Mavi Benekli Vatozların Mavi Beneklerinin Sırrı Çözüldü!

Advanced Optical Materials dergisinde yayınlanan bir makale, Mavi Benekli Vatozların beneklerinin mavi olmasının sebebini ortaya koyuyor.^[1] Bilim insanları, kimyasal olmadan dersini renklendirebilen Mavi Benekli Vatozun (Taeniura lymma) elektrik mavisi beneklerinden sorumlu benzersiz nanoyapıları tespit etti. Ekip ayrıca mavi köpekbalığının (Prionace glauca) gizemli mavi renklenmesi üzerine de çalıştığını belirtiyor.

Derideki renkler; diğer canlıları uyarmak, kendine çekmek veya kendini gizlemek için kullanılabilir. Bu nedenle bu renkler, iletişimde hayati bir rol oynar. Mavi Benekli Vatozlar, derilerinde çarpıcı elektrik mavisi beneklere sahiptir, ancak bu elektrik mavisi benekleri üreten biyolojik süreçler bir gizemdi. Ta ki şimdiye kadar. Hong Kong City Üniversitesi'nde Karşılaştırmalı Anatomi Doçenti olan Mason Dean şöyle diyor:

Doğada mavi görürseniz bunun pigmentten değil, doku nanoyapıları tarafından oluşturulduğundan emin olabilirsiniz. Hayvanların yapısal rengini anlamak sadece optik fizikle ilgili değil aynı zamanda malzemeler, bunların dokuda nasıl ince bir şekilde düzenlendiği ve rengin ortamda nasıl göründüğü ile ilgilidir. Tüm bu parçaları bir araya getirmek için farklı ülkelerden ve disiplinlerden harika bir ekip oluşturduk. Sonunda bu renk bulmacası için şaşırtıcı ve eğlenceli bir çözüme ulaştık.

Yapısal renkler, kimyasal boyaların aksine, ışığı yönlendiren çok küçük yapılar tarafından üretilir. Hong Kong City Üniversitesi'nde doğadaki renk oluşum mekanizmalarını araştıran doktora sonrası araştırmacı Viktoriia Kamska, konu hakkında şunları söylüyor:

Mavi renkler özellikle ilgi çekici. Çünkü doğada mavi boya maddelerine çok az rastlanır. Bunun yerine doğa, mavi renk elde etmek için genellikle gözle görülemeyecek kadar küçük yapılar kullanır. Mavi Benekli Vatozlar bizi özellikle heyecanlandırıyor. Çünkü diğer pek çok yapısal rengin aksine, bu vatozların mavi rengi farklı açılardan baktığınızda değişmiyor.

Araştırma ekibi, farklı doğal koşullar altında deri mimarisini anlamak için farklı teknikler kullandı. Dr. Dean, şöyle açıklıyor:

Derinin ince ölçekli mimarisini anlamak için mikrodalga tomografi (mikro-BT), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) kullandık.

Mason Dean'in grubunda yakın zamana kadar doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda Trinity College Dublin'de ziyaretçi akademisyen olan Amar Surapaneni ise şöyle diyor:

Mavi rengin, yansıtıcı nanokristaller içeren küçük ölçekli kürelerin, kararlı ve üç boyutlu benzersiz deri hücreleri tarafından üretildiğini keşfettik. Nanoyapıların boyutu ve aralarındaki mesafe mavi ışığın dalga boyu ile orantılı ve uyumlu olduğu için özellikle mavi dalga boylarını yansıtma eğilimindedirler.

İlginç bir şekilde, ekip kürelerin "yarı düzenli" diziliminin, rengin hangi açıdan bakılırsa bakılsın aynı kalmasını sağladığını keşfetti. Dr. Dean, şöyle ekliyor:

Yabancı renkleri temizlemek için renk üreten hücrelerin altındaki kalın bir melanin tabakası, diğer tüm renkleri emerek son derece parlak mavi bir cilt ortaya çıkarıyor. Sonuçta, iki hücre tipi harika bir iş birliği yapıyor: yapısal renk hücreleri mavi rengi odaklarken melanin pigment hücreleri diğer dalga boylarını bastırarak son derece parlak mavi bir cilt ortaya çıkarıyor.

Ekip, bu büyüleyici mavi renklenmenin, vatozlara kamuflaj avantajları sağladığını düşünüyor. Dr. Dean, şöyle açıklıyor:

Suda mavi renk, diğer renklere göre çok daha derinlere ulaşabilir. Bu özellik, hayvanların çevreleriyle bütünleşmesine yardımcı olur. Vatozların parlak mavi benekleri, bakış açısına göre değişmez. Bu durum, vatozlara özellikle yüzerken veya kanatlarını dalgalandırarak hızlı manevralar yaparken benzersiz bir kamuflaj avantajı sağlayabilir.

Bu araştırma için şu anda incelenen uygulamalar arasında biyolojiden ilham alan pigmentsiz renkli malzemeler yer alıyor. Dr. Dean şunları söylüyor:

Tekstilde, esnek ekranlarda, ekranlarda ve sensörlerde güvenli, kimyasal içermeyen renkler için vatoz derisinin yumuşak doğasından esinlenen esnek biyomimetik sistemler geliştirmek için diğer araştırmacılarla iş birliği yapıyoruz.

Vatozlar üzerindeki çalışmalarının yanı sıra Dr. Kamska ve ekibi, mavi köpekbalığı da dahil olmak üzere diğer vatoz ve köpekbalıklarının mavi renklerini de araştırıyor. Dr. Kamska son olarak şöyle söylüyor:

Mavi köpekbalığı, iyi bilinen ve ekolojik olarak iyi çalışılmış olmasına rağmen, hala kimse derisindeki mavi rengin nasıl üretildiği hakkında fikir sahibi değil. Ön sonuçlar, bu renk mekanizmasının vatozlarınkinden farklı olduğunu gösteriyor. Ancak tıpkı vatozlarda yaptığımız gibi farklı hassas görüntüleme araçları kombinasyonlarını denememiz; optik, malzeme bilimi ve biyoloji gibi birden fazla disiplini ele almamız gerekiyor.