Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Kutup ayıları soğuk kutup ortamında hayatta kalabilmek için her türlü yardıma ihtiyaç duyarlar. En büyük hayatta kalma sırlarından biri yağlı saçları gibi görünüyor. Kürklerindeki sebum ya da saç yağı buzun yapışmasını çok zorlaştırıyor. Science Advances dergisinde 29 Ocak'ta yayınlanan bir çalışmada ayrıntılı olarak açıklanan bulgular, kimyager ve mühendislerin daha dayanıklı kumaşlar, kayaklar, snowboardlar ve daha fazlası için yeni buz önleyici kaplamalar geliştirmelerine yardımcı olabilir.

İlham kaynağı olarak kutup hayvanları

Kutup ayıları, vücut ısılarını hapsetmeye yardımcı olan iki kat kürkün altında kalın bir yağ tabakasına sahiptir. Polar Bears International'a göre, bu katmanlar onları o kadar sıcak tutar ki yetişkin erkekler koştuklarında hızla aşırı ısınabilirler. Ayrıca, ayılar zamanlarının neredeyse tamamını dondurucu soğuk suyun içinde ve çevresinde geçirmelerine rağmen üzerinde buz birikmez. 

Dublin'deki Trinity College'da kimyager ve çalışmanın yazarlarından Richard Hobbs yaptığı açıklamada, “Kutup habitatlarında yaşayan hayvanlar, yeni buzlanma önleyici malzemelerin geliştirilmesi için bir ilham kaynağı olarak ortaya çıktı” dedi. 

Nasıl olduğu hakkında daha fazla bilgi edinmek için ekip, vahşi doğadaki altı kutup ayısından saç topladı. Kürke ne kadar iyi yapışabildiğini anlamak için buzun yapışma gücünü ölçtüler. Ardından, suyun donmadan önce akıp akmayacağını belirleyen bir süreç olan hidrofobikliğe baktılar. Son olarak, donma gecikme süresini ya da tek bir su damlasının belirli bir yüzeyde belirli sıcaklıklarda donmasının ne kadar sürdüğünü analiz ettiler. Daha sonra kutup ayısı kılının performansını insan kılı ve iki insan yapımı kayak derisiyle karşılaştırdılar. 

Çalışmanın yazarlarından ve Trinity College'da doktora öğrencisi olan Julian Carolan yaptığı açıklamada, “Saç yıkandığında yapışma gücünün büyük ölçüde etkilendiğini keşfettiğimiz için sebum, bu buzlanmayı önleyici etkiyi sağlayan kilit bileşen olarak hızla ortaya çıktı” dedi. 

“Yıkanmamış, yağlı saçlar buzun yapışmasını çok daha zorlaştırıyordu. Buna karşılık, kutup ayısı saçı yıkandığında ve yağı büyük ölçüde giderildiğinde, ister yıkanmış ister yağlı olsun buzun kolayca yapıştığı insan saçına benzer bir performans gösterdi.”

Serin bir karışım

Kutup ayısı kürkünün buz tutmasını sağlayan temel bileşenin saç yağı olduğunu saptadıktan sonra, sebumun ayrıntılı bir kimyasal analizini yaptılar. İlk olarak kolesterol, diaçilgliseroller ve yağ asitleri gibi temel bileşenleri belirlediler. Bu karışım buzun kürke yapışmasını zorlaştıran şeydir. 

Ancak ekip, skualen adı verilen bir yağ metabolitinin eksik olduğunu görünce şaşırdı. Skualen insan saçında ve buzlu koşullarda yaşamayan ama yine de kendilerini sıcak tutan kürke ihtiyaç duyan su samurları da dahil olmak üzere suda yaşayan memelilerde bulunur. Kutup ayısı kıllarında skualen bulunmamasının buzlanmayı önleme açısından kritik önem taşıdığı düşünülmektedir. 

Ayrıca, kutup ortamlarında yaşayan diğer hayvanların kürk ve tüylerinden buzu uzak tutmak için adapte oldukları bazı yollar hakkında da fikir vermektedir. Örneğin, Gentoo penguenlerinin tüylerinin yapısı, kutup ayılarının kullandığı yağlı yağ olmadan buzu iter. 

Bir av aracı olarak yağ 

Bu yağ aynı zamanda kutup ayılarının ve Yerli Inuit popülasyonlarının avlanma stratejileri hakkında daha fazla açıklama yapılmasına yardımcı olmaktadır. Kutup ayıları, buzdaki bir nefes deliğinin yanında hareketsiz yattıkları “hareketsiz avlanma” yöntemini kullanırlar. Orada fokların yüzeye çıkmasını beklerler.

Çalışmanın yazarlarından ve deneysel fizikçi Bodil Holst, “Hareketsiz avlanma sıklıkla kutup ayısının avını takip etmek için arka pençelerini kullanarak suya doğru kaydığı bir ‘su sapına’ dönüşür ve buzun yapışkanlığı ne kadar düşükse, o kadar az gürültü çıkar ve kayma o kadar hızlı ve sessiz olur” dedi.

Norveç'teki Bergen Üniversitesi'nden Prof. 

İnuit halkları da kutup ayısının hala avlanmasını taklit etmek için ince adımlar atacaktır. Geleneksel kürk hazırlama yöntemleri de sebumu korur. 

Holst, “İnuit av taburelerinin buz üzerinde hareket ederken gürültüyü önlemek için ayaklarına bazen kutup ayısı kürkü giydirilirken, insanlar bazen de ‘kutup ayısı pantolonu’ giyerek buzla temas eden tüm alanın optimum gürültü azaltma için buza yapışması düşük kutup ayısı kürküyle kaplanmasını sağlıyor” dedi. 

Bu adaptasyon ustaları hakkında daha fazla bilgi edinmenin yanı sıra, buzu saptıran yeni ve daha güvenli malzemeler geliştirmemize de yardımcı olabilir.  

Hobbs, “Ayı tarafından üretilen bu doğal lipit kaplamaların, buzlanmayı önleyici kaplamalar olarak kullanılan PFAS gibi sorunlu ‘sonsuza kadar kimyasalların’ yerini alabilecek daha sürdürülebilir yeni buzlanmayı önleyici kaplamalar geliştirmemize yardımcı olacağını umuyoruz” dedi.

Kaynak: popsci.com