Değişik Bilimsel Araştırmalar

Beyin, elimizdeki aleti bedenimizin bir parçası görüyor
Alet kullanmak insanlar için çok doğal, ancak alet kullanabilen hayvan sayısı çok az. Peki primatlar alet kullanmaya nasıl başladı? Parma Üniversitesi sinirbilimcisi Giacomo Rizzolatti, beynin aleti bedenin bir parçası olarak gördüğünü buldu. Dört esnek parmağa ve kavrayıcı başparmağa sahip primatlar alet yapmaya daha yatkın. Daha önceki araştırmalarla bu etkinliklerin F5 olarak adlandırılan beyin bölgesi tarafından kontrol edildiği öğrenilmişti. El, açılıp bir nesneyi kavramaya hazırlandığında, F5 bölgesindeki nöronlar sinyal gönderiyor. Sinirbilimcilerine göre nöronlar el hareketini kontrol etmek için kodlanıyor. Rizzolatti ve ekibi beynin el becerisini ne şekilde geliştirdiğini bulmak için, makak maymunlarına 6-8 ay içinde yiyecekleri bir kıskaçla almalarını öğretti ve beynin F5 bölgesindeki 113 nöronun ve F1 bölgesinin etkinleştiğini gördü. Oysa bu nöronların sadece elin hareketiyle harekete geçtiği biliniyordu. Bu da beynin aleti bedenin bir parçası olarak gördüğünü açıklamakta.

İki ayak üzerinde daha hızlı
Batı Avustralya Üniversitesi’nden Christofer Clemente, Avustralya’da yaşayan on altı kertenkele türünün iki ayak üzerinde daha hızlı koştuklarını buldu. Hızlı hareket yetisi sayesinde bedenin ağırlık noktası arkaya kayıyor. Clemente genelde iki ayak üzerinde koşanlarla hep dört ayak üzerinde koşan kertenkeleleri karşılaştırınca, hızlanma ve ön ayakların yerden kalkması arasında doğrudan bir ilişki keşfetmiş. Tüm kertenkeleler belli bir hızdan sonra ön ayaklarını havaya kaldırıyor. Beden ağırlık noktasının değişmesine bağlı olarak kertenkelenin bedenine bir dönme kuvveti etkimekte. Bu kuvvet onları yerden kaldırarak iki ayak üzerinde koşmalarını sağlıyor. Ancak iki ayak üzerinde koşunun onlara ne gibi avantaj sağladığı henüz bilinmiyor.
HİÇ” i hapsetmek
Akıl almaz bir saçmalık gibi geliyor, ama iki araştırma ekibi gazın içine “hiçbir şey” hapsederek onu bir saniye sonra dışarı çıkarmaya başardı. Bilim insanları daha önceki tuhaf bir araştırmayla da vakumun içinde ışığı durdurarak, yeni kuantum bilgileri ve telekomünikasyon teknolojilerinde önemli bir adım atmışlardı. Araştırmacılar ışığı durdurmak için yoğun ve sürekli bir lazer ışınını gazın atomlarına ışınlamışlardı. Bu “kontrol ışını” atomları lazer ışığının atımını başka bir dalga boyuna geçirerek gaza girmesini sağlamıştı. Atımı yakalamak isteyen araştırmacılar kontrol ışınını çalıştırarak, atımın kendi kendine atoma girmesini sağlamışlar. Bunu tekrarlamak için de kontrol ışını yeniden çalıştırılmış. Bu şekilde vakumu depolamak çocuk oyuncağı gibi geliyor.
Aynı işlemleri takip edip atımı kullanmadığınız zaman, “hiç” depolarsınız. Fakat Calgary Üniversitesi’nden Alexander Lvovsky ve Tokyo Teknoloji Enstitüsü’nden Mikio Kozuma “sıkıştırılmış vakum” / “squeezed vacuum” olarak adlandırılan özel bir “hiç” depoladı. Bunun ne olduğunu görmek için normal ışık dalgasıyla yola çıkmak geriyor. Bu klasik anlamda elektromanyetik alanlı, başı ve sonu eşit alanı kaplayan yumuşak dalgadır.
Fakat kuantum mekaniğinde her şey biraz daha karmaşıktır. Işığın kesin yüksekliği belirsizleşir ve dalgalar daha az belirgindir. Fizikçiler bu belirsizliği değiştirmeyi öğrenmişlerdi. Mesela başını küçültüp, sonunu büyülterek. Bu şekilde “kısmi sıkıştırılmış ışık” elde edilir. Bu ışık yoğunluğunun sıfıra dönüştüğü farz edildiğinde, kendisi yok olur ama belirsiz kalıntılar sıkıştırılmış vakumu oluşturur. Lvovsky ve Kozuma’nın depoladıkları da bu. Sıkıştırılmış vakumdan atım elde etmek için araştırmacılar optik parametrik yükselticiden yararlanmış.

