Featured Video Play Icon

Kuantum ve Göçmen Kuşlar

Her biriniz eşsizsiniz. Hepinizin kendine has özellikleri var. Farklı yetenekleri, duyguları, korkuları, kendi içinde sakladığı bir evren. Birey olarak tahmin edilemezsiniz. İnsan olmanın en güzel tarafı da budur. Tahmin edilemezlik, belirsizlik… Fakat büyük bir kalabalığa, binlerce insandan oluşan bir topluluğa baktığınızda. Bu bireysel farkların önemi kalmaz. Ve o topluluğu doğru politikalar ile yönetebilme imkanınız da vardır. Toplum psikolojisi o nedenle çok güçlü bir alandır.  Topluluk içinde bireyin etkisini en aza indirir ve o topluluğu bir bütün olarak ele alırsınız.

Kuantum fiziğini de bu şekilde düşünmeyi seviyorum kimi zaman. Her bir atoma ayrı ayrı baktığımızda o atomun içindeki belirsizlikler, olasılıklar çok heyecan verici. Fakat bir araya gelip günlük yaşamda gördüğümüz nesneleri oluşturduklarında. Nasıl söylesem. Biraz sıkıcı hale geliyorlar. Tahmin edilebilir davranıyorlar.

Ancak izole ettiğinizde, bir atoma ya da parçacığa özel olarak odaklandığınızda tüm sıradışı olguları gözlemleyebiliyorsunuz.

Bir hücreye ve bu hücrelerden oluşan organik canlılara baktığımızda da topluluk içindeki önemsiz bireyler yanılgısına düşebiliyoruz haliyle. Sıcak, karmaşık yapıya sahip bir hücre içinde parçacıkların davranışının bir önemi kalmıyor, kuantum etkisini kaybediyor diye düşünüyoruz.

Fakat.  Nasıl özgür düşünen, kendini geliştirmiş ve sıradanlığa, vasatlığa sırt dönmüş bireylerden oluşan bir topluluk en nihayetinde hiç de öyle kolay lokma olmadığı gibi parçacıklar düzeyinde gördüğümüz çok ufak değişimler de inanılmaz değişimler doğurabiliyor.

İşte kuantum biyoloji dediğimiz muhteşem çalışma alanı da tam olarak bunu bize anlatmaya çalışıyor ve birazdan bahsedeceğimiz örnekler ve çalışmalarla göreceksiniz ki bu konunun etkileri tahmin ettiğimizden de derin.

Biyolojiyi, organik yaşamı, kendimizi kuantumla açıklama yolculuğunda bazı dostlarımıza katılmamız lazım. Bu yolculukta bize eşlik edecek olan göçmen kuşlara.

Göçmen kuşlar farklı mevsimleri farklı coğrafyalarda geçiren kuş türlerinden oluşan bir gruptur. Her sene dünyaca 50 milyar kuşun göç ettiği tahmin edilir. Bunlardan yaklaşık 5 milyarı Avrupa ile Afrika arasında göç eder.

Küçücük kolibri kuşundan koskoca kartallara kadar binlerce kuş türü her sene vakti geldiği zaman üreme ve kışlama bölgeleri arasında uzun yolculuklar yaparlar. Göçmen kuşlar yılda iki defa Kuzey ve Güney yarımküre’leri arasında göç ederler. Kış aylarında havaların soğumasıyla, kuşların besin bulması zorlaşır ve bu konuda aralarında rekabet artar. Bu sebeple Kuzey Yarımküre’de üreyen göçmen kuşlar, her sonbaharda Güney Yarımküre’ye doğru göç hareketine girişir. Güney daha sıcak ve besin bakımından daha zengin olduğundan iyi bir kışlama alanı teşkil eder. İlkbaharın başlamasıyla da güneyden kuzeye dönüş göçüne başlarlar. İlkbaharda kuzey bölgeleri kuş akınlarına uğrar.

İlkbaharda kuzeye gelen kuşlar, ilkbahar, yaz ve sonbahar mevsimleri olmak üzere yılın dörtte üçünü bu geniş alanlarda geçirirler. Yalnız kış mevsiminde tropik bölgelerde barınırlar.

Barn kırlangıçları, her ilkbaharda Brezilya ve Arjantin’den yola çıkarak 4350 kilometrelik tehlikeli bir yolu aştıktan sonra Labrador ve Alaska’ya gelerek yumurtlarlar. Baltimor sarıasması, her Mayıs ayında Güney Amerika’dan kalkarak 1250 kilometrelik bir yolculuktan sonra New York’un Scardale bölümüne gelir.

Bazı araştırmalarda misal güvercinlerin boyunlarına ufak bir mıknatıs yerleştiren bilim insanları şunu fark ettiler. Bu mıknatıs yüzünden kuşlar tamamen yönlerini şaşırıyorlardı. Bunun nedeni de boyunlarında bulunan demir açısından zengin bir mineral olan manyetit (Fe3O4) olduğu anlaşıldı.

Yani bu parçacığı kullanarak dünyanın manyetik alanı ile bir nevi aynı frekansta yolculuk ederek nokta atışı bir şekilde  yönlerini bulabiliyorlar.

 Ancak ne kadar teknik açıklama yaparsak yapalım bu en basit anlamı ile bir mucize. İnanılmaz bir şey bu.

Bunun arkasındaki gizemin de bir açıklamasını bulmaya girişen bilim insanları bakın ne buluyorlar.

 Bu bulgunun arkasındaki mucizevi arkadaşımız da bir kızılgerdan kuşu. Nar bülbülü olarak da biliniyor. Her yıl kuzey avrupadan ispanyanın en güneyine kadar gidip geliyor. Biyologlar da özellikle bu kuşun bunu nasıl becerdiğini araştırırken kendilerini hiç de tahmin etmedikleri bir evrende buluyorlar.

Şimdi. Bu noktada biraz teknik bilgilerden bahsetmemiz gerekiyor hepsini bir çerçeveye oturtmak için. Merak etmeyin. Toparlayacağız.

Cry1, Cry2 ve Cry4.

3 tip protein. Diğer adı ile Cryptochrome proteini. Özellikle mavi ışık ile tetiklenen özel bir tür protein bunlar. Yani ışık geldiğinde aktive olan anahtarlar gibi düşünün. Ve bunlar göçmen kuşların gözünde, özellikle yüksek miktarda mavi ışık alan retinasında bulunuyorlar.

Cry1 ve Cry2 isimli proteinleri gözlemleyen bilim insanları bunların normal olduğunu görüyorlar. Yani biyolojik saat dediğimiz günlük enerji seviyesine uygun olarak gece ve gündüz döngüsünde bazı saatlerde hiç aktif değilken bazı saatlerde enerji seviyelerinde artış gözlemleniyor. Normal olan da bu.

Fakat Cry4 adı verilen protein garip davranıyordu. Bir yıl boyunca günün 24 saati bu proteninin enerji seviyesi sürekli sabitti. Ve göç mevsimi geldiği anda bu proteinin enerji seviyesi bir anda tavan yapıyordu. Göç etmeyen kuşlarda ise böyle bir değişim gözlemlenmiyordu.

Yani bu Cry4 proteini ile göç arasında bir bağlantı olduğu kesindi.

Bununla birlikte. Retina duvarında bulunan bu proteinler sayesinde kuşların dünyanın manyetik alanını fiziksel olarak “gördükleri” iddia ediliyor. Üstelik bu proteinlerin marifeti yalnız manyetik alan algısıyla sınırlı değil. Prof. Dr. Aziz Sancar’ın da ekibiyle birlikte uzun zamandır üzerinde çalıştığı, hatta “Nobel’i diğer çalışmamdan bekliyordum.” dediği çalışma da CRY genleri (CRY1, CRY2), yani kriptokromlar ve DNA hasarı ile ilgili. Keza bu proteinler yalnız yön bulmada değil, hayvanlarda ve bitkilerde ışığı algılama (özellikle mavi ışık) ve sirkadyen ritm dediğimiz gece-gündüz algısı ve adaptasyonunda işlev görüyor.

Bu arada bu olgunun içinde en önemli noktaya ayrıca dikkat çekmek istiyorum. Işık, dolayısıyla fotonlar bir kimyasal reaksiyona neden oluyorlar. Bu bize yabancı bir olgu değil. Kendi gözünüze de doğrudan ışık tuttuğunuzda göz bebeğinizin küçüldüğünü göreceksiniz. Bu bizim görme dışında ikincil ışık algılama mekanizmamızdır. Bir tür savunma mekanizması. Gözünüz ışık parçacıklarına, fotonlara tepki gösteriyor. Yani fotonlar kimyasal tepkimeleri başlatıyorlar özetle. Yani göz kaslarını kontrol eden mekanizmayı.

İşte göçmen kuşlarda bu reaksiyonun çok önemli başka bir sonucu daha var. Fotonlar bir tür yakıt görevi görüyor desek yeridir.

Bu noktada Cry4 dediğimiz protein devreye giriyor. Sürekli aktif olan ve sabit bir seviyede olan bu proteini kuşlar sürekli olarak üretmek durumundalar. Ama neden ve nasıl?

Bunu anlamak için bu proteine daha yakından baktıklarında bilim insanları bu proteinin her birinde ekstra bir elektron bulunan iki molekülden oluştuğunu görüyorlar. Yani ışık göze girdiğinde, Cry4’e yani kriptokrom proteinine çarpıyor, bu proteindeki elektronları da harekete geçiriyor. Ortaya çıkan enerji de iki molekül arasında aktarılıyor ve ortaya iki serbest elektron çıkıyor.

Ve bu serbest elektronlar ne yapıyorlar peki?

Dolanıyorlar.

Evet.

Kuantum dolanıklığı.

Detaylıca konuşmuştuk bunu mutlaka o videoyu da izleyin ama işte birbirine bağlı olan bu iki elektron da aslında algılaması çok güç olan dünyanın manyetik alanına tepki veriyorlar.

Kuşlar da uçarken bu elektronlar kuşun beynine farklı mesajlar iletiyorlar.

Yani Cry4 proteini bir tür biyolojik manyetik pusula görevi görüyor.

Kuş yön değiştirdiğinde bu elektronlar kuşa nereye gitmesi gerektiğini söylüyor.

Hatta şu görüntüye bir bakalım.

Elbette tam olarak nasıl gördüklerini bilmiyoruz ancak kuşlar muhtemelen dünyanın manyetik alanını fiziksel olarak yaklaşık bu şekilde görüyor ve yollarını bulabiliyorlar.

İnanılmaz. Birkaç nedenle inanılmaz.

İlk olarak önceki videoda da bahsettiğimiz gibi kuantum fiziğinin sıradışı olgularını ancak ve ancak çok kontrollü ortamlarda, laboratuvarda gözlemleyebileceğimizi düşünüyorduk. Fakat bu kuşların gözünde, bu oldukça sıcak ve kaotik ortamda elektronlarda kuantum dolanıklığının gözlemlenmesi nasıl mümkün oluyor? Bu dolanıklığı nasıl kullanıyorlar? Nasıl oluyor da oluyor?

Cevap. Hiçbir fikrimiz yok. Fakat gerek kuantum fiziği gerekse kuantum biyoloji açısından henüz bebek adımları bile atmıyor, emeklemeye çalışıyoruz malum.

Yani yavaş yavaş ancak emin adımlarla ilerliyoruz.

Ve gördüklerimiz, karşılaştığımız ihtimaller bununla da sınırlı değil.

İster biyoloji ister kimya isterseniz çok başka bir alanda çalışma yapın.

Kuantum sıradışılığına yavaş yavaş alışmamız gerekiyor.

Çünkü bahsettiğim emekleme bizi çok başka yerlere götürecek sonunda. Elon Musk’ın Neuralink’i, veya benzeri nöroteknoloji araştırmaları, yapay zeka, makine öğrenmesi, biyoteknoloji, giyilebilir teknolojiler derken transhümanizme doğru giden yolda bize ışık tutacak ve kesinlikle çözmemiz gereken en önemli alan kuantum fiziği ve bağlantılı olarak kuantum biyoloji, kuantum bilgisayarları ve kuantum nanoteknoloji gibi alanlar olacaktır. Ancak bir noktayı çözmemiz gerekiyor. Kendimizi. İnsanı. Bir adım öteye taşımak, geliştirmek, ilerletmek ve insanlığa seviye atlatmak istiyorsak kendimizi anlamamız, tanımamız, insan beyni, bedeni, organik yaşam nasıl çalışıyor bunu çözmemiz gerekiyor. O nedenle tek bir alan değil anlayacağınız üzere. Biyoloji, fizik, kimya, nörobilim ve benzeri birçok farklı alanın çalışmalarının birbirinden beslenmesi ve birlikte çalışması gerekiyor.

Bunun için de elbette tüm anlamsız çekişme ve çatışmaları, farklılıkları bir kenara bırakıp insanlığın birlikte çalışmayı, yaşamayı öğrenmesi gerekiyor.

Ve elbette hikayemiz devam ediyor.

Bu konu ile ilgili anlatmak istediğim daha çok fazla şey var. Çok çarpıcı bulgular ve olasılıklar.

Takipte kalmayı unutmayın.

Ve her zaman olduğu gibi.

Tekrar görüşene dek.

İyi ki varsınız.

Sevgiler!

Kaynaklar:

Birds Can See Earth’s Magnetic Fields, And Now We Know How That’s Possible

How Birds use Quantum Mechanics to Navigate the World (Quantum Biology 3/3) | by Michael Trinh | Medium

Our Weird World of Quantum Biology (Part 1/3) | by Michael Trinh | Medium

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir