Allah'ın Kaplumbağa Hareketindeki Sanatı

5.282 Görüntüleme Doğadaki Bilimsel Harikalar, Biyoloji 0 Yorum

Kara hayvanlarının hayatının vazgeçilmez bir parçası olan ve yürüme dediğimiz, bacak hareketleriyle vücudun yer değiştirmesi; vücut morfolojisi, kemik ve kas anatomileri, sinir sistemi, beslenme ve korunma davranışlarını da içine alan çok kompleks hesaplar gerektiren mükemmel bir hâdisedir. Bütün hayvanların yürümelerinde, en küçük bir tesadüfe yer bırakmayacak şekilde müthiş bir ilim, irade ve kudretin tasarrufu görülür.

Kaplumbağalar yavaş hareketleri ile hayvanlar dünyasında farklı bir yere sahiptirler. Kalın kabuğu sayesinde düşmanlarından kaçmak zorunda değildir. Bitkilerle beslendiği için av kovalama endişesi de olmadığından, hızlı hareket etmesine gerek yoktur. Bu şartlar altında en ekonomik olan çözüm ise yavaş hareket eden ayak kasları olsa gerektir. Kaplumbağaların bu yavaş hareket tarzını yakından incelediğimizde önemli özelliklere sahip olduğunu görürüz.

Ayakta duran bir hayvana tesir eden kuvvetler (bacaklara tesir eden yer reaksiyon kuvvetleri ile ağırlık) dengededir. Sabit hızla yürüyen veya koşan bir hayvanda ise, tesir eden yer kuvvetlerinin zaman içerisindeki ortalaması ağırlıkla dengededir. Fakat bu denge her an cereyan eden sürekli bir denge değildir. Koşan bir hayvanda bazen anlık olarak bütün ayaklar havadadır ki, böyle bir durumda dengeden bahsedilemez.

Yürüme ve koşmada, dengeden her ayrılışta, yükseklikte küçük değişmeler, öne ve yana yalpalama hareketleri meydana gelecektir. Kaplumbağa için yükseklikteki değişmeler Şekil 1a'da, yana yalpa Şekil 1b'de, öne arkaya yalpa ise Şekil 1c'de gösterilmiştir. Hızlı hareketlerde dengeden ayrılışlar çok mühim değildir, çünkü hareketin özelliği sayesinde dengeyi bozucu herhangi bir kuvvet veya hız çok kısa bir sürede karşı bir kuvvet veya hız ile yok edilir. Kaplumbağa gibi yavaş hareket eden hayvanlarda ise, adımlar uzun süre devam ettiği için dengeyi bozucu bir hız veya kuvvet hemen aksi yönde bir hız veya kuvvet ile yok edilemez. Bu yüzden yavaş hareket eden canlıların denge konumlarına çok yakın olacak tarzda yürümeleri gerekir.

Kaplumbağanın dört ayağını da hareket ettirdiği bir adımı, iki saniye gibi çok uzun bir süre atar. Hareketi esnasında öne arkaya ve yanlara doğru yalpalama hareketi yapar (Şekil 1b ve c), bu esnada sürekli denge konumunda değildir. Kaplumbağaların bacakları kısa ve kabukları da yere yakın durumda olduğu için yükseklikteki dalgalanmalar ve yalpalama hareketleri nisbeten küçük olmalı ve böylece yürüme sırasında denge konumundan fazla uzaklaşmamalıdırlar. Zaten yarım küre şeklindeki kabuklarının ağırlık merkezi en ideal yer olan kürenin merkezini gösterecek tarzda yaratılmışlardır; bu mimarî yapı sayesinde denge durumundan kolayca sapmazlar.

Kaplumbağanın denge konumunu hiç bozmadan yürüyebilmesi de mümkündür. Bunun için üç ayağını yere tam basarken, bir ayağını sırası ile hareket ettirmelidir. Üç ayaklı bir tabure sürekli dengededir ama, iki ayaklı tabure dengede duramaz. Böyle bir hareket tarzına ait kuvvet-zaman grafiği Şekil 2a'da gösterilmiştir. Kaplumbağa sol ön ayakla harekete başlamış, bu adımın dörtte birindeyken sağ arka ayak harekete başlamış, yarısındayken sağ ön ayak ve dörtte üçündeyken de, sol arka ayak harekete geçmiştir. Bu grafikte ayaklara tesir eden kuvvetlerde âni değişmeler görülmektedir. Bu tip âni değişmeler istenmeyen bir durumdur ve kasların çabuk yorulmasına sebep olur. Ayrıca kaplumbağaların yavaş hareket edecek tarzda yaratılmış çizgili vücut kasları, bu ani kuvvet değişimleri için uygun da değildir. Bu şartlara göre sürekli denge konumunu muhafaza edecek şekilde hareket etmek ideal bir yol olarak görünmüyor. Denge konumundan büyük ayrılmaların olduğu tarz da ideal bir hareket tarzı olamaz, çünkü kütleyi tekrar dengeye getirmek, hem büyük kuvvetlerin oluşmasına yol açacak, hem de yere yakın olmadan dolayı yere çarpma ve sürtünmeler meydana gelebilecektir.

Yavaş yürüyen ve denge konumundan sadece küçük farklılaşmalara müsaade edebilen bu tip hayvan hareketinde ideal tarz ne olmalıdır? Bir matematik model kurularak bu problem bilgisayar yardımı ile çözülmüş ve neticede Şekil 2b'de gösterilen hareket tarzı elde edilmiştir. Şekilden de görülebileceği gibi bu hareket tarzında çapraz ayaklar aynı anda hareket etmektedirler. Böylece ayaklara tesir eden kuvvetlerin zamanla değişmeleri âni ve kesik değil, yumuşak çizgilerle ifade edilebilmektedir. Gerçek kaplumbağa hareketi ise Şekil 2c'de gösterilmiştir. Gerçek harekette çapraz ayaklar tam aynı anda değil, küçük bir zaman farkı ile hareket etmektedirler. Kuvvet-zaman grafikleri incelendiğinde ise, matematik modelden elde edilen yumuşak eğrilere benzer yapılarda olduğu görülmekte, aynı zamanda sürekli denge konumundaki (Şekil 2a) simetrik olmayan şekillerin ideal yumuşatılmış tarzlarına benzemektedirler. Bu itibarla matematik modelden elde edilen sonuçlardan daha iyi de olabilirler. Model ile gerçek sonuçlar arasındaki farkın aslında modeldeki kaplumbağa kaslarının yeterinden daha yavaş kabul edilmesinden kaynaklandığı anlaşılmıştır. Kasların hızı biraz artırıldığında gerçek durumdaki grafikler ve sonuçlar bilgisayardan da elde edilmiştir.

Basit ve hantal görünen, önemsemediğimiz, hattâ yavaş hareketi espri konusu olan bir canlının; aslında kendine göre en ideal ve ekonomik yolla hareket ettiğini matematiğin söylemesi şaşırtıcı değil mi? Bilgisayar modellemeleri ile anlaşılabilen bu karmaşık hareket tarzını acaba kaplumbağa nasıl bulabilmiştir?

Sızıntı

Facebook'ta Paylaş Twitter'da Paylaş Google Plus'ta Paylaş