Mutilidlerin en karanlık sırrı: Ultra siyah hayvanlar teknolojiye nasıl ilham veriyor?

Çok az sayıda insan mutilidleri inceleme zorluğunu kabul etmiştir. Kadife karıncalar olarak da bilinen bu böcekler, araştırılması zor olduğu kadar ilginçtir de. Bunlar hakkında yazılmış klasik bir eserde şöyle deniyor: "Hiçbiri [Hymenoptera türü] kadifemsi karıncalardan daha fazla hayranlık ve hayal kırıklığı yaratan saatler sağlayamaz."

Vücutları yoğun bir tüy tabakasıyla kaplı olduğundan kadifemsi bir görünüme sahip olsalar da gerçek karıncalar değillerdir, çünkü eşek arılarına daha yakın akrabadırlar. Mutillidae familyası şu anda 4693 türden oluşuyor ancak bunların büyük çoğunluğu hakkında bilgimiz yok .

Bunun sebepleri biyolojilerinde gizli. Erkekler ve dişiler aşırı eşeysel dimorfizm gösterirler: dişiler kanatsız ve büyüktür, erkekler ise kanatlı ve genellikle daha küçüktür. Bu durum taksonomiyi zorlaştırır çünkü sıklıkla aynı tür farklı cinsler olarak tanımlanmıştır.

Dişiler yumurtalarını bırakmak için yalnız yaşayan eşek arıları gibi diğer böceklerin yuvalarını ararlar. Larvalar yumurtadan çıktıktan sonra konakçı pupa ile beslenerek parazit gibi davranırlar . Bu davranış, türlerin doğal ortamlarındaki etkileşimlerinin gözlenmesi ve anlaşılmasını gerektirdiğinden, incelenmesini de zorlaştırır. Ayrıca yalnız bir yaşam tarzına sahip olmaları onları bulmayı oldukça zorlaştırıyor.

Ancak bazı insanlar da vardır ki, zorluklar onlar için cesaret kırıcı olmaktan çok, birer çekim merkezidir. Bu, Brezilya'daki Maden Üçgeni Federal Üniversitesi'nde böcek bilimci olan Vinicius López'in durumudur. EL PAÍS'e şöyle diyor: "Mutilidleri incelediğinizde, her keşif cevaplardan çok daha fazla soru açıyor gibi görünüyor. Bu gizem duygusu ve onları anlamanın sürekli zorluğu benim için kesinlikle büyüleyici."

Özellikle Traumatomutilla bifurca adı verilen bir tür, kendine özgü siyah ve beyaz rengi nedeniyle dikkatini çekmişti. Vinicius López, “Chapada dos Guimarães Milli Parkı'ndaki bir keşif gezisinde bu türün hafif kumda yürüdüğünü gördüm ve sanki siyah kısımlar yokmuş gibi beyaz bantların yüzdüğü izlenimine kapıldım,” diye açıklıyor. “Asla unutamayacağım bir andı.”

Yıllar sonra laboratuvarına farklı yüzeylerden yansıyan ışığı ölçebilen bir spektrometre geldi ve ekibiyle birlikte T. bifurca'nın kütikülünde bulunan siyahlığı ölçmeye karar verdiler. Bu cihaz, kalibrasyonunun bir parçası olarak beyaz (maksimum yansımayı temsil eder) ve siyah (minimum yansımayı temsil eder) için özel referanslar içerir. T. bifurca'dan elde edilen siyahın, spektrometre içindeki siyah kalibratörden daha az ışık yansıttığını buldular. Entomolog, "Bu keşif bize, üzerinde çalışılmaya değer , benzersiz bir olguyla karşı karşıya olduğumuzu doğruladı" diyor.

Vinicius ve ekibinin bulduğu şey, gelen ışığın %0,5'inden daha azını yansıtma özelliği taşıyan, ultra siyah olarak bilinen bir renkti. Doğada bu renk son derece nadirdir ve yalnızca tavus kuşu örümceği ( Maratus tasmanicus ), cennet kuşu ( Lophorina niedda ), Gaboon engereği ( Gaboon viper ) veya Yunan terlik kelebeği ( Catonephele numilia ) gibi birkaç hayvanda bulunur.

Bu renk her hayvanda bağımsız olarak evrimleşmiş ve onlara farklı evrimsel avantajlar sağlamıştır. Tavus kuşu örümceklerinde ve cennet kuşlarında ise ultra siyah diğer parlak renkleri vurgulayarak görsel kontrastı artırır ve eşleri çeker. Gabon engereğinde bu, sıcaklığı daha iyi ayarlamasına ve kendini kamufle etmesine olanak tanırken, Yunan terlik kelebeğinde ise yırtıcıları şaşırtmasına yardımcı olur.

Traumatomutilla bifurca örneğinde ultrablack'ın fonksiyonu tam olarak açık değildir. Mutilidlerin cinsel davranışları hala yeterince anlaşılmamış olsa da dişilerin renklerinin erkekleri cezbetmeye yaradığı görülmüyor. Bunun yerine, yırtıcılardan kaçmalarına yardımcı olabilir.

Mutilidleravcılara karşı geliştirdikleri stratejilerle tanınırlar. Dişiler küçük zırhlı tanklara benzerler: inanılmaz derecede dayanıklı bir dış iskelete ve çok güçlü zehirli bir iğneye sahiptirler. Ayrıca, çevrelerindeki zehirli diğer türlerle aynı renk desenlerini paylaşırlar; buna Müllerian taklidi denir. İlginçtir ki, bu karıncalar ile böcekçil avcılar arasında neredeyse hiçbir etkileşim gözlemlenmemiştir. Vinicius López'in açıkladığı gibi, "doğal avcılarının kim olduğu hala bir gizem, bu da onları incelemeyi daha da ilgi çekici kılıyor."

Ancak mutilidlerde her şey çözülmemiş gizemlerden ibaret değildir. Vinicius López ve ekibi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM) gibi ileri teknikleri kullanarak bu böceklerin nasıl bu kadar koyu bir renk üretmeyi başardıklarını buldu. Sonuçlarını yakın zamanda Belstein Nanoteknoloji Dergisi'nde yayınladılar.

T. bifurca'nın kütikül yüzeyi, ışığı kütiküle yönlendiren ışık tutucu görevi gören yoğun bir diken tabakasıyla kaplıdır. Bu yüzey tabakasının altında, üç boyutlu bir ağ oluşturan bir dizi üst üste binen tabaka bulunur. Bu düzenleme, ışığın lamellerin içinde defalarca zıplaması ve sonunda muhtemelen melanin olan pigmentler tarafından emilmesiyle ışık emilimini daha da artırır. Nanomühendislik ve biyokimyanın mükemmel bir birleşimidir.

Bu tür çalışmalar teknoloji alanında pratik uygulamalara fırsat yaratıyor. Bilim insanları, karbon nanotüpler ve bu hayvanlarınkine benzer yapılar kullanarak laboratuvarlarda bu mekanizmaları kopyalamayı başardı . Kiel Üniversitesi Zooloji Enstitüsü'nde profesör ve biyomimetik malzemeler konusunda önde gelen uzmanlardan biri olan Stanislav Gorb'a göre, bu malzemelerin en başarılı uygulamalarından biri, ultra siyah yüzeylerin iç yansımaları azaltarak elde edilen görüntülerin kalitesini artırdığı mikroskop ve teleskop gibi optik cihazlarda kullanılıyor.

Örneğin, en iyi bilinen ultra siyah malzemelerden biri olan Vantablack , 2015 yılında uzayda ilk kez görücüye çıktı ve Kent Ridge 1 mikro uydusundaki yıldız izleyicisini kapladı. Karanlık bir ortam gibi görünse de uzay çok parlaktır. Ventablack, izleyicinin sensörlerine giren ışığı emerek, yıldızlara göre konumu izleme yeteneğini artırıyor.

Stanislav Gorb, ultra siyahtaki en umut verici gelişmelerden birinin güneş panellerinde uygulanması olduğuna inanıyor. Mevcut kaplamalar, gelen ışığın bir kısmını yansıtabildiğinden, ultra siyah, mevcut ışık enerjisinin hemen hemen tamamının fotovoltaik hücreler tarafından yakalanmasını sağlayacak. Uzun vadede bu teknoloji, yenilenebilir enerjinin performansının iyileştirilmesinde önemli bir rol oynayabilir, daha sürdürülebilir ve rekabetçi çözümlerin geliştirilmesine öncülük edebilir.

Vinicius López, beyaz kumların üzerinde ilk kez T. bifurca ile karşılaştığında muhtemelen teleskopları veya güneş panellerini düşünmemişti. Mutilidlere olan ilgisi, sırlarını açıklamayı reddeden hayvanları anlamaktan başka bir şey değildi. Ancak doğada her şey birbiriyle bağlantılıdır ve bir böceğin en karanlık sırrı, uzaya giden meraklı bir primat için ilham kaynağı olabilir.