Evrim Ağacı Logo Evrim Ağacı
Evrim Ağacı
Reklamı Kapat

Kleiber Yasası Nedir? Evrimsel Biyoloji, Türlerin Takip Ettiği Geometriyi Nasıl Açıklıyor?

Kleiber Yasası Nedir? Evrimsel Biyoloji, Türlerin Takip Ettiği Geometriyi Nasıl Açıklıyor?
Tavsiye Makale
Reklamı Kapat

Bu yazı, Phys.org isimli kaynaktan birebir çevrilmiştir. Çevirmen tarafından, metin içerisinde (varsa) açıkça belirtilen kısımlar haricinde, herhangi bir ekleme, çıkarma veya değişiklik yapılmamıştır. Bu içerik, diğer tüm içeriklerimiz gibi, İçerik Kullanım İzinleri'ne tabidir.

Yeni araştırmalar hem bitkiler, hem de hayvanların aynı matematiksel ve fiziksel prensiplere cevap olarak evrimleştiğini gösteriyor. Araştırmacılar, Kleiber Kanunu’nun altında yatan mantık doğrultusunda çalışarak (metabolizma kütlenin dörtte üçüncü kuvvetine eşittir) ve bunu bitkilerin ve hayvanların geometrilerine ayrı ayrı uygulayarak, bitkilerin ve hayvanların birbirlerine eşdeğer ölçüde enerji verimlilikleri gösterdiklerini buldular.

Neden bir farenin yaşamı boyunca atan kalp atışlarının sayısı bir filinkiyle neredeyse aynıdır? Farenin yaklaşık 1 yıl yaşamaya; filin ise 70 kere kış mevsimi görüp geçirmesine yeten bir ömrü olmasına rağmen? Neden küçük bitkiler ve hayvanlar, büyük olanlardan daha hızlı olgunlaşır? Niçin doğa bu kadar aşırı uçta farklı biçimler seçmiştir? Çiçek açan bir ağacın endamlı güzelliği ve bir kaplanın korku salan simetrisi gibi...

Bu sorular yaşam bilimcilerini kadim zamanlardan beridir meşgul etmektedir. Şimdi Maryland Üniversitesi’nden ve İtalya’daki Padua Üniversitesi’nden araştırmacıların yer aldığı disiplinler arası bir ekip nesiller boyunca doğru kabul edilmiş ancak tamamıyla anlaşılamamış ünlü bir matematiksel formüle dayanan ve düşünce tetikleyici bir cevap öne sürdüler. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)’ın 17 Şubat 2014 tarihli sayısında yayınlanan bir makalede bu ekip Kleiber Kanunu olarak bilinen ünlü formül üzerinde tekrar düşünülmesinin gerektiğini ifade ettiler. Ekip, bu formülü bir evrimsel gerçeğin matematiksel ifadesi şeklinde görerek, bitkilerin ve hayvanların çok geniş anlamdaki farklılıklarının aslında enerjinin verimli olarak kullanılması problemini çözmek adına, birbirlerine paralel ve ideal yollarla evrimleşmeleri şeklinde açıkladılar.

Eğer lisede veya üniversitede biyoloji okuduysanız, muhtemelen Kleiber Kanunu’nu hatırlarsınız: Metabolizma, kütlenin dörtte üçüncü kuvvetine eşittir. Biyolojide geniş anlamda tutulan birkaç öğretiden biri olan bu formülle; canlıların büyüklükleri arttıkça metabolizmalarının ve yaşam döngülerinin de tahmin edilebilir oranlarda arttığını söyleyebilirsiniz. İsviçreli biyolog Max Kleiber’in adıyla anılan ve biyoloğun 1930’larda formüle ettiği bu yasa, hayvanların enerji alımlarından, verdikleri yavru sayısına kadar bir çok noktada yapılan gözlemlerin hepsiyle uyuşmuştur. Formül ayrıca fareler üzerinde denenen ilaçların insanlara göre ayarlanması gereken dozajını bile hesaplamak için kullanılmaktadır. Fakat neden Kleiber Yasası doğruluğunu korumaktadır? Nesiller boyunca bilim insanları başarısız bir şekilde basit ve ikna edici bir açıklamanın peşinde koştular. Bu yeni makalede, bilim insanları bitkilerin ve hayvanların biçimlerinin doğadaki aynı matematiksel ve fiziksel prensiplere cevaben evrimleştiğini öne sürmekteler. Bilim insanları, Kleiber’in matematiksel formülünün mantığı üzerinde çalışarak ve onu ayrı ayrı bitki ve hayvanların geometrilerine uygulayarak, yer yüzünde on yıllardır yapılagelmekte olan gözlemlere değecek bir açıklama getirebildiler. UMD bitki bilimcisi Todd Cooke şöyle diyor:

Bitkiler ve hayvanların geometrileri az ya da çok paralel bir şekilde evrimleşmiştir. İlkin bitkiler ve hayvanlar basit ve son derece farklı vücutlara sahipken, doğal seçilim bu iki grup üstünde öyle çalışmıştır ki sonunda günümüz modern ağaçları ve hayvanlarında, dikkate değer bir biçimde, benzer enerji verimliliklerinin görülmesini sağlamıştır. İki grup da (verimlilik olarak) eşit oranda uyumludur. Bu da Kleiber Yasası’nın bize gösterdiği şeydir.

İki organizmayı gözünüzün önüne getirin: Bir ağaç ve bir kaplan. Evrimsel anlamda, ağaç daha kolay görevlere sahiptir: ışık ışınlarını enerjiye çevirir ve aşağı yukarı kımıldamadan duran bir vücut içerisinde bu enerjiyi kullanır. Bu görevi olabildiğince verimli şekilde yerine getirebilmek için ağaç, dallanan ve bir çok yüzeyi olan –yaprakları olan- bir yapıya evrimleşmiştir. UMD Bilgisayar, Matematik ve Doğa Bilimleri’nden fizikçi Jayanth Banavar ise şöyle açıklıyor:

Ağacın yüzey alanı ve uzayda kapladığı hacim neredeyse aynıdır. Ağacın besinleri, büyüklüğünden bağımsız olarak, belirli bir hızda dolaşım yapmaktadır.

Bu değişkenlerle yola çıkan ekip farklı ağaç türlerinin kütleleri ve metabolizmaları arasındaki ilişkiyi hesapladı ve bu ilişkinin Kleiber Kanunu’na uyduğunu buldu.

Bir hayvan, kütlesini beslemek için enerjiye ihtiyaç duyar. Bu enerjiyi yakmak ısı üretir. Hayvan, oluşan fazla ısıdan vücudunu kurtarmak zorundadır. Bunun en görünen yolu yüzeyi soğutmaktır. Fakat kaplanın yüzey alanı, kütlesine nispeten küçüktür; yüzeyi de göreve (vücut ısısını düşürmeye) uygun değildir. Hayvanın postu aşırı derecede ısınabilir ve alevler saçabilir.

Bu yüzden hayvanlar yapı olarak genişledikçe metabolizmaları hacimlerinden daha az oranda artmalıdır yoksa vücutlarında oluşacak fazla ısıdan kurtulamazlar. Eğer yüzey alanı önemsenmesi gereken tek şey olsaydı, bir hayvanın metabolizması büyüklüğü arttıkça artmalıydı, kütlesinin üçte ikinci kuvvetinde bir oranla. Fakat Kleiber Kanunu, çok sayıda gözlemle desteklenerek, asıl oranın kütlenin dörtte üçüncü dereceden kuvveti olduğunu belirtmektedir. 

Açıkça gözden kaçırılan bir etmen var ve bilim insanları bunun ne olduğunu bulmak için ellerindeki bilgilere odaklanmış durumdalar. Bazıları eşitlikteki kayıp parça olarak iç organların hacminin hesaba katılmasını öneriyorlar. Diğerleri de ağaçların uzuvlarında ortak olan fraktal ve dal yapılarına ve hayvanların kan damarlarına odaklanmış vaziyette; fakat yeni önermelerde bu fraktal ağların içerdiği akışkanların hacminin de hesaba katılması gündemde.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

UMD ve Padua Üniversitesi araştırmacıları yaşamsal bir değişkenin gözden kaçırıldığı konusunda fikir yürütmekteler: besinlerin hayvanların vücutlarındaki taşınma hızı ve uzaklaştırılan ısı miktarı. Böylelikle ekip üyeleri hayvanların kalplerinin kan pompalama hızını hesapladılar ve kan akışının hızının hayvanların kütlelerinin on ikide birinci kuvvetine eşit olduğunu buldular. İtalya’da Padua Üniversitesi’nde ve İsviçre’de Federal Politeknik Okulu’nda görev yapan Andrea Rinaldo şöyle diyor:

Bilgi bütün bir zaman boyunca oradaydı fakat bunun önemi gözden kaçırılmıştı. Hayvanlar, imkân dahilindeki en iyi enerji verimliliğini yakalamak için besinlerinin akışını ve ısılarını kütleleri değiştikçe ayarlamak ihtiyacındadırlar. İşte bu yüzden hayvanlar bir kalbe ihtiyaç duyarken, ağaçlar ihtiyaç duymazlar.

Araştırmacılar eşitliklerine bu bilgiyi de ekledikten sonra Kleiber Kanunu’nun tam anlamıyla bir açıklamasına kavuştuklarını anladılar. Padua Üniversitesi’nden fizikçi Amos Maritan şöyle açıklıyor:

Zarif bir cevap bazen doğru olanıdır ve bu anlamda bu eşitlikte, çok basit geometrik argümanlar kullandığından, bir zarafet var. Eşitlik hiç özelleşmiş yapılara ihtiyaç duymuyor. Çok az ön koşula sahip. Bitkiler ve hayvanlar olacak şekilde bu iki soya sahipsiniz ve çok farklı olmalarına rağmen aynı sonuca varıyorlar. İşte bu yakınsayan evrim oluyor ve bu baş döndürücü sonuç işin altında yatanın fizik ve matematiğin yönlendirmesi olduğunu gösteriyor.
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • İnanılmaz 1
  • Umut Verici! 1
  • Merak Uyandırıcı! 1
  • Muhteşem! 0
  • Tebrikler! 0
  • Bilim Budur! 0
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: Phys.org | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 29/11/2020 20:50:19 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/2016

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Güncel
Karma
Agora
Evrimsel Biyoloji
Biyolojik Antropoloji
Kan Hastalıkları
Fizik
Küresel Salgın
Obezite
Tarih
Parazit
Erkek
Diş Hekimi
Moleküler Biyoloji
Evrimsel Süreç
İspat
Covid-19
Stres
Ara Geçiş Türleri
Sars
Ses
Organ
Kemik
İnsanlar
Tehlike
Tüyler
Eczacılık
Astronomi
Daha Fazla İçerik Göster
Daha Fazla İçerik Göster
Reklamı Kapat
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Gelecek, herkesi kendi çalışma ve başarılarına göre yargılayacaktır. Bugün onların. Ama uğruna çok çalıştığım gelecek benim.”
Nikola Tesla
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol