• BilimAvcısı

Yılanların Esnek, Isıya Duyarlı Organları Açıklandı

Çukur engerekleri ve pitonlar da dahil olmak üzere bazı yılanların, avlarının yaydığı ısıyı algılayarak karanlıkta avlandıkları bilinmektedir.


Peki yılanlar bu sıcaklığı "gördükleri" termal görüntülere nasıl dönüştürür?


Houston Üniversitesi ve Rutgers Üniversitesi araştırmacıları tarafından önerilen bir model, potansiyel bir cevap önermektedir.



Yılanların çukur organı - her bir burun deliğinin yanına yerleştirilmiş, üzerine ince bir zarın gerildiği vazo şeklindeki girinti - termal bir "göz" gibi davranıyor gibi görünüyor. Organ son derece hassastır ve zifiri karanlıkta yaklaşık 40 santimetre uzaklıktaki hayvanları yarım saniye içinde algılar. Biyologlar daha önce, zarın sinir liflerinde sıcaklık değişiklikleriyle aktive olan yüklü iyonları iletmek için kanallar tanımlamışlardı. Bilim adamları bu zarın çok hızlı ısındığını biliyordu, ancak çukur organındaki termal varyasyonların beyne giden elektrik sinyallerine nasıl dönüştüğü hala belirsizdi.

Doğada ısıyı elektriğe çeviren pyroelektrik malzemeler mevcuttur. Ancak nadirdirler ve sert kristallerdir; Houston Üniversitesi'nde makine mühendisi ve makalenin ortak yazarı olan Pradeep Sharma, yılanlarda bu tür kristallere rastlanmadığını söylüyor:"Gösterdiğimiz şey, biyolojik hücreler gibi yumuşak materyallerin bazı özel koşullar altında zayıf piroelektrikler olarak da işlev görebileceğidir."

Sharma ve ekibi, deforme olabilen ve ısıya duyarlı bir malzemede statik yüklerin nasıl hareket ettiğini göstermek için matematiksel bir model geliştirdi. Çukur zarını böyle bir malzemeden yapılmış ve ısıtıldığında kalınlaşan bir film olarak modellediler. Çoğu biyolojik hücre (gerçek zarı oluşturan hücreler dahil), dış yüzeylerinde doğal olarak küçük bir elektrik voltajı üretir. Araştırmacılar, zar kalınlaştığında, hücrelerindeki yüklerin hafifçe kayması gerektiğini ve bunun da sinir hücreleri tarafından algılanabilecek bir voltaj değişikliğine yol açtığını buldular.

Bu teorik modeli gerçek dünya değerleriyle test ettiler ve gerçek yılanların avı ne kadar çabuk tespit edebildiğine ve av hayvanının çevresine ne kadar yakın ve ne kadar sıcak olması gerektiğini buldular.

Yale Üniversitesi sinirbilimci Elena Gracheva'nın çalışması, daha önce iyon kanallarının yılanların ısı algılama yeteneklerinde oynadığı rolü ortaya çıkarmıştı. Şimdi, (yeni çalışmaya dahil olmayan) Gracheva, sinyal dönüşümüne bu öncü bakışın "modeli doğrulamak için biyologların gelecekteki deneysel çalışmalarının temelini oluşturduğunu" söylüyor.

Sharma, yeni teknolojiye de yol açabilir, diyor: "Aynı modeli, malzeme bilimindeki heyecan verici uygulamalar için piroelektrik özelliklere sahip yapay malzemeler oluşturmak için kullanabiliriz."


Kaynak: