İPEK MUCİZESİ

Örümceklerin ağ kurmak için kendi vücutlarında ürettikleri ipeksi iplikleri kullandıkları herkes tarafından bilinmektedir. Ancak bu ipeğin üretim aşamaları ve genel özellikleri bilinmemektedir. Örümceklerin ürettiği ve çapı bir milimetrenin binde birinden daha küçük olan ipek iplik, aynı kalınlıktaki çelik telden beş kat daha sağlamdır. Bunun yanısıra kendi uzunluğunun dört katı kadar esneyebilir. İpeğin diğer bir çarpıcı özelliği ise son derece hafif olmasıdır. Bunu şöyle bir örnekle de açıklayabiliriz. Dünyanın çevresi boyunca uzatılacak bir ipek ipliğin ağırlığı sadece 320 gram gelir.

Yukarıdaki teknik bilgileri tekrar gözden geçirmekte yarar var. İpliğin çelikten beş kat daha sağlam olması, üzerinde durmadan geçilebilecek bir konu değildir. Çünkü bilinen en sağlam malzemelerden olan çelik büyük tesislerde, birçok teknik kullanılarak elde edilen bir alaşımdır. Çelikten beş kat daha sağlam olan örümcek ipi ise büyük tesislerde üretilmez; bir böcekten salgılanır. Hemen her yerde rastlayabileceğimiz herhangi bir örümcek bu ipi üretebilir. Çelik ağır bir malzemedir bu nedenle kullanımı son derece zordur. Yüksek ısıda dev fırınlarda üretilip, kalıplarda soğutularak kullanıma hazır hale getirilir. Örümcek ipi ise son derece hafiftir. Dev fırınlarda ve kalıplarda değil örümceğin küçük vücudunda üretilir.

Örümcek ipinin bir başka mucizevi özelliği ise çok esnek olmasıdır. Hem sağlam hem esnek malzeme bulmak çok zordur. Örneğin çelik halat en sağlam malzemelerden biridir. Fakat kauçuk halatlar gibi esnek olmadıklarından zamanla deforme olurlar. Kauçuk halatlar da kolay kolay deforme olmamalarına rağmen, yeterince dayanıklı olmadıkları için ağır yükleri kaldıramazlar. Buna karşın, yukarıda belirtildiği gibi, örümceğin ipliği aynı kalınlıktaki çelik telden beş kat daha sağlam, yine aynı kalınlıktaki kauçuktan yüzde otuz daha esnektir. Teknik olarak ifade etmek gerekirse; örümceğin halatı, kopma mukavemet değeri ve kopma öncesindeki uzama oranı bakımından eşi benzeri olmayan bir malzemedir.

Örümcek hakkında son birkaç on yılda yapılan araştırmalar sayesinde öğrenilen bu bilgiler birçok soruyu beraberinde getirmiştir. Örneğin; eğer çelik ve kauçuk halatlar insanoğlunun yüzyıllarca edindiği bilgi birikimiyle yapılıyorsa, bunlardan çok daha üstün olan örümcek ipi hangi bilgi ile yapılıyor? Nasıl olup da insanoğlu bunun formülünü tam olarak keşfedip uygulamaya geçiremiyor? Örümcek ipliğini bu kadar üstün yapan nedir? Bunun cevabı ipeğin yapısında gizlidir. Kimyasal madde üreten uluslararası şirketlerin yaptırdığı özel araştırmalar sonucunda, örümcek ipliğinin yapısı tamamen olmasa da kısmen çözülmüştür.

İpeğin Yapısı

Örümceklerin yaptıkları ipek, bilinen doğal ya da sentetik liflerden çok daha güçlüdür. Bunu keşfeden bilim adamları örümceğin nasıl bir sistemle bunu yaptığını keşfetmek için çalışmalar başlatmışlardır. Önceleri bunun ipekböceğinden ipek alınması kadar kolay olabileceğini düşünmelerine rağmen bir süre sonra yanıldıklarını anlamışlardır. Danimarka'daki Aarhus Universitesi'nden evrimci zoolog Fritz Vollrath örümcekler üzerinde yaptığı araştırmaların sonucunda örümceklerin ürettikleri ipeğin, onlardan direkt olarak alınarak yapılmasının mümkün olmadığını görmüştür.

Bu durumda bilim adamları alternatif olarak "yapay örümcek ipeği üretimi" fikriyle ortaya çıkmışlardır. Ancak öncelikle araştırmacıların, örümceğin nasıl ipek ürettiğini bulabilmeleri gerekmektedir ki bu oldukça uzun yıllar almıştır. Zoolog Vollrath, son dönemlerde yaptığı çalışmalar neticesinde bu yöntemin önemli bir bölümünü keşfetmiştir. Örümceklerin uyguladığı metod, naylon gibi sentetiklerin yapımında uygulanan yönteme benziyordu. Örümcekler ipeklerini, asitleyerek sertleştiriyorlardı.

Çalışmalarını, Araneus diadematus adı verilen bahçe örümceği üzerinde yoğunlaştıran Vollrath, ipek örümcekten çıkmadan önce, ipeğin oluşturduğu boruyu inceledi. İpek, bu kanala girmeden önce, sıvı proteinlerden oluşuyordu. Kanalın içinde özel hücreler, ipek proteinlerindeki suyu kendilerine çekiyorlardı. Hidrojen atomları ise diğer bir kanalda pompalanan suyu alıyorlar ve bir asit havuzu oluşturuyorlardı. İpek proteinleri asit ile biraraya geldiğinde, birinden diğerine bir köprü oluşturuyor ve bu şekilde son derece kuvvetli bir ipek oluşuyordu. Ancak elbette ki ipeklerin oluşumu bu anlatımdaki kadar basit değildir. Bir ipeğin ortaya çıkabilmesi için çeşitli maddelere ve farklı özelliklerdeki keselere ihtiyaç vardır.

Örümcek ipliklerinin hammaddesi, örgülü helezonik amino asit zincirlerinden oluşan "keratin" adlı proteindir. Bu madde insanların saçlarında, vücut tüylerinde ve hayvanların boynuzlarında da bulunur. Örümcek ipliğinin temel hammaddesini oluşturan bütün proteinler, çeşitli avların sindirilmesi ile elde edilen amino asitlerin sentezlenmesinden elde edilirler. Öyle ki örümcekler, kendi ağlarını tekrar yiyip sindirerek dahi, yeni ağ üretimi için gerekli olan proteinleri vücutlarında üretebilirler.

Örümceklerin kuyruklarında altı bölümden oluşan ve ipek kesesi denilen bir bölge vardır. Keselerin her birinde farklı salgılar üretilir. Bu keselerin salgıları değişik kombinasyonlarda birleşerek, farklı türdeki ipek iplikleri meydana getirir. Keseler arasında büyük bir uyum vardır. İpeklerin üretimi sırasında örümceğin vücudunda bulunan son derece gelişmiş özelliklere sahip pompalar, vana ve basınç sistemleri kullanılır. Üretilen ham ipek, musluk gibi çalışan memeciklerden lif şeklinde dışarı akıtılır. Örümcek bu memeciklerin püskürtme basıncını dilediği şekilde değiştirebilir. Bu son derece önemli bir özelliktir. Çünkü bu işlem sayesinde sıvı keratini oluşturan moleküllerin yapısı da değişmiş olur. Valfler üzerindeki kontrol mekanizması sayesinde, iplik üretilirken ipliğin çapı, direnci ve elastikiyeti de değiştirilebilir. Böylece ipeğin kimyasal yapısı değiştirilmeden ipliğe istenilen fiziksel özellikler kazandırılır. Eğer iplik üzerinde daha köklü bir değişim isteniyorsa bir başka bezin kullanımına geçilmesi gerekmektedir. Salgılanan farklı özelliklere sahip iplikçikler arka ayakların mükemmel kullanımı sayesinde istenilen doğrultuya yönlendirilir.

Altı farklı keseden salgılanan maddelerin karışım oranları da çok önemlidir. Örneğin yapışkan iplik üretilirken, yapışkanlık özelliği veren maddenin az kullanılması durumunda ağ, böcek yakalama özelliğini kaybedecektir. Çok kullanılması durumunda ise ağın kullanılabilme özelliği azalacaktır. Bu ipeğin işe yarayabilir bir ipek olması için, diğer beş salgı bezinin de aynı dengede çalışması şarttır.

Bütün bu işlemlerin başarıyla tamamlanması sonucunda her biri farklı özelliklere sahip olan ve farklı işlevleri olan örümcek ipekleri ortaya çıkar. İpek iplikleri o kadar sağlamdır ki zoolog Vollrath örümcek ipeğinin kuvvetini "Örümceğin ipeği, Kevlar'dan çok daha kuvvetli ve çok daha elastikidir. Kevlar, bilindiği gibi, insan yapımı en güçlü sentetiktir." sözleriyle ifade etmektedir:

1  2  3  4  İPLİKÇİKLER MİKROSKOP ALTINDA Soldaki ilk resimde Ecriballate isimli örümceğin yakalama ipeğinin 100 defa büyütülmüş hali görülmektedir. İpliğe yapışkanlık özelliğini kazandıran sıvı kaplama maddesi damlacıklar halinde görülüyor (1).  300 defa büyütülmüş ikinci resimde, damlacıkların içinde kablo yumağı gibi yuvarlanmış iplikçikler görülüyor. Her bir damlacıktaki yüzey gerilimi, iplikçikleri bir araya getirip büzüştürerek bir tür çıkrık sistemi oluştururlar. Zorlama durumunda bu yumak biçimli çıkrık sistemi boşalır ve ipliğin çok büyük miktarlarda esneyebilir (2).  200 defa büyütülmüş sağdaki resimden de anlaşılacağı gibi, Ecriballete örümceğinin kuru ipliği yüzlerce mikro kuru iplikçiğin bir araya gelmesiyle oluşmuştur (3).  Bu ipekler herhangi bir sıvı ile kaplanmadıkları halde yapışkandırlar. Bu yapışkanlık örümceğin ipeği salgılarken yaptığı tarama işlemi sayesinde gerçekleşir. Ayaklardaki özel taraklar ile yapılan tarama işlemi iplikleri iyice kabartır. Ancak 1.000 defa büyütülmüş bir resimde de gözlenebilen bu kabarıklık ve yaratılan elektrostatik etki, ipliğe yakalama özelliğini kazandırır (4).

Örümcek ipeklerinin üstün özellikleri bu kadarla da kalmamaktadır. Sağlamlığı nedeniyle kurşun geçirmez yeleklerin yapımında kullanılan bir tür plastik olan Kevlar'dan farklı olarak örümcek ipeği yeniden işlenilip tekrar tekrar kullanılabilir.

Burada dikkat edilmesi gereken nokta, çelikten daha sağlam, kauçuktan daha esnek olan dünyanın en mükemmel malzemesinin, bir örümceğin gövdesinde üretilmiş olmasıdır. En büyük tekstil fabrikaları, en gelişmiş dokuma tezgahları, moleküler araştırmalar yapan, en son teknolojilerle donatılmış kimya laboratuvarları bile örümcek ipliğinin tam benzerini üretmeyi başaramamışlardır. Peki bir örümcek bu benzersiz kimyasal yapıyı nasıl tasarlamıştır? Tasarladıktan sonra üretim için gerekli olan hammaddelerin kaynağını nasıl tespit etmiş, gerekli olan altı farklı temel maddenin üretimini nasıl gerçekleştirmiştir? Bu maddelerin karışım oranlarını hangi ölçüm aletlerini kullanarak tespit etmiştir? Karışımı yapacağı eş zamanlı, basınç kontrollü kesecikleri kendisi mi dizayn etmiştir? Bu dizaynı yaptıktan sonra laboratuvara benzer bir yapıyı, kendi vücudunda kendi isteğiyle mi inşa etmiştir?

Kuşkusuz bütün bu kusursuz özelliklerin evrimcilerin iddia ettikleri gibi tesadüfler sonucunda oluşması mümkün değildir. Örümcek kendi vücudunda yeni bir sistem üretemez. Nelere ihtiyacı olacağını önceden belirleyip buna göre bir tasarım yaparak bunu vücuduna yerleştirmesi mümkün değildir. Böyle bir düşünce hem bilimsellikten hem de mantık ölçülerinden de uzaklaşmak olacaktır.

Her biri diğerinden farklı özelliklere sahip iplikler üreten böyle bir sistemin kendi kendine ortaya çıkması ise kesinlikle mümkün değildir.

Kullanım Amacına En Uygun Üretilen İplikler

Örümceklerin ağlarını örerken birden fazla iplik türü kullandıkları genelde bilinmez. Oysa örümcekler farklı amaçlar için vücutlarında farklı iplikler üretirler. Örümceklerin yaşamı düşünüldüğünde bunun ne kadar önemli bir özellik olduğu hemen anlaşılmaktadır. Çünkü örümceğin üzerinde dolaştığı ipliğin özelliği ile avını yakalamak için ya da sıkıca sarabilmek için kullandığı ipliklerin birbirinden farklı olması şarttır. Örneğin örümceğin üzerinde yürüdüğü iplik, avını yakalarken kullandığı iplik gibi yapışkan olsa, örümcek ağa yapışıp kalacak ve dolayısıyla da bu onun ölümüne neden olacaktır.

Avrupa'da yaşayan "kurt örümceği" yumurtaları için eşsiz bir koruyucu koza hazırlar. Bu koruma sert yüzeyiyle yumurtaları dış tehlikelerden korur. Yumuşak ipekle maksimum konfor sağlar. Örümcek yumurtalarını  kesenin tepesindeki delikten içeri bırakır. Dahası bu deliği de kapatır ve yumurtalar mükemmel bir zırha sahip olur.  Oklahoma'da yaşayan bir tür sıçrayan örümcek kendisi için kundaklar yapar.  Örümcek bir yaprak bulup ağına taşır. Daha sonra bu yaprağı kıvırarak uçlarını salgıladığı özel bir ipekle birbirine tutturur. Yuvanın konforunu sağlamak için, iç duvarlarını da ipekle kaplar.

Bunu bir örnek üzerinde görelim. Bir bahçe örümceği ağını kurarken, dört-beş farklı özellikte ip kullanır. Bunların içinde örümceğin bir asansör gibi inip çıktığı ve köprü gibi kullandığı tutunma iplikleri, örümcek ağının iskeletini oluşturan temel ağ iplikleri, avın yakalanmasını sağlayan yapışkan iplikler, ağdaki iplikleri birbirine bağlayan birleştirme iplikleri vardır. Bundan başka yakalanan avı sarıp sarmalamaya yarayan sarma şeritleri, örümceğin evini oluşturan koza iplikleri, ayrıca yumurta keselerini oluşturan kese iplikleri ve yavru örümcekleri dış tehlikelerden koruyan ipek iplikleri de bu örümceğin imal ettiği değişik tipteki ipliklerdendir.

Bu ipek iplikler, hem esneklik hem de sağlamlık bakımından farklı özelliklerde oldukları gibi, kalınlık ve yapışkanlık bakımından da farklılıklar gösterirler. Örneğin, örümceğin yaşantısında büyük rol oynayan tutunma ipi, yapışkan özellik taşımamasına rağmen, sağlam ve esnek bir yapıya sahiptir. Örümceğin ağırlığının iki-üç katı ağırlığı rahatlıkla taşıyabilir. Beraberinde yakalamış olduğu avını da birlikte taşıyan örümcek, bu ipler sayesinde güvenle yukarı aşağı hareket eder.

Görüldüğü gibi örümceğin yaşayabilmek için çok farklı iplikleri üretmesi ve üstelik bu farklı ipliklerin her birini doğru yerlerde kullanabilmesi gerekmektedir. Bunlardan tek birinin olmaması dahi örümcek için ölümcül olacaktır.

Bir örümceğin bu özelliklerin tümüne birden sahip olmadan hayatta kalması mümkün değildir. Mükemmel ağlar örebilen, üstün mimari tasarımlar yapan ama ağına yapışkanlık özelliği veremeyen bir örümcek düşünün. Bu durumda örümceğin ağı hiçbir işe yaramayacaktır. Evrim sürecinin kendisine yapışkan ağ örmeyi binlerce yıl öğretmesini beklemesi gibi bir durum söz konusu bile değildir, çünkü bu durumda örümcek birkaç gün içinde ölecektir. Ya da her çeşit iplik üretebilen fakat ağ kurmayı bilmeyen bir örümcek düşünün. Elbette ki örümceğin ürettiği iplikler hiçbir işe yaramayacak ve örümcek yine ölecektir. Bütün iplikleri üretebilse fakat yumurtalarını koruduğu kese ipliklerini üretemese bu defa da örümcek neslinin soyu tükenecektir. Görüldüğü gibi örümceklerin evrimcilerin iddia ettikleri gibi, sahip oldukları özellikleri zamanla kazanmak için bekleyecek vakitleri yoktur.

Örümceklerin sahip oldukları özelliklerin hiçbir parçası evrim teorisinin iddia ettiği gibi aşama aşama ortaya çıkmış olamaz. Dünya üzerindeki ilk örümcekten itibaren tüm örümcekler eksiksiz bir şekilde var olmak zorundadırlar.

ÖRÜMCEKLERİN HAYATI-DEVAMI SONRAKİ SAYFADA