yüklenen iyonlar, bu çekim kuvvetini etkileyip gekonun tutunmasını engellerdi.
Portland'taki Lewis & Clark College'dan çevre fizyologu Kellar Autumn ve University of California Berkeley'den Bio-mühendis Robert Full tarafından liderlik edilen ve Massatchusetts IS Robotics tarafından desteklenen geko takımı gekonun nasıl tırmandığını mikroskobik açılardan incelemişlerdir.
Geko ayaklarında, belki de sadece nükleer fizikçilerin haberdar olabilecekleri bir kuvvet mevcuttur:
Hayvanın ayak parmakları, tıpkı bir kitaptaki sayfalar gibi ince doku yaprakları ile kaplıdır. Her bir yaprak "setae" adı verilen yüz binlerce kıl benzeri uzantılarla kaplıdır. Bir tek gekoda bu kıllardan 2 milyonun üzerinde sayıda mevcuttur. Bu staeler spatula benzeri yüzlerce uca ayrılmaktadır. Her bir ucun kalınlığı milimetrenin beş binde biri kadardır (bir bakteriden bile küçük).
Geko takımının üyeleri bir tane setae'yi ayırıp mikroskobik bir alıcıyla yapışkanlık gücünü ölçtüler. Gekonun ayaklarını uyararak araştırmacılar setayı alıcıya bastırdılar ve sonra geri çektiler. Ve bir tek setanın şaşırtıcı bir güçle çabalarına karşı geldi, bir karıncayı kaldırabilecek kadar bir gücü vardı.
Bu kıllar hayvanın topuklarına bakacak biçimde konumlandırılmıştır. Geko adım atarken, ayak tabanını yüzeye bastırır ve hafifçe geriye çekerek, kılların zemine maksimum düzeyde temas etmesini sağlar.
Bu esnada ayak ile yüzey arasında, moleküler düzeyde "Van der Vaals" adı verilen zayıf bir çekim kuvveti oluşur. Bu bağlar, bitişik iki atomun taşıdığı elektrostatik yükten kaynaklanır.
Bir atom pozitif yüklü çekirdeğin negatif yüklü elektron bulutuyla çevrilmesinden oluşur. Eğer çekirdeğin pozitif yükü elektronların negatif yüküne eşitse atom bir yük taşımaz. Ancak elektronlar çekirdeğin etrafında gelişi güzel dolaşırlar. Bazen hepsi çok kısa bir an için olsa dahi atomun bir tarafında toplanırlar. Bu durumda atomun bir tarafı geçici olarak negatif yüke sahipken diğer tarafı artı yüke sahip olacaktır. Bu değişken yükler çevredeki atomları da etkiler: Bir ağacın gövdesine değen bir setayı gözünüzde canlandırın. Şimdi setanın ucundaki atomun elektrik yüklendiğini ve pozitif yüklü tarafının ağaca yakın olduğunu hayal edin. Pozitif yük ağacın gövdesindeki en yakın atomların elektronlarını çekecek ve her iki atomu bir araya getirecektir.
Ayak dolayısıyla da kıllar, belirli bir açı ile kaldırılınca çekim kuvveti de ortadan kalkacak ve hayvan ilerleyebilecekti.
Van der Waals kuvveti sizin eliniz ve duvar arasında da vardır ama çok zayıftır. Atomik seviyede bakacak olursak elinizin yüzeyi dağlarla kaplı gibidir ve sadece tepedeki atomlar duvarla temas ederler. Ancak gekonun ayağındaki binlerce ıspatula ucu tıpkı bir tutkal gibi duvara yapışır.
Ancak eğer gekonun parmakları gerçek yapışkanla kaplı olsaydı (veya bir zamanlar bilim adamlarının sandığı gibi vantuzlarla) gekonun her ayağını kaldırdığında bu yapışkanlığı kırmak için çok fazla enerji harcaması gerekirdi. Ancak geko takımının bulgularına göre, gekonun duvara değdiği açıyı değiştirmesi ayağını çekmesi için yeterlidir.
Van der Vaals kuvvetini ortaya çıkaran faktör ayaktaki tüycüklerin konumu ve sıklıklarıdır.
Şimdi arkanıza yaslanıp düşünün. Bir kertenkelenin, değil sıradan bir insanın pek çok üniversite mezunun bile haberdar olmadığı bu kuvveti biliyor olması mümkün müdür?
Üstelik bu kuvvetten haberdar olmanın onu kullanılabilir hale getirmeye yetmediği de çok açık. Hayvanın ayağını her kaldırışında bu kuvvetin ortadan kalkması son derece önemli. Yoksa geko üzerinde bulunduğu zemini belki çok iyi kavrayacak ama, asla ondan ayrılamayacaktı.
Geko, tüycüklü bir yapı ile böyle bir kuvvetin oluşabileceğini hiç tahmin etmiş olabilir mi? Van der Vaals çekim kuvvetinin doğmasına neden olan tüylerin sıklık miktarı tesadüfen ortaya çıkabilir mi? Milimetre kareye düşen tüy sayısı aşama aşama ortaya çıkmış olabilir mi?
Milimetrekareye 2 milyon değil de 2 bin tüy düşen bir geko düşünün. Bu hayvanın ayağında yeterli Van der Vaals çekim kuvveti oluşmayacak ve hayvan tepe taklak yürümeye çalışırken baş aşağı düşecektir. Bu durumda işe yaramayan tüycüklü yapının gelecek nesillere taşınması evrim teorisince mümkün değildir.
Görüldüğü gibi gekonun ayağındaki bu mühendislik harikası yapının bir evrimsel süreç sonucunda ortaya çıkması imkansızdır. Geko da diğer tüm canlılar gibi, mükemmel bir biçimde, tek bir seferde yaratılmışlardır.
