Soğuk hava ve don olayları, özellikle kış aylarında birçok ülkede karşılaşılan yaygın problemlerin başında gelir. Günlük hayatımıza olumsuz tesir eden soğuk havaya karşı tarih boyunca çeşitli tedbirler geliştirilmiştir. Vücut ısımızı korumak için genellikle çok katmanlı giyim prensibine dayanan stratejiler uygularız. Bedenimizi sıcak tutan iç katmanları, rüzgârı kesen orta katmanları ve su geçirmez dış katmanları bir araya getirerek soğuğa karşı etkili bir giyim sistemi oluştururuz.
Yaşanılan mekânların da soğuk ve donmanın getireceği dezavantajlara karşı korunmasına dikkat edilir. Bunun için evlerde su tesisatlarını izole etmek ve düzenli olarak ısıtılmayan alanlarda bulunan boruları korumak, akünün düzenli kontrol edilmesi ve lastiklerin uygun kullanılması gibi önlemler, soğuk mevsimlerde daha güvenli ve rahat bir kış geçirilmesine imkân tanır. En önemli tedbirlerden biri de motorlu araçlarda antifriz kullanmaktır.
Bilim insanlarının araştırmalarıyla bazı hayvanların kışın donmadan hayatlarını nasıl sürdürdükleri anlaşılınca, araçlarda antifriz sistemleri geliştirilmiştir. Hayatı kolaylaştıracak şekilde insanlığa kazandırılan bu sistemler, sağlık alanında dokuların depolanarak saklanması, soğutma sistemlerinde buz kristallerinin oluşmasının engellenmesi gibi farklı alanlarda kullanılmaktadır. Sıcakkanlı hayvanların (endotermler), soğuk hava şartlarına karşı vücut sıcaklıklarını koruma ve donmaya karşı önlemeye ilişkin koruma sistemleri Allah (celle celâluhu), Müdebbir isminin gereği olarak, ilmi ile her şeyin akıbetini bilir ve ona göre hikmetle iş yaparak, her canlıyı tedbirlerle donatır. Aynı mânâyı ifade eden, “Rabbimiz her şeyi yaratan, sonra da onu yaratılış gayesine uygun yola koyandır.” (Tâ Hâ, 20/50) âyet-i kerimesi, Cenab-ı Hakk’ın şefkat ve merhametinin göstergesi olarak, Bâri ismine de işaret etmektedir.
Suda Yaşayan Hayvanlarda Donmaya Karşı Tedbirler
Antifriz, sıvıların donma sıcaklığını düşürerek buzlanmayı ve oluşabilecek hasarları geciktiren bir maddedir. Balıklar soğukkanlı (ektotermik) hayvanlardır, bu yüzden yaşadıkları su, donma noktasının altına düştüğünde, donmaktan korunmaları için vücut sıvılarına donmayı önleyici antifriz proteinleri ihsan edilmiştir. Antifriz proteinlerini teşkil eden aminoasit birimleri, buz kristallerine bağlanabilen uzun şeritlere sahiptir. Bir aminoasidin molekül çatısında amino ve karboksil olmak üzere iki bölge bulunur. Karboksil grupları, karbon atomu ile oksijenin çiftli bağ oluşturduğu gruplardır. Bu proteinler, balıklar için buz kristallerinin oluşturduğu potansiyel tehlikelerle başa çıkma mekanizmasını sağlar. Buz kristalleri, balıkların kanında oluştuğunda hücre ölümüne sebep olabilecek bir risk taşır. Küçük buz kristalleri, kandaki suyu kullanarak büyüme eğilimindedir. Antifriz proteinleri, bu küçük kristallerle etkileşime girerek büyümelerini engeller ve böylece kanın donmasını önleyerek hücreleri korur. Bu mekanizma sayesinde balıklar, soğuk su ortamlarında donmadan hayatta kalabilirler.
Dünya’nın aşırı soğuk kutup bölgelerinde yaşayan balık türleri, antifriz proteinleri sayesinde donmaya karşı korunmuşturlar. Aklı, şuuru ve iradesi olmayan balıklar, bu özelliği tesadüfen kazanabilirler mi?
Kuzey Kutbunda dört mevsim boyunca soğuk ve buzlu bir iklim hüküm sürer. Burada yaşayan bir tür tavuk balığı (Boreogadus saida) bu proteinlere sahiptir.[1] Geniş bir buz tabakası ile kaplı dünyanın en soğuk ve kuru yeri olan Güney Kutbunda ise Liparis gibbus isimli balık da farklı bir bölgede yaşamasına rağmen aynı antifriz maddesine sahip kılınmıştır.[2]
Kudreti sonsuz Rabbimiz fokların ve balinaların derilerine ise farklı bir mekanizma vererek, donma hasarını önlemek üzere onları özel enzim sistemleriyle donatmıştır. İnsanların enzim sistemleri belirli bir sıcaklığın altında çalışamadığından, buzlu bir yüzeye uzun süre temas edildiğinde donma yanıkları görülebilir, ama foklar ve balinalarda böyle bir tehlike yoktur.
Karada Yaşayanlarda Donmaya Karşı Önlemler
Alaska ağaç kurbağaları (Lithobates sylvaticus), soğuk kış aylarında vücut sıvıları donmadan hayatlarını devam ettirebilmeleri için müthiş bir korumaya sahiptirler. Bu kurbağalarda glikoz molekülü, donmaya karşı korunmak için antifriz olarak görevlendirilmiştir. Ağaç kurbağaları kış uykusuna yattıklarında, vücutlarındaki su büyük ölçüde azalır ve hücre içindeki suyun bir kısmı dışarı atılır. Kalan su, hücre içinde donmaya başlayabilir, ancak içerideki glikoz bu süreci engelleyen bir antifriz görevi görür. Glikoz, su moleküllerinin donma noktasını düşürerek hücre içinde donma ihtimalini azaltır. Aynı zamanda, hücrelerin içinde donma oluşsa bile, bu durum genellikle hücre zarını değil, hücrenin dışındaki boş alanları etkiler. Hücre zarının donmaması, hücrenin hasar görmesini önler. Bu süre zarfında nefes almaz ve kalbi durur. Aslında görünüşe göre buzla kaplı ağaç kurbağası ölmüştür. Ancak şaşırtıcı bir şekilde, bahar geldiğinde kurbağanın buzları çözülür, tekrar hücrelerine su alır ve Muhyi Rabbimizin ihsan ettiği hayatla yaşamaya devam eder.[3]
Ayı, sincap, kirpi ve yarasa gibi bazı canlılarda ise ısı çok düştüğünde kalb atışları dakikada 350 atıştan dört atışa kadar düşebilir. Bu sayede canlının ölmesine sebep olabilecek doku kristalleşmesi önlenmiş olur. Vücut sıvılarında bulunan tuzlar, antifriz gibi görev yapar ve vücuttaki dokuları donma noktasının altında tutacak şekilde ısıyı dengeler.
Kazların veya ördeklerin buz üzerinde rahatça dolaşabilmeleri, yine kendilerine lütfedilen bir koruma mekanizması sayesindedir. Bu koruma, ayaklardaki atardamar ve toplardamarların birbirine yakın olmasıyla sağlanır ve ayaklarda sıcaklık akışı arasında güçlü bir ısı derecelenmesi (gradyan) oluşturur. Çeperleri geçirgen olan boru benzeri sistemlerde, ısının, yoğun taraftan daha az yoğun tarafa geçişinde tedricilik söz konusudur. “Gradyan”, bir değişkenin bir mesafe boyunca ne kadar hızlı değiştiğini ifade eden bir terimdir. Bu durumda, ısınma ve soğumanın tedrici olarak derecelenmesi (gradyanı), belirli bir uzaklık boyunca ısınma veya soğumanın ne kadar hızlı gerçekleştiğini gösterir.[4]Ancak birbirine paralel borularda veya kan damarlarında, akımların birbirine ters olması gerekir. Vücut içinde ısınmış kan ile soğuk suyun içindeki bacaklardan gelen kan, birbirine ters yönde hareket ederken sıcak kan, ısısını soğuk kana verir ve vücuda dönen kan ısınmış, vücudun ısısı düşmemiş olur. Fizyolojide buna “ters akım prensibi” denir. Kalbden gelen kan, ayak parmaklarına doğru giderken atardamardaki sıcaklık da ayak parmaklarından kalbe geri dönen soğuk kanı taşıyan toplardamara aktarılır. Bu ters akımlı ısı değişimi, ısı kaybını sınırlandırır, ayrıca doku ve organların sıcak kalmasını sağlar. Bu verimli sistem, karada ve suda yaşayan birçok kuş ve memeli tarafından kullanılmakta ve hatta balıkların solungaçlarında oksijen alışverişinin nasıl gerçekleştiğini de açıklamaktadır.[5]
Soğuğa ve donmaya dayanıklı hayvanların bir başka örneği de ren geyiğidir. Ren geyikleri uzun bacakları sayesinde, karlı ve soğuk ortamlarda rahatlıkla dolaşabilirler. Vücut ısıları düşmeden ve dolayısıyla donmadan yaşayabilmeleri, bacaklarındaki özel dolaşım sisteminden dolayıdır. Bacaklarındaki damarlar, kanın ren geyiğinin vücudunun merkezine ve dokularına ulaşmadan önce ısıtılacak şekilde yerleştirilmiştir.[6]
Ters akım dolaşım sistemi, zıt yönlere hareket eden bir dolaşım sistemini ifade eder. Bu sistem genellikle arterler ve venler arasındaki özel bir düzenlemeyi içerir. İki ana kan damarı, birbirine paralel bir şekildedir, ancak bu damarlardaki kan, farklı yönlere doğru akar. Mesela bir damardaki sıcak kan, vücut merkezinden uzaklaşarak uzuvlara doğru hareket ederken diğer damardaki soğuk kan, uzuvlardan merkeze doğru hareket eder. Bu sayede, uzuvlara giden sıcak kan, soğuk kanla temas ederek ısısını transfer eder ve vücut ısısının dengelenmesine yardımcı olur. Bu mucizevi sistem, uzun bacaklara sahip hayvanların soğuk iklimlerde yaşamasına ve vücut ısısını korumasına yardımcı olur. Özellikle soğuk iklimlerde yaşayan hayvanlarda veya uzun uzuvlara sahip olanlarda bu mekanizma sıkça görülür. Ayrıca geyiklerin “kışlık paltosu”, yaz aylarında sahip oldukları kürkten daha fazla güneş ışığını emer ve vücut ısısını daha fazla hapseder. Ayaklarındaki pedler sertleşerek buz kıracağı gibi sert bir cisme dönüşür. Geyikler böylece buz yüzeyini kesebilir ve ayakları üzerinde kaymadan durabilirler.
Hayvanların donmaya karşı sayısız tedbirlerle yaratılması; sonsuz bir ilim, kudret, irade ve hikmete işaret etmektedir. Muhteşem bir nizam ve intizam içinde yaratılmaları, tefekkür için fırsatlar sunar. Aklı ve şuuru olmayan canlıların hayatta kalabilmeleri, Rabbimizin şefkat ve merhametinin cilveleri sayesindedir. Hiçbir canlı, ilk yaratılışta bazı donanımlar eksik ve sonradan yavaş yavaş değişerek son hâlini almış değildir. Aksine bütün canlılar mükemmel özelliklere sahip olarak yaratılır. “Yedi kat göğü birbiriyle tam uyum içinde yaratan O’dur. Rahman’ın yaratmasında hiçbir nizamsızlık göremezsin. Gözünü çevir de bak: Herhangi bir kusur görebilir misin? Sonra tekrar tekrar gözünü çevir de bak, gözün bir kusur bulamadığından, eli boş ve bitkin geri döner.” (Mülk, 67/3) âyeti de yaratılıştaki kusursuzluğa dikkat çeker.
Dipnotlar
[1] “Boreogadus saida”, en.wikipedia.org/wiki/Boreogadus_saida
[2] R. P. Evans ve G. L. Fletcher, “Isolation and characterization of type I antifreeze proteins from Atlantic snailfish (Liparis atlanticus) and dusky snailfish (Liparis gibbus)”, Biochim Biophys Acta, 2001 Jun 11, 1547(2):235–244.
[3] “How Did Animals Survive the Winter?” naturemuseum.org/2020/03/how-did-animals-survive-the-winter/
[4] “Snowbound: Animals of Winter”, www.pbs.org/wnet/nature/snowbound-animals-winter/14857/
[5] Angeli Gabriel, “How animals survive the frozen edge of the world”, www.foxweather.com/learn/how-animals-survive-the-frozen-edge-of-the-world
[6] Bridget B. Baker, “How Wild Animals Survive Freezing Temperatures”, animals.howstuffworks.com/animal-facts/wild-animals-survive-freezing-temperatures.htm
