Sümüksü Balık Biyomedikal Teknolojide Potansiyel Kullanım Alanları

Yılanımsı Balçık Canavarı Sümüksü Balığın Gizemli Dünyası
D enizlerin derinliklerinde yaşayan mütevazı bir yaratık olan sümüksü balığı (hagfish), kendine has balçık tabancasıyla tanınan, çirkin gri bir yılana benzer bir yaratıktır. Sümüksü balık, avını tıkayarak, solungaçlarını tıkayarak boğan yapışkan bir balçık bulutu salma yeteneği ile bilinir. Sümüksü balık, derin deniz sedimentine gömülmeyi de sever, ancak bulanık sediment görüşü engellediği için bilim insanları bu davranışı tam olarak gözlemleyememişlerdir. Ancak Chapman Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, bu zorluğu aşmak ve gömülme davranışını tamamen anlamak için şeffaf jelatinle özel bir tank oluşturmuş ve Journal of Experimental Biology'de yayınlanan yeni bir makalede bu davranışı detaylı bir şekilde incelemişlerdir.

"Yıllardır sümüksü balığın balçığına sahip olması nedeniyle bilim insanları bu materyali incelemekteydi çünkü oldukça alışılmadık bir yapıya sahiptir. Sümüksü balık balçığı, zamanla kuruyup sertleşen mukus gibi değildir. Sümüksü balık balçığı sürekli yapışkan kalır ve yarı katılaşmış jelatin kıvamında bir yapıya sahiptir. Bu, balçıktaki uzun, iplik gibi liflerden kaynaklanmaktadır. Hagfish balçığı, tuzlu suyla birleşerek orijinal boyutunun 10.000 katından daha fazlasına ulaşan bu liflerin top şekilleri oluşturmasına dayanmaktadır"

Bu özellikleriyle, sümüksü balık balçığı biyomedikal cihazlar için faydalı olabilecek ilginç bir malzeme olabilir. Doğal Lycra veya kurşun geçirmez yelekler için hafif ama güçlü kumaşlar dokumak, derin toprak ve sedimentte tıkanan endüstriyel matkapları yağlamak gibi potansiyel uygulamalara sahip olabilir. İsviçreli araştırmacılar, 2016 yılında sümüksü balık balçığının alışılmadık sıvı özelliklerini incelemiş ve bu özelliklerin hayvanın hem kendini avcılardan korumasına hem de kendi balçığından kaçmasına nasıl yardımcı olduğuna odaklanmıştır.


Yılanımsı Balçık Canavarı Sümüksü Balığın Gizemli Dünyası - 2

Sümüksü balık balçığı, Newton olmayan bir akışkan olup hem kesme kalınlaşması hem de kesme incelmesi özelliğine sahip olmasıyla alışılmadıktır. Sümüksü balık avlarını, solungaçları tıkayarak boğmak için yararlanırken, kendi balçığından çıkmak için beden hareketleri kesme incelmesi akışını yaratır ve balçık ağını çöker. Uzun yıllar boyunca, Fudge'un labı tarafından sümüksü balığın ve balçığının özellikleri üzerine çalışmalar yapılmıştır. Örneğin 2012 yılında, Fudge'un labı, Guelph Üniversitesi'nde, sümüksü balık balçığını başarılı bir şekilde toplamış, sıvı içinde çözerek iplik gibi "dökmüştür". Bu iplikler, güvenlik kaskları veya Kevlar yeleklerde kullanılan petrol bazlı lifleri potansiyel olarak değiştirebilecek potansiyele sahiptir. 2021 yılında ise ekibi, büyük sümüksü balıkların ürettiği balçığın, vücut büyüklüğü ile hücre boyutunun ölçeklendiği nadir bir örnek olduğunu bulmuştur.

Bu kez, Fudge'un ekibi dikkatlerini sümüksü balığın gömülme davranışına çevirmiştir. Araştırma, sümüksü balığı üreme davranışının yanı sıra, daha geniş ekolojik etkilere de sahip olabilir. Yazarlara göre, gömülme, sediment döngüsü açısından önemli bir faktördür, gözyarı havalandırma, sedimentin kimyasını değiştirerek daha fazla oksijen içerebilir. Bu da hangi organizmaların o sedimentte gelişme olasılığının değişmesine neden olur. Gömme mekanizmalarını anlamak, aynı zamanda yumuşak gömen robotlarının tasarımında da yardımcı olabilir.

Ancak önce Fudge'un ekibinin gözlem yapabilmesi için gözlerini sedimentin içinden görebilmeleri gerekiyor. Fudge ve arkadaşları, poliket solucanların gömülme davranışlarını gözlemlemek için başarıyla kullanılan jelatinin gözlemi için üç özel şeffaf akrilik odada barındırılan jelatin ile gelgit gömme davranışlarını incelemişlerdir. Daha sonra 25 rastgele seçilen sümüksü balığın jelatin gömme davranışlarını filme almışlardır.



Bu, Fudge ve arkadaşlarının sümüksü balığın U şeklindeki tünellerini oluştururken kullandığı iki ayrı hareket aşamasını belirlemelerini sağlamıştır. İlk olarak "çırpınma" aşaması vardır, sümüksü balık başını yanlara hareket ettirerek ilerlerken, bir yandan da çırpınır. Bu sadece sümüksü balığı ileri itmekle kalmaz, jelatinin parçalanmasına da yardımcı olur. Bu, sümüksü balığın sedimentte (veya jelatin alt tabakasında) bir açıklık oluşturmanın zorluğunu nasıl atlattığını açıklayabilir.

Daha sonra "kıvırma" aşaması gelir, bu da yılanlarda yaygın olarak görülen "iç karşı hareket" tarafından tahrik edilmiş bir movtur. Bu, vücudun kısaltılması ve kuvvetli uzatılmasını, aynı zamanda duvarlara yanal kuvvet uygulayarak tüneli desteklemek ve genişletmek için kullanır. "Yılanlar iç karşı hareketi kullanarak dar bir kanal veya tünelde istikrarlı bir ilerleme sağlar ve düşeyliği kısaltma ve uzunlaştırma dalgaları ile değiştirerek ilerler." yazarlar yazdılar ve sümüksü balığın gevşek derisi, bu strateji için oldukça uygundur. Kıvırma aşaması, sümüksü balığın gömülme tünelinin dışına çıkana kadar devam eder. Sümüksü balıkların tünellerini tamamlamak için ortalama yedi dakika veya daha fazla sürdü.

Elbette birkaç önemli ayrıntı vardır Bu tür gözlenenelere göre, Fudge ve ekibi, buradaki gözlemlerinin "sümüksü balığın vahşi doğada nasıl tüneller oluşturduğunun doğru bir temsili olduğuna inanmaktadır."

Bu çalışmalar, sümüksü balık ve onun gizemli dünyasına odaklanarak, bilinmeyeni keşfetmek için heyecan verici bir pencere açmaktadır. Sümüksü balıkların derin denizlerdeki hayatları ve davranışlarıyla ilgili yapılan bu derinlemesine araştırmalar, gelecekte tıbbi teknoloji, malzeme bilimi ve robotik gibi alanlarda önemli yeniliklere yol açabilir.