Örümcek İpeği İnsan Hayatını Değiştirecek

Örümcek İpeği İnsan Hayatını Değiştirecek
Ağustos 2002

Son yıllarda, bilim adamları örümceği yakından incelemekte ve kompozit bir madde olan ve bu canlının ürettiği ipek ile ilgili yoğun araştırmalar yapmaktadırlar. Doğada pek çok böcek ipek üretmesine rağmen, örümceğin ipeği diğerleri ile kıyaslandığında büyük farklılıklar sergilemektedir.

Bilim adamlarına göre örümcek ağı yeryüzündeki en sağlam malzemelerden biridir. Örümcek ağının üstün özellikleri sadece bununla sınırlı kalmaz. Hepsi birden sayılacak olursa çok uzun bir liste elde edilebilir. Bu listedeki birkaç madde bile bilim adamlarının bu konuda ne kadar haklı olduklarını ortaya koymaktadır. Örümcek ipeğinin hayret verici özelliklerinden birkaçını şöyle sıralayabiliriz:


-Örümceklerin ürettiği ve çapı bir milimetrenin binde birinden daha küçük olan ipek ipliği, aynı kalınlıktaki çelik telden beş kat daha sağlamdır.


-Kendi uzunluğunun dört katı kadar esneyebilir.


-Örümcek ipeği aynı zamanda son derece hafiftir. Bu hafifliği şöyle bir örnekle de tarif edebiliriz. Dünyanın çevresi boyunca uzatılacak bir ipek ipliğinin ağırlığı sadece 320 gram gelir. (Harun Yahya, Biyomimetik Teknoloji Doğayı Taklit Ediyor)

Bu özelliklerin her biri tek tek pek çok malzemede bulunabilir. Ancak hepsinin bir arada bulunması son derece özel bir durumdur. Çünkü hem çelikten sağlam hem esnek bir malzeme bulabilmek oldukça zordur. Örneğin çelik halat en sağlam malzemelerden biridir. Fakat kauçuk halatlar gibi esnek olmadıklarından zamanla deforme olurlar. Kauçuk halatlar da kolay kolay deforme olmamalarına rağmen, yeterince dayanıklı olmadıkları için ağır yükleri kaldıramazlar.

İpeğin Gizli Kimyasal Yapısı

Şöyle bir düşünelim... Küçücük bir canlının ürettiği ip, nasıl oluyor da insanoğlunun yüzyıllarca edindiği bilgi birikimiyle yaptığı kauçuk ya da çelik halatlardan daha üstün özellikler taşıyabilmektedir?

Örümcek ipliğini bu kadar üstün yapan ipeğin kimyasal yapısında ve üretim merkezinde gizlidir. Örümcek ipliklerinin hammaddesi, örgülü helezonik aminoasit zincirlerinden oluşan "keratin" adlı proteindir. Keratin saç, tırnak, tüy, deri gibi birbirinden çok farklı maddelerin yapı taşıdır ve oluşturduğu tüm maddelerde koruyucu özelliği ile ön plana çıkar. Ayrıca keratinin esnek hidrojen bağlarla bağlanmış aminoasitlerden oluşuyor olması da, bu maddelere çok sağlam bir esneklik kazandırır. Bu esneklik Amerika ' nın ünlü bilim dergilerinden Science News'da şöyle bir benzetme ile tarif edilmektedir:

"Örümcek ipliğinden oluşmuş insan ölçülerinde balık ağına benzer bir ağ, bir yolcu uçağını yakalayabilir."

Örümceklerin kuyruklarında altı bölümden oluşan ve ipek kesesi denilen bir bölge vardır. Keselerin her birinde farklı salgılar üretilir. Bu keselerin salgıları değişik kombinasyonlarda birleşerek, farklı türdeki ipek ipliklerini meydana getirirler. Keseler arasında ise büyük bir uyum vardır. İpek üretimi sırasında örümceğin vücudunda bulunan ve son derece gelişmiş özelliklere sahip pompalar, vana ve basınç sistemleri kullanılır. Üretilen ham ipek, musluk gibi çalışan bölümlerden lif şeklinde dışarı akıtılır.

Basıncı Ayarlanabilen Püskürtme Sistemi

Örümcek bu muslukların püskürtme basıncını da dilediği şekilde değiştirebilir. Bu, son derece önemli bir özelliktir. Çünkü bu işlem sayesinde sıvı keratini oluşturan moleküllerin yapısı da değişmiş olur. Valfler üzerindeki kontrol mekanizması sayesinde, iplik üretilirken ipliğin çapı, direnci ve elastikiyeti de değiştirilebilir. Böylece ipeğin kimyasal yapısı değiştirilmeden ipliğe istenilen fiziksel özellikler kazandırılır. Eğer iplik üzerinde daha köklü bir değişim isteniyorsa bir başka bezin kullanımına geçilmesi gerekmektedir. Salgılanan farklı özelliklere sahip iplikçikler arka ayakların mükemmel kullanımı sayesinde istenilen doğrultuya yönlendirilir.

Örümcekteki bu kimyasal mucizeyi tam olarak taklit etmemiz mümkün olduğunda, gerektiği kadar esneyebilen emniyet kemerleri, son derece sağlam dikişler, iz bırakmayan ameliyat iplikleri, çok hafif kablolar, kurşungeçirmez kumaşlar gibi çok sayıda insan hayatını kolaylaştıran ve güvenli kılan ürünler söz konusu olacaktır. Üstelik bunların üretimi de hiçbir zararlı ve zehirli madde kullanmadan mümkün olabilecektir.

Örümceklerin ürettikleri ipek olağanüstü bir yapı malzemesidir. Gerilme esneklikleri çok fazladır. Bu nedenle örümcek ipeğini kırmak için gereken enerji diğer bütün biyolojik materyallerden on kat daha fazladır.

Çelikten Üstün Yapı

Çelikten daha sağlam ve daha hafif bir yapıya sahip olan örümcek ipeği, örümceğin gövdesindeki ipek bezi tarafından üretilir. İpek proteinleri burada yarı su yarı proteinden oluşan bir sıvının içinde bulunur. Daha sonra bu protein karışımı bir kanala aktarılır. Çubuk şeklinde katlanmış olan proteinler bu kanalda yan yana dizilir ve kanaldan çıkarken ipek proteinleri artık birbirlerine tamamen kenetlenip, katı ipek iplik şeklini alır. Örümceğin gövdesinde ürettiği bu ipeğin olağan-üstü yapısı 3 Nisan 2001 tarihli New York Times gazetesinde de şöyle yer almıştır:

"İpek proteinleri, binlerce aminoasit uzunluğunda, kompleks moleküllerdir ve deşifre edilmeleri çok zordur. Örümceklerin ise bu proteinleri nasıl çözdükleri ve bunları nasıl ipek ipliği haline getirmek üzere eğirdikleri hala tam olarak anlaşılamamıştır."

Örümceğin ürettiği ipi parçalamak en gelişmiş naylondan çok daha fazlasıyla güç sarf etmeyi gerektirir. Örümceğin böylesine sağlam bir iplik üretilebilmesinin başlıca sebeplerinden biri, temel protein bileşenlerinin kristalleşmesini ve katlanmasını kontrol ederek, düzenli bir yapıda yardımcı bileşikler eklemeyi başarmasıdır. Örgü maddesi sıvı kristal olduğundan, örümcekler bu esnada minimum kuvvet kullanırlar. Unutulmamalıdır ki bilim adamlarının seferber olarak araştırdıkları örümcek ipliğinin üretimi, en azından 380 milyon yıldır örümcek tarafından kusursuzca örülmektedir. Bilim adamlarının ileri teknolojinin imkanlarını kullanmalarına rağmen, henüz mekanizmasını çözmeyi başaramadıkları bu ipek üretimini örümceklerin milyonlarca yıldır, küçücük bedenlerinde başarmaları kuşkusuz Allah'ın kusursuz yaratışının delillerindendir.

"... O'nun, alnından yakalayıp-denetlemediği hiçbir canlı yoktur..." (Hud Suresi, 56)

Bu makale, Mercek Dergisi 14. sayı (Ağustos 2002) 18. sayfada yayınlanmıştır