Kabuklular, kristal nano kürelerden oluşan fotonik bir cam kullanarak gözlerinin rengini değiştirerek kendilerini etkili bir şekilde kamufle edebilirler. Denizanası, kalamar ve karides gibi derin okyanus sakinlerinin vücutları ışığa karşı o kadar yarı saydamdır ki yırtıcı canlılar onları neredeyse hiç fark etmez. Canlılar normalde işlevsel bir görme yetisine sahip olmak için kendilerini fark edilebilir kılacak göz pigmentlerini muhafaza etmek zorunda olduklarından, gözleri vücutlarında varlıklarını ele verebilecek bir unsurdur. Araştırmacılar şimdi kabukluların bu sorunu aşmaları için bir yöntem keşfettiler: pigmenti kristal nano kürelerden oluşan kırıcı bir fotonik camla kaplıyorlar.
Organizmalar nanosfer çaplarını, puslu ortamı tam olarak yansıtacak şekilde ayarlayabiliyor.
Hayvanlar gizli kalabilmek için nano kürelerin çaplarını, derin suyun bulanık mavilerini, sarılarını ve yeşillerini tam olarak yansıtacak şekilde ayarlayabiliyor.
İsrail’in Negev Ben-Gurion Üniversitesi’nden Keshet Shavit ve meslektaşları, çalışmaları için devasa bir tatlı su karidesi olan Macrobrachium rosenbergii’nin yanı sıra karides, ıstakoz ve yengeç larvaları da dahil olmak üzere çok sayıda larva kabuklunun gözlerini inceledi. Araştırılan tüm hayvanların şeffaf gövdeleri ve canlı renkte gözleri vardı. Bilim insanları, her bir canlının gözlerini dondurmak için göz yapısını koruduğu bilinen bir flaş dondurma tekniği kullandılar ve ardından iç yapılara erişim sağlamak için her bir gözü ikiye böldüler.
Taramalı Elektron Mikroskobu
Örneklerin son derece düşük sıcaklıklarda yüksek çözünürlükte görüntülenmesini sağlayan bir yöntem olan kriyojenik taramalı elektron mikroskobu daha sonra örnekleri görüntülemek için kullanıldı.
Bilim insanları, inceledikleri organizmaların gözlerinde kapsüllenmiş birkaç yüz nm çapında 3 m kalınlığında bir küre tabakası keşfetti. Bu “fotonik cam” oluşumlarının görünür ışığı seçici olarak yansıtarak yapılara canlı tonlar verdiği biliniyor. Araştırma ekibi, farklı karides türlerinin farklı boyutlarda göz nano kürelerine sahip olduğunu keşfetti. Teoriye göre, bu çap her türün gerçek “göz parıltısı” rengiyle ilişkili olmalıdır. Araştırma ekibi ayrıca karideslerin gözlerini çevreleyen nanoparçacıkların boyutunu ve düzenini değiştirerek organizmaların nasıl göründüğünü değiştirebildiğini keşfetti.
Ekibin incelediği diğer kabuklular için de benzer sonuçlar keşfedildi. Örneğin bir tür karides gündüzleri yeşil-sarı, geceleri ise sarı bir göze sahip. Ekibin simülasyonları, renk değişiminin nanoparçacık paketlenmesindeki düzensizlik derecesindeki azalmadan kaynaklandığını gösteriyor ki bu da bu türün gözlerinin kriyo-SEM incelemesiyle ortaya çıktı.
Shavit’in araştırmasına göre, kabukluların nanoparçacıkların boyutlarını ve düzenini hangi süreçle düzenledikleri henüz bilinmiyor. Araştırmacıların gelecekteki araştırmaları bu konuyu ele alacak. New York’taki Union College’da çalışan biyolog Kate Feller, bu araştırmaların sonuçlarını öğrenmek için sabırsızlanıyor.
Feller’e göre, “Bu ışıltılı, yansıtıcı yapılar açık okyanusta kamufle olmak için çok açık bir şekilde avantajlıdır.” “Ancak bu türlerin her birinin farklı bir mekanizma kullandığı görülüyor. Bu konuda daha fazla bilgi edinmek için gerçekten sabırsızlanıyorum.
Ekip üyelerinden, İngiltere’deki Cambridge Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan Johannes Haataja, tespit edilen göz yapılarının yüksek kırılma indisinin onları malzeme açısından ilginç kıldığını belirtiyor. Canlı renklere sahip sistemlerin yaratılmasını sağlama yetenekleri nedeniyle, yüksek yansıtıcı malzemeler kameralar, araba boyaları ve kozmetikler de dahil olmak üzere çeşitli teknolojiler için önemlidir.
Bununla birlikte, titanyum dioksit gibi yüksek yansıtıcı maddelerin çoğu inorganik olduğundan, toksisiteleri konusunda endişeler var. Haataja’ya göre, kabuklular “organik, çevre açısından güvenli malzemeler kullanarak bu [kırıcı] renklerin nasıl yapılacağı konusunda ilham veriyor.”
Kaynak: physics.aps.org/articles/v16/48
