Evrimin kendi kendini tekrar etmeye yönelik tuhaf bir eğilimi var. Farklı coğrafyalarda yaşayan, ayrı türlerde bile aynı özelliklerin bağımsız olarak evrimleştiğini görüyoruz.

Örneğin Peru'dan Kosta Rika'ya kadar birçok ayrı kelebek türünde aynı kanat desenleri tekrar tekrar evrimleşti. Postacı kelebeği (Heliconius sp.) olarak bilinen, ismini her gün aynı çiçekler arasında dolaşmasından alan kelebeği ele alın. Bu kelebek simsiyahtır; ancak kanatlarının üst kısımlarında parlak kırmızı bir şerit, alt kısımlarındaysa beyaz çizgiler bulunur. Öte yandan küçük postacı kelebeği tamamen ayrı bir türdür; ancak neredeyse birebir aynı görünür.

Dünya genelinde su kıtlığı, 21. yüzyılın en acil sorunlarından biri olarak ortaya çıkmaktadır. İklim değişikliği, nehirleri ve akiferleri benzeri görülmemiş aşırı durumlara itmekte, kuraklıklar ve seller şiddetlenmekte, nüfus artışı ve ekonomik gelişmeyle birlikte tatlı su talebi artmaktadır.

Ancak Water Resources Research dergisinde yayınlanan yeni bir araştırma, genellikle göz ardı edilen bir demografik değişim olan doğum oranlarının düşmesi ve yaşam beklentisinin artması sonucu toplumların yaşlanmasının, küresel su talebi üzerinde şaşırtıcı derecede büyük bir etkiye sahip olabileceğini ve bu yüzyılın ortasına kadar su çekimini %31'e kadar azaltabileceğini ortaya koyuyor.

Siber taksonomi nedir ve ekoloji alanını nasıl geliştirecek?

Taksonomiyi ekologlar için daha da güvenilir bir bilgi kaynağı yapacak olan devrim niteliğindeki bir taksonomik uygulama üzerine çalışmalar devam etmektedir. Taksonomik bilginin nasıl oluşturulduğu, test edildiği, ona nasıl ulaşıldığı, üstüne nasıl düşünüldüğü ve kullanıldığı siber taksonominin ortaya çıkışıyla büyük ölçüde değişmektedir.

Olayları, yerleri ve kişileri tüm detayları ile hatırlayamamak yaygın bir insan tecrübesidir. Yakın zamanda katıldığımız bir dersin genel içeriğini hatırlayabiliriz ancak konunun detaylarını dereceli olarak zamanla unuturuz. İlk bakışta bu olayın bellek kapasitemizin sınırlı olmasından kaynaklanabileceğini ve duyusal girdileri büyük bir kesinlik ve bütünlük ile kodlayabilen bir sinir sisteminin çok daha avantajlı olacağını düşünebiliriz. Açıkça, belleğimizin kapasitesi, depoladıklarımızdan çok daha yüksektir. Detayları hatırlayamamak bir yetersizlikten öte, adaptif bir özelliktir; yani unutmak, evrimsel süreçte avantajlı olduğu için özellikle seçilmiştir ve bu durum, güçlü bilimsel kanıtlar ile desteklenmiştir.

Pek çok koşul altında olayların detayları yerine, genelini hatırlamak daha faydalı olabilir. Kırsal bir arazide bir kayanın altında saklanan bir yılanın saldırısına maruz kaldığınızı hayal edin. Sinir sistemi bu olayda korku belleğini oluştururken sadece gerekli kısımları kodlamalıdır: Size hangi yılanın saldırdığı veya yılanın hangi kayanın altında saklandığı önemli değildir. Sinir sisteminin gelecek adına doğru davranışsal adaptasyonları sağlayabilmesi için, detayları ortadan kaldırarak daha sonraki olaylar için genel bir şema çıkarması gereklidir. "Genelleştirme" adı verilen bu fonksiyon bellek sistemlerinin önemli özelliklerindendir ancak kontrol atında tutulmadığı takdirde belirsiz anıların oluşturulmasına yol açar ve artık faydalı bir fonksiyon olmaktan çıkar. Bu nedenle beyin, genellik ve spesifiklik arasında bir denge kurmalıdır.

Dünyada bilinen ilk üniversiteyi, günümüzde bildiğimiz anlamda bir üniversite değildi bu, Platon kurmuş ve kesin olmayan bir bilgiye göre girişine şöyle yazdırmıştı: "Ageometretos medeis eisito!". Türkçe karşılığı "Geometri bilmeyen giremez!" Böyle bir söz yazılı mıydı değil miydi bilinmez ama bu anlayışın Antik Yunan filozofları ve sonrası bilim insanlarında kabul gördüğü bir gerçekliktir. Çünkü kendisinden önce ve sonra gelen filozoflar mantığın önemini iyice kavramış, düşünce sistemlerinin temeline oturtmuşlar ve bu sayede modern bilimin temelini atmışlardı. Pisagor, Euclid, Eratosthenes geometriyi kullanarak ellerindeki kısıtlı imkânlara rağmen harikalar yaratan bu matematikçilere yalnızca birkaç örnektir.

Geometriyle dönemin teknoloji adına zor şartlarına meydan okuyan başka bir bilim insanı Edmond Halley'dir. Halley'i en çok adının verildiği kuyrukluyıldız ile tanıyoruz. Ancak tabii ki Halley'i kuyrukluyıldız ile özdeşleştirmenin ötesine geçmek zorundayız çünkü bilime katkısı oldukça fazla. Kendisinin güney yıldızlarından Ay'ın çekim alanına, Dünya'nın manyetik alanından geometriye birçok konuda çalışması bulunuyor. Bunların hepsinden tek bir yazıda bahsetmek mümkün olmadığından eski Yunan filozoflarından bu yana birçok insanın merak ettiği astronomik birimin (AB) yani Dünya ile Güneş arasındaki uzaklığın nasıl hesaplanabileceğine dair metodundan bahsedeceğiz.

İlk yazımızda evrimin popülasyonlarla ilgili olduğunu ve evrimi anlamak için popülasyonları analiz edebilmemiz gerektiğini anlatmıştık. İkinci yazımızda ise bize her zaman fayda sağlayacak ve her an kullanabileceğimiz çok önemli bir matematiksel araç elde etmiştik: frekans hesabı. Eğer ki bunları unuttuysanız, lütfen önceki yazılarımıza göz atın. Ancak eğer ki bunları tam olarak anladığınızı düşünüyorsanız, artık frekansları kullanarak popülasyonları analiz etmeye başlayabiliriz demektir. Bir diğer deyişle; artık evrimi matematiksel olarak kavrayabilecek noktaya gelmişsiniz demektir. Öyleyse bilgilerimizi kullanmaya başlayalım.

Bu yazımızda, sizlere evrimsel biyolojinin bizlere kazandırdığı en önemli kavramlardan biri olan Hardy-Weinberg Dengesi (HW-Dengesi) konusundan bahsedeğiz. Bu öylesine önemli bir konudur ki; önemini vurgulamanın en kolay yolu şudur: Hardy-Weinberg Dengesi'nin varlığı bile tek başına evrimin bir doğa yasası olduğunun en net göstergesidir. Aslında bu cümleyi şöyle kurmalıydık: Hardy-Weinberg Dengesi'nin var olmaması, tek başına bile evrimin bir doğa yasası olduğunun en net göstergesidir. Bunun ilk etapta kafa karıştırıcı olduğunun farkındayız. "Nasıl yani? Söz konusu denge var mı, yok mu? Hangisi?" diye soruyor olabilirsiniz. Neden böyle bir ikilem yarattığımızı ve bu dengenin hem varlığının, hem de yokluğunun evrimin varlığına ispat olduğunu yazımızın sonunda anlayacaksınız. Öncelikle biraz ön bilgi verelim:

Antenlerin elle tasarlanması ve optimize edilmesi şeklindeki mevcut uygulama, önemli bir alan uzmanlığı gerektirdiği ve hem zaman hem de emek bakımından yoğun olduğu için yeni ve daha iyi anten tasarımları geliştirme becerisi açısından sınırlıdır. Buna alternatif olarak, araştırmacılar, 1990'ların başından beri evrimsel anten tasarımı ve optimizasyonunu araştırıyor ve bilgisayar hızının artması ve elektromanyetik simülatörlerin gelişmesiyle bu alan son yıllarda büyüdü. Bu teknikler, doğadaki biyolojik evrimden esinlenen ve bir çözüme daha iyi ve daha iyi yaklaşımlar üretmek için en uygun olanın hayatta kalması ilkesini kullanarak potansiyel çözümler popülasyonu üzerinde çalışan bir stokastik arama yöntemi ailesi olan evrimsel algoritmalara (EA) dayanmaktadır.

Anten dizileri ve kuadrifilar sarmal antenler de dahil olmak üzere birçok anten türü incelenmiştir. Ayrıca, evrimsel algoritmalar antenleri yerinde (in-situ) yani, elektromanyetik etkileşimlerin karmaşıklığı nedeniyle anten tasarımcılarının elle yapması çok zor olan, çevredeki yapıların etkilerini dikkate alarak geliştirmek için kullanılmıştır. Yakın zamanda, NASA'nın Uzay Teknolojisi 5 (ST5) görevindeki üç uzay aracı için bir anten evrimleştirmek üzere evrimsel algoritmaları kullandık ve İzleme ve Veri Aktarım Uydularından (TDRS) biri gibi, yaklaşan diğer NASA görevleri için antenler üzerinde çalışıyoruz. Bu makalenin geri kalanında hem ST5 hem de TDRS görevleri için anten evrimi çalışmalarımızı tartışacağız.