Köpek Balığı Derisi Nasıl İtki Gücü Üretiyor?
Doğada hız ve çevikliğiyle bilinen birçok canlı türünün vücudu özel yapılarla donatılmıştır. Köpek balığı da bunlardan biri. Köpek balığı derisindeki pullar, diğer balıklardakilerden farklılık gösteriyor.
Sivriburun camgöz (Isurus oxyrinchus) köpek balığı
Çoğu balıkta pullar düz ve düzgün bir şekilde sıralanırken köpek balığının pulları küçük, diş gibi çıkıntılarla kaplıdır. ‘Dişçik’ adı verilen bu çıkıntılar, örs şeklinde yani iki tarafı yuvarlak ve ortası çıkıntılı küçük yapılar gibi düşünülebilir.
Trevor Sewell/Electron Microscope Unit, University of Cape Town
Elektron mikroskobu altında büyük beyaz köpek balığının derisindeki dişçiklerin görüntüsü.
Bu dişçikler, köpek balığının suda daha hızlı hareket etmesini sağlayan özel bir yapıya sahip. Örneğin mako köpek balıkları bu dişçikler sayesinde saatte 70 km’nin üzerinde hızlara ulaşabiliyor. Bunun ne kadar yüksek bir yüzme hızı olduğunu anlamak için bir olimpiyat yüzücüsünün saatte yaklaşık 5 km hızla yüzebildiğini bilmemiz yeterli. Peki dişçikler nasıl bir etki yaratıyor?
Araştırmacılar uzun süredir dişçiklerin köpek balıklarının yüksek hızda hareket etmesine katkı sağladığını bilse de bunun nasıl mümkün olduğunu ortaya koymakta zorlanıyorlardı. Önceleri dişçiklerin sıvı akışına etkisini inceleyen çalışmalar genellikle basit yapılar veya doğal özelliklerini kaybeden köpek balığı derisi kullanılarak yapılıyordu. Mississippi Üniversitesi'nden Benjamin Savino ve Wen Wu ise köpek balığı derisindekilere benzeyen dişçiklerle sıvı akışını simüle eden bir çalışma yürüttü. Elde ettikleri sonuçlar, köpek balığı derisinin sadece sürtünmeyi azaltmakla kalmadığını, aynı zamanda hareket yönünde itki kuvveti ürettiğini gösterdi. Bir nesneyi ileriye hareket ettiren itki kuvveti, Newton'un üçüncü yasasına dayanıyor: "Her etkiye karşılık eşit ve zıt bir tepki vardır." Yani bir nesne ileriye doğru itilirken ters yönde bir tepki kuvveti oluşur. Örneğin bir roketin itme sistemi, gazların aşağı doğru hızla dışarı atılmasına, bunun da rokete yukarı doğru bir itki sağlamasına dayanır. Köpek balıkları da yüksek hızlarda yüzdüğünde vücutlarındaki bu özel yapılar sayesinde benzer bir etkiden yararlanıyor. Köpek balığı derisinde bulunan dişçikler, suyun akışını düzenleyerek hem sürtünmeyi azaltıyor hem de hayvanın daha hızlı hareket etmesine katkı sağlıyor. İşte bu hareketi mümkün kılan güç de itki kuvveti. Dişçiklerin yapısından hareketle denizaltılar, yelkenli yatlar, gemiler ve torpidolar gibi deniz araçlarında hızlanma ve enerji tasarrufu sağlayabilecek yeni teknolojilerin geliştirilebileceği düşünülüyor.
Savino ve Wu da yaptıkları çalışmada köpek balığı derisini modelleyerek dişçiklerin başlarının suyun hareketini nasıl yönlendirdiğini inceledi. Buna göre bir dişçiğin başı, etrafında korunaklı bir alan oluşturarak sıvıyı bir şekilde tersine hareket ettiriyor. Bu ters akış da köpek balığına itki gücü sağlayarak balığın ileri yönlü hareketine katkıda bulunuyor. Araştırmacılar bu olaya "ters gözenek itmesi" adını verdi.
Sonuç olarak köpek balığı derisindeki özel dişçik yapıları sürtünmeyi azaltmakla kalmıyor, hareket yönünde itki gücü üreterek köpek balığının hızlı yüzüşünde aktif bir rol de oynuyor.
Kaynaklar:
- Savino, B. S., & Wu, W. (2024). Thrust Generation by Shark Denticles. arXiv preprint arXiv:2403.14095.
- https://www.discovermagazine.com/planet-earth/shark-skin-generates-thrust-say-researchers
