Çekirdek kabuğu, ekmek taneleri, karpuz çekirdekleri ve bunun gibi kendi ağırlıklarından çok daha fazlasını rahatlıkla taşıyabilen karıncaların güçlerinin sırrı nedir? İşte merak edilenler...

KARINCALARIN MEKANİK MÜKEMMELLİĞİ

"Karıncalar etkileyici mekanik sistemlerdir - gerçekten şaşırtıcı," diyor Ohio State Üniversitesi'nde makine ve uzay mühendisliği yardımcı doçenti Carlos Castro. "Başlamadan önce, ağırlıklarının 1.000 katına dayanabilecekleri yönünde biraz muhafazakar bir tahminde bulunduk, ancak bunun çok daha fazla olduğu ortaya çıktı."

Mühendisler, karıncaların Dünya'da ve uzayda ağırlık kaldırma yeteneklerini taklit edebilecek robotlar tasarlamak için bu mühendislik harikasını incelemeye karar verdiler.

KARINCALARIN TAŞIMA YETENEĞİ

Uzun zamandır araştırmacılar, karıncaların taşıdıkları yapraklar veya avlar üzerinden, kendi vücut ağırlıklarının yüz katı ya da daha fazlasını kaldırabildiklerini tahmin ediyorlardı. Ancak Carlos Castro ve meslektaşları, bu olgunun temeline inmek için farklı bir yaklaşım benimsemek istediler: Karıncaları parçalara ayırmak.

PARÇALARA AYIRARAK ANLAMAK

"Herhangi bir mühendislik sisteminde olduğu gibi, bir şeyin nasıl çalıştığını anlamak istiyorsanız onu parçalara ayırırsınız," diyor Castro. Bu yaklaşım kulağa acımasızca gelse de, mühendisler karıncaları uyuşturup incelemeye karar verdiler.

Allegheny höyük karıncası (Formica exsectoides) seçildi çünkü bu tür, doğu Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın ve üniversite böcekçiliğinden kolayca temin edilebiliyordu. Araştırma, özellikle ortalama bir tarla karıncasının taşıma kapasitesine odaklanıyordu.

KARINCANIN YAPISI VE DAYANIKLILIĞI

Mühendisler, karıncaları yüksek çözünürlüklü elektron mikroskobu ve mikro-bilgisayarlı tomografi (mikro-BT) makineleri ile incelediler. Karıncalar, anestezi altına alındıktan sonra özel olarak tasarlanmış bir santrifüje yerleştirildi. Bu santrifüj, bir lunapark oyuncağı olan "rotor" ile aynı prensipe çalışıyordu; dönerken karıncaların vücutları, boyun eklemine baskı uygulayacak şekilde dışarı doğru çekiliyordu.

DAYANIKLILIK

Santrifüj, saniyede yüzlerce dönüş hızıyla karıncaya artan bir kuvvet uyguluyordu. Bu kuvvet, karıncaların vücut ağırlığının 350 katına denk geldiğinde boyun ekleminde gerilmeye neden olmaya başladı. Sonuç olarak, boyunlar ortalama vücut ağırlıklarının 3.400 ila 5.000 katına denk gelen kuvvetlerde koptu.

TASARIM ÖZELLİKLERİ

Karıncalarda gözlemlenen tasarım özelliklerinden bir diğeri, boynun yumuşak malzemesi ile başın sert malzemesi arasındaki geçişin kademeli olmasıdır. Bu tür geçişler, genellikle stres birikmesine yol açabilir, ancak karıncaların vücutları, bu geçişi kademeli bir şekilde yaparak büyük bir performans sağlar. Bu özellik, mühendislik tasarımlarında da uygulanabilecek faydalı bir özellik olabilir.

KARINCA KASLARI VE YENİ ARAŞTIRMA YÖNTEMLERİ

Araştırmacılar, karınca kaslarını daha da incelemeyi planlıyorlar. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG) kullanarak kasların nasıl çalıştığını anlayabilir ve bu bilgiyi robotik sistemlere uygulayabilirler. Ayrıca, bilgisayar simülasyonları da benzer yapıların nasıl ölçeklendirilebileceğine dair önemli bilgiler sağlayabilir.

ÖZET

Karıncaların bu kadar çok şeyi kaldırabilmelerinin nedeni, ölçekleme olarak bilinen bir fizik kavramıdır. Aslında karıncaların kasları insan kaslarından daha güçlü değildir, ancak onlara avantaj sağlayan şey küçük boyutlarıdır. Karıncalar, vücut boyutları ile vücut kütleleri arasındaki oran nedeniyle bu kadar çok şeyi kaldırabilirler; küçük boyutları, büyük bir vücut kütlesine sahip olmadıkları ve kütlelerinin kas oranının çok yüksek olduğu anlamına gelir.

Habertürk