Kelebek Kanatlarındaki Canlı Renk Paleti: Fotonik Yapılar

Kelebek Kanatlarındaki Canlı Renk Paleti: Fotonik Yapılar

--------------------------------------------------------------------------------

Geçtiğimiz ay ilk bölümünü yayınladığımız “Fotonik Yapılar” yazısında, renk pigmentleri olmayan canlıların hayranlık uyandıran renklerinin sırlarını açıklamış ve doğadan fotonik yapı örnekleri vermiştik. “Fotonik Yapılar” yazısının bu ayki bölümünde ise kelebek kanatlarındaki renk ve desenlerin mikro yapılarını detaylı olarak ele alacağız.

Renkleri pigmentler yerine fotonik yapılarla oluşan canlılar; ışığın karışık yansıması, kırılarak yayılması ve saçılması sonucu meydana gelen yapısal değişikliklerin sonucunda renklerini yansıtırlar. Bu yapılar, 500 milyon yıl önce Kambriyen dönemini başlatan, canlılığın ani ve muazzam çeşitlenmesi olan Kambriyen patlamasından beri bulunmaktadır. Dolayısıyla kelebekler de diğer canlılar gibi kanatlarındaki bu fotonik yapıları ilk yaratıldıkları zamandan yani milyonlarca yıl öncesinden beri taşırlar. Ancak bu noktada dikkat çeken, kelebek rengini üreten pulların mikro yapılarının bugüne kadar suni olarak üretilememiş olmasıdır. Peki kelebek kanatlarındaki olağanüstü renkliliği meydana getiren bu fotonik kristaller, nasıl bir yapıya sahiptir?

Kelebek Kanatlarındaki Renk Üretimi

Kelebek kanatlarındaki rengi üreten iki temel mekanizma vardır. Biri alışılmış renkler diyebileceğimiz renkleri, diğeri ise mükemmel yanardöner renkleri meydana getirir.

Alışılmış renkler belirli dalga boylarını emen ve diğerlerini yansıtan kimyasal pigmentlerin varlığına bağlıdır. Örneğin bitki yaprakları “klorofil pigmenti” nedeniyle yeşildir, havuç “karoten” ismi verilen pigmentin varlığı nedeniyle turuncudur. İnsan derisinin ve saçının farklı renklerde olmasının sebebi ise “melanin” pigmentidir.

Yanardöner renkler ise pigmentlerle meydana gelmez. Kanatlardaki fotonik yapıların sonucudur.

Bazı kelebekler, her iki mekanizmayı kullanarak üstün bir ışık teknolojisiyle renk yaymaktadırlar. Bunlardan biri olan Afrika çatalkuyruklu kelebeği, 30 milyon yıldan beri görenlerde hayranlık uyandıracak şekilde renk yayar. Bu kelebek türünde son derece detaylı bir ışık teknolojisi vardır. Kelebeğin kanadı yüz binlerce ufak pullardan oluşur. Pulların içinde flüoresan pigmentleri vardır. Bu pigmentler, UV dalgaları emerler ve bunu mavi-yeşil renk olarak geri verirler. UV, görünür ışığın dışında olan bir dalga türüdür. Örneğin karanlık bir odada UV’ye maruz bırakılan bu kelebeklerin mavi-yeşil renkte ışıldadığı görülür.

Yüce Allah kelebekteki ışığın verimli bir şekilde geri verilmesi için de mükemmel bir sistem yaratmıştır. Kelebekteki renk pigmentlerinin altında katmanlarla kaplı bir bölüm vardır. Bu katmanlardan oluşan yapı, son derece özel bir “ayna görevi” görür. Ancak bu bildiğimiz aynalardan farklıdır. Aynalar, üzerine düşen ışığın hepsini geri çevirirken kelebekteki bu katman, yalnız istenen dalga boylarını geri döndürür. Bu da kelebekte yüksek kaliteye sahip renkli bir görünüme sebep olur. Bu katmanlı yapı fizikte “Dağıtılmış Bragg Yansıtıcısı” olarak adlandırılır.

Kelebeklerde Renk Kalitesinin Bu Derece Yüksek Olmasını Sağlayan 3 Ana Etken

’si flüoresan pigmentleridir. Bu, dışarıdan UV emip istenilen aralıkta ışığı geri verir.

’si pigmentlerin altında kalan Dağıtılmış Bragg Yansıtıcısıdır. Bu yansıtıcı, pigmentlerden dağılan ışığı olması gereken yöne geri çevirir.

’sü pigmentlerin üstünde olan içi boş hava silindirlerinden oluşan Fotonik Kristalli bölümdür. Bu da ışığın kelebeğin kanadının içinde hapsolmasını ve kenarlara yayılmasını engelleyip, hedefe doğru yönlendirir.

Kelebekteki Fotonik Kristal Yapı

Tüm bunlardan farklı olarak renk oluşumunu sağlayan başka bir detay daha vardır. Bu detay, geri döndürülen ışığın kenarlara yayılmasını ve kelebeğin içinde kalmasını engelleyen ek yapıdır. İşte bu yapılar “fotonik kristaller”dir.

İçi boş hava silindirlerinden oluşan fotonik kristaller, ışığın dağılmasını önler ve ışığı belli bir doğrultuda yönlendirmek için teknolojide kullanılır.

Kelebeklerdeki fotonik kristal yapılar da böyledir. Pigmentlerin üst kısmındadırlar. Pigmentlerden gelen ve pigment altındaki aynalardan geri yansıtılan ışıklar, fotonik kristaller sayesinde kelebeğin içinde dağılmadan dışarı verilir.

Fotonik kristalleri oluşturan düzgün dağılmış içi boş silindirlerin yönleri çok özeldir. Bu kristaller yayılan ışığı kelebekten dışa yönlendirecek şekilde yerleştirilmişlerdir. Bu yerleşim ise, ışığın kanatlarda hapsolmasını engeller.

Silindirlerin düzgün dağılımı ve eş yönlü olmaları da son derece önemlidir. Bir geçit töreninde hareket eden tüm askerlerin aynı anda ