• Editör

Seray Şahsuvar yazdı: Biyomimikri ile Geliştirilen Teknolojiler ve Biyomimikri’nin Geleceği

Seray Şahsuvar / Ankara


Evrim milyonlarca yıldır biz canlıların, çevre şartlarına ayak uydurarak hayatta kalmamızı sağlayan bir mekanizmadır. Sadece canlıların da değil, gezegenlerin, moleküllerin vb. aklınıza gelebilecek çoğu şey evrimin mekanizmalarından geçmiş ve geçmeye de devam etmektedir. Evrim değişime ayak uydurmak demek ise, doğa milyonlarca hatta milyarlarca yıldır evrimin kuralları ışığında bizi bugünlere kadar getirdi. İlk RNA molekülünün oluşmasından bu yana canlılığın evrimiyle beraber, türler arasında çekişme arttı ve yiyecek, barınma gibi sıkıntılar doğmaya başladı. Bu aşamada bir çok canlı hem yiyecek bulabilmek hem kendini koruyabilmek hem de genetik materyalini gelecek nesillere aktarabilmek adına pek çok yönteme başvurdu. Bu yöntemlerden işe yarayarak, genetik olarak da işlenen pek çok özellik, canlılar için doğada diğer türlere karşı avantaj sağladı. Örneğin, ortamın rengine göre renk değiştirip, tehlikelerden korunabilen ve avını adeta görünmezlik pelerini giymişçesine kendisini gizleyerek bekleyen bukalemunların bu kamuflaj özelliği taklitçiliğin en güzel örneklerindendir. Başka bir örnek ise kelebeklerin kanatlarındaki desenlerdir. Bu desenler diğer türleri korkutmak adına farklı bir böceğin deseninde ya da en çok görülen desenlerden olan bir hayvanın gözü şeklinde olabilir. Bu şekilde kelebek göz yanıltması ile kendini farklı bir canlı olarak gösterebilir! İşte evrimin ışığında milyonlarca yılda kazanılan pek çok özellik, günümüzde teknolojiye uyarlanmayı beklemektedir. Çünkü doğanın bu kadar uzun sürede gerçekleştirerek oluşturduğu özellikler ancak diğer canlıların yaptığı gibi insanların da taklit etmesiyle teknolojiyi ilerletebilir.

Bir insanın ömrü boyunca sıfırdan bir bilgiyi oluşturabilmesi gerçekten çok zordur. Ancak biz doğayı mimik ederek, yani taklit ederek teknolojimizi kısa sürede ileriye taşıyabiliriz. Bunun en güzel örneklerinden biri de benim bir anımdır. Üniversitedeyken kimya hocamın arkadaşlarından biri uçak kanatlarının aerodinamiği ve dizaynı üzerine çalışmaktaydı. Bazı programlar üzerinden kendilerince uçak kanatları prototipleri çizen bu kişiler, dinamik olarak iyi bir tasarım bir türlü yapamıyorlardı. Ancak sonrasında doğadaki bazı desenleri deneyerek uçak kanatlarını tasarlamayı düşünen bu ekip, aerodinamik sonuçlara baktıklarında gerçekten çok sağlam sonuçlar elde etmişlerdi.



Sonuç olarak doğanın bize sunduğu bu hediyelere aslında biraz dikkat edersek, biz de bulabiliriz! Bir başka örnek olarak da elektronik devreler ve algoritmalar üzerine düşünebiliriz. Aslında bakıldığında elektronik devrelerin en basit mantığında verici, mesajcı ve alıcı vardır. Sinyal bir vericiden çıkar ve mesajcı yardımıyla(kablolar ile elektrik aktarımı ya da dalgalar aracılığıyla), bir alıcıya iletilir ve burada bilgi işlenir. Daha sonra gelen bilgi üzerinden farklı algoritmalar ile işlemler yaptırılabilir. İşte bu mantığın aynısı hücrelerimizin içindeki sinyalizasyonda da mevcuttur. Tek fark burada değişen yapılardır. Verici ve alıcı bir hücre olabilir. Bu hücreler haberleşmek için mesajcı olarak bir molekül kullanabilir ya da sinir hücreleri ise elektrik ile de bunu sağlayabilir. Bu şekilde alıcı hücre gelen bilgiye göre bir kas hücresinin uyarılmasını indükleyebilir ya da çok farklı bir işlev için kullanabilir.


Görüldüğü üzere aslında mühendislik olarak şuanda gördüğümüz bir çok şey doğanın taklididir. Bu yüzden gelecekte en yaratıcı ve başarılı olan mühendislerin, biyolojiyi seven ve bunu günümüz teknolojilerini geliştirmek amacıyla kullanan mühendisler olacağını düşünüyorum. Sadece mühendislikte değil kelebek örneğinde görüldüğü üzere doğa da kendi kendini taklit edebilir!


Günümüzde üretilen pek çok ilaç, doğada var olan bitki özütleri, zehirler ya da mantarlardan elde edilmektedir. Daha sonra bu elde edilen moleküllerin sentetik versiyonları yapılarak ya da doğal şeklinde üretilerek, kanser ilacı, antibiyotik vb. pek çok hayati ürünlerde kullanılmak üzere uygulanmaktadır. Biyoloji alanında günümüzün en önemli tekniklerinden ve belki de gelecekte Nobel ödülünü alacak olan Crispr da aslında doğanın taklit edilmesi sonucunda keşfedilmiş ve uyarlanmıştır. Crispr tekniği kısaca DNA’yı istediğimiz yerlerden kesmemizi yarayan DNA makasıdır. Bu spesifik makas ile kesilen hatalı gen bölgesi yerine sağlıklı versiyonu yerleştirilerek, gelecekte pek çok hastalığı iyileştirebilir. Bu yöntemin keşfine gelecek olursak, Crispr aslında bakterilerin immün sistemindeki önemli bir parçadır. Virüsler ve bakteriler, bizlerden çok daha önce Dünya’da varlığını sürdürmeye başladılar. O zamandan beri virüslerin, kendilerini kopyalayarak devamlılıklarını sağlamak amacıyla bakterilere saldırmaktaydılar. Bu tür bakterilere saldıran virüslere bakteriyofaj denilmektedir ve bu fajların amacı bakterinin genomunu ele geçirip, bakterinin içinde çoğaldıktan sonra onu öldürüp, içinden çıkmaktır. Bakteriler, fajların bu ataklarına karşı bizim immün sistemimizin mantığına benzer şekilde kendi immün sistemlerini oluşturmuşlardır. Bir virüs, bakteriye giriş yaptığı anda bakterideki bazı proteinler bu girişi saptayarak, virüs genomunu parçalarlar. Daha sonra bakteri bu parçalardan bazılarını alıp genomunun bir parçasına takarak, hafıza oluşturur. Bu hafıza kısmına crispr sekansı denilmektedir. Virüs, ikinci kere aynı bakteriye saldırırsa, crispr sekansından dolayı hemen algılayarak, virüs genomunu parçalaması için cas enzimlerini göndermektedir. Görüldüğü üzere şuan genetik bir tool olarak kullanılan bu sistem, aslında bakterinin virüse karşı kullandığı bir immün sistemdir.


Tüm bu örneklere bakıldığında çıkarılacak en önemli sonuç biyomimikrinin önemidir. İster doğayı, doğaya karşı kullanalım; ister doğayı, teknolojiyi geliştirmek amaçlı kullanalım, doğanın içindeki bu mekanizmaları her zaman dikkatle aramalıyız. Bu mekanizmalar sayesinde teknoloji kim bilir daha nerelere gider… Bunu hep birlikte yaşayarak göreceğiz o zamana kadar bilimle kalın!




107 görüntüleme
#HackTheFuture

Gelecek Araştırmaları Enstitüsü, kâr amacı gütmeyen bir modelde ve toplumun her kesiminin, kamunun, özel sektörün ve sivil toplum kuruluşlarının arzu ettikleri geleceği tasarlamalarına ve oraya ulaşmaları için vermeleri gereken kararlara destek olmak amacı ile çalışmaktadır.

Eposta: merhaba@gelecek.org.tr

Telefon: +90 (312) 446 0300

Çalışmalarımızla ilgili bilgi için aylık bültenimize abone ol
  • Twitter
  • Instagram
  • YouTube Sosyal Simge
  • LinkedIn Sosyal Simge
  • RSS Sosyal Simgesi
  • Facebook
Hızlı linkler

© 2020  Gelecek Araştırmaları Enstitüsü. | Kullanım Koşulları | Kişisel Verilerin Korunması