Titreşimler solucanları topraktan çıkarıyor
Solucanlar yağmurlu havalarda toprağın üzerine çıkar. Amerika’da Carlton Üniversitesi’nden Jayne Yack, solucanların aslında titreşimlerden kaçtıklarını ortaya koydu. Deneylerde toprağın otuz santim kadar içine bir sopa yerleştirildikten sonra, üzerine metal bir nesneyle vurulmuş. 500 hertz kuvvetindeki seslerin on iki metrelik bir alanda titreşimler yaydığı ölçülmüş. Solucanlar gerçekten de bir ila bir buçuk dakika sonra topraktan çıkmışlar. Sinyalin kuvvetli olduğu yerlerde ise daha çok solucan çıkmış toprak üzerine ve bunlar bir süre yeniden toprağa girmekten kaçınmış. Yack ve arkadaşları sadece bir deney sırasında 41 solucan toplamış.
Bu solucan refleksinin nedeni kesin olarak bilinmese de, araştırmacılar hafif yağmur damlalarının benzer bir frekansta titreştiğini söylüyor. Solucanlar yağmurda da toprağın üzerine çıkıyor. Diğer bir teoriye göre, solucanlar köstebeklerden kaçıyor. Ken Catanias, solucan toplayıcılarının kullandıkları bir aletin gerçekten de köstebek sesini taklit edip etmediğini öğrenmek için, solucanların ve köstebeklerin bol olduğu bir alanda solucanları incelemiş. Özel aletin meydana getirdiği titreşimlerle toprağın üzerine çıkan solucanlar, kendileri için tehlike oluşturan kuşlara rağmen bir süre toprak üzerinde gezinerek, sözde köstebeklere izlerini kaybettirdikten sonra başka bir yerden yeniden toprağa girmişler

‘Hayali uzak etki’, ışıktan 10.000 misli hızlı
Cenevre Üniversitesi fizikçisi Nicolas Gisin ve arkadaşları Einstein’ın “hayali uzak etkisi”ni ölçmeye çalıştı. Albert Einstein altmış yıl kadar önce birbirinden çok uzakta bulunan iki parçacığın kuantum hallerinin, sanki hep bağlantı halindeymiş gibi eşit olabileceğini öne sürmüştü. Teoriye göre, bir parçacığın durumu değiştiğinde diğeri de değişiyordu. Peki böyle bir şey nasıl mümkün olabilirdi? Değişen kuantum haliyle ilgili bilgi sonsuz bir hızda bir parçacıktan diğerine mi geçiyor?
Gisin ve ekibi kuantum bilgilerinin hızını saptamak için, birbirine bağlı çiftler oluşturarak, bunları on sekiz kilometre uzunluğunda bir cam elyaf kablo üzerinde zıt yönde hareket ettirdi. İki İsviçre köyüne uzanan uçlarda fotonlar interferometre olarak bilinen bir ölçüm aletine ulaşıyordu. 24 saat aralıksız süren ölçüm sonuçlarına göre, fotonlar aynı anda hedefe ulaşırken hep bağlantı halinde kalıyor. Buna göre fotonların hareket hızı ışıktan en az 10.000 misli hızlı. Fizikçiler bu sonuca ulaşabilmek için dünyanın hızını soyut bir koordinasyon sisteminde tahmin etmeleri gerekiyordu, çünkü bu hareket sonucu etkilemekte. Böyle bir referans sistemi olsaydı ve dünya bunun içinde ışık hızının binde biri hızla hareket etseydi, kuantum bilgisi ışıktan en az 10.000 misli hızlı akardı, diyor araştırıcılar.

Koloni için kendisini feda eden karıncalar
Polonya’daki Krakov Üniversitesi’nde Adam Tofilski ve arkadaşları, Brezilya’daki şekerkamışı tarlalarında ilginç bir gözlem yaptı. Burada yaşayan forelius pusillus türü karıncalar yeraltındaki yuvalarına girip üzerini kumla örttüklerinde, bazıları dışarıda kalarak geriye kalan tüm boşlukları dolduruyor ve bu şekilde dışarıda kalıyorlar. Araştırmacılar ertesi gün dışarıda kalan karıncaların ortadan kaybolduğunu görünce, daha sonraki akşamlar dışarıda kalan karıncaları plastik bir kutuya koymuşlar. Bu şekilde toplanan yirmi üç karıncadan sadece altısı sabaha kadar yaşamış, diğerleri bitkinlik yüzünden ölmüş.
Bu durum, karıncaların kolonilerini korumak için hayatlarını feda ettikleri anlamına geliyor. Ölümle sonuçlanan bu görevi üreme yetisi olmayan karıncılar yerine getiriyor. Kendileri üremese davranışlarıyla annelerinin daha fazla üremelerine yardımcı oluyorlar. Tofilski, yuvayı kapatanların genelde yaşlı veya hasta hayvanlar, yani zaten yaşama şansı fazla olmayan karıncaların olduğunu tahmin ediyor. Yuvanın kimden veya neden korunduğu ise henüz bilinmiyor. Bilim insanları yuvanın diğer karıncalardan veya yağmurdan korunma amacıyla örtüldüğünü sanıyor.
Beynimiz bizden önce karar veriyor
Berlin Charite Enstitüsü ve Bernstein Hesaplamalı Sinirbilim Enstitüsü’ndeki araştırmalar sırasında, insanların bilinçli olarak bir şeye karar vermelerinden birkaç saniye önce, beyinde bu kararın etkinlikleri okundu. Dylan Haynes ve arkadaşları, görüntüleme tekniklerinin yardımıyla bilinçli bir kararın ne şekilde alındığını inceledi. Bu şekilde beyindeki birçok sürecin bilinçsiz olarak işlediği anlaşıldı. Deneyler sırasında katılımcıların önlerindeki tuşa basarak bir soruya yanıt vermelerinden yedi saniye önce alnın arkasındaki frontopolar korteksteki etkinlikten katılımcıların hangi eli kullanacağını anlamış. Gerçi bu etkinlik katılımcıların davranışlarını yüzde yüz doğru öncelemiyor ama, doğru öncelemeler daha fazlaydı, diyor bilim insanları. Bu da kararın belli bir süre önce bilinçsiz olarak alındığını, ama bunun her zaman son karar olmadığını göstermekte. Bu korteksteki karar sürecinin hazırlanmasından sonra bilgiler hareketin yerine getirilmesi ve yerine getirilme zamanının saptanması için diğer beyin bölgelerine iletilmekte. Araştırma, kişi tarafından alınan kararların beyinde bu kadar önce hazırlanıyor olmasını göstermesi açısından önemli.

Ani renk değişimiyle mesajlaşma
Bukalemunun kamuflaj için rengini değiştirdiğini herkes bilir. Fakat Melbourn Üniversitesi zooloğu Devi Stuart-Fox, KwaZulu Natal Üniversitesi biyoloğu Adnan Moussalli, renk değişimin aslında kamuflajdan çok, bir iletişim aracı olduğunu keşfetti. Güney Afrika’da yaşayan yirmi bir cüce bukalemun türü incelenmiş. Bu türlerden bazılarının renk paleti daha zengindir ve insan gözünün görmediği kızılötesi renkleri de kullanır. Araştırmacılar renk değişim derecesini, renklerin çekiciliğini ve bukalemunun rengi ve üzerinde bulunduğu zeminin rengi arasındaki farkları hesapladıklarında, en belirgin renk değişiminin iki erkek bukalemunun karşı karşıya gelerek birbirlerini etkilemek istediklerinde meydana geldiğini görmüşler.
Eğer renk değişimi kamuflaj amaçlı olsaydı en büyük renk değişiminin o anda gerçekleşmesi gerekirdi, diyor bilim insanları ve bu yetinin daha çok iletişim ihtiyacına bağlı olarak geliştiğine inanıyor. Bukalemunlar hızlı reaksiyon süresi sayesinde sinyalleri parlak renkleriyle iletebiliyor. Bu çok kısa süreli renk değişimi mesaj iletimi için yeterli olsa da düşmanlar bu değişimi fark etmiyorlar bile.

Doğal afetlerle biçimlenen uygarlıklar
Amerikalı jeolog Eric Force’a göre, uygarlıkların gelişiminde tektonik süreçler önemli bir rol oynuyor. İddia pek de yersiz değil. Force ilk önce haritada, arkeologlar tarafından saptanan 13 önemli uygarlığın filizlendiği yerleri işaretledi. Bunlar Batı Avrupa’da Roma’dan Girit’e, Orta Doğu’da Memfis’ten Kudüs’e ve Hindistan ve Çin’deki tarihi yerlere kadar uzanıyordu. Force bu bölgelerin, deprem, tsunami ve volkanik püskürme gibi tehlikelere rağmen genelde tektonik yarıkların 75 km, yakınında kurulduğunu fark etti. Gerçi tektonik levhaların kırılma bölgelerine uzak kurulan uygarlıklar, insanların doğal afetlerle boğuşmak zorunda kalmamaları nedeniyle daha uzun ömürlü olmuştu, fakat daha sonraki kültürlerin gelişiminde etkili olan uygarlıklar bu sınırlara daha yakın kurulmuş.
Aslında bu konuyla ilgili çok teori vardı. Jeologlar, kırılma bölgelerinde suyun bulunduğunu biliyor örneğin. Volkanlar ise verimli topraklar sunuyor. Force bu araştırmasından sonra ilginç bir açıklama getirdi. Ona göre yaşlılar, çocuklarına tehlikelere ve değişimlere hazırlıklı olmalarını öğreterek, yeni nesillere depreme daha iyi dayanan yapılar inşa etmelerini veya besinlerini depolamak için daha iyi yollar bulmalarını öğütlüyordu.

PENÇELİ SÜPER KURBAĞA
Neredeyse yüz yılı aşkın bir süredir Arthroleptidae ailesine ait kurbağa kalıntılarını inceleyen bilim insanları, kemiklerin üzerindeki sivri çıkıntıların işlevini bir türlü anlayamamışlardı. Fakat Harvard Üniversitesi biyologu David Blackburn, Kamerun’daki arazi araştırmasında bu kurbağa ailesinin canlı üyeleriyle karşılaşınca bu çıkıntıların ne işe yaradığını gördü.
Biyolog yumruk büyüklüğündeki kurbağayı eline alınca hayvan birden arka ayaklarıyla tekmelemeye başlayarak elini tırmaladı. Kurbağayı inceledi, arka ayaklarının ucunda deriden dışarıya fırlayacakmış gibi görünen çıkıntılar fark etti. Bu pençeler ilginç bir şekilde deriyi delip geçiyor. Pençelerin tam olarak ne şekilde işlediğini ve hangi türlerde bulunduğunu araştırdı ve orta Afrika’daki 11 türde bu tür pençelerin bulunduğunu saptadı. Bu kurbağaların parmak uçlarındaki kemikler son derece sivri ve hafif kıvrıktı. Bunların ucunda ise parmak kemiğine zengin kolajen içerikli bir salgıyla tutunan yumrular vardı. Kurbağa belli başlı ayak kaslarını gerdiği zaman, sivri kemik, koruyucu yumrudan ayrılarak deriden dışarı fırlıyor. Araştırmacılar bu kurbağaların bir tür yenileme yetisine sahip olduklarını düşünüyor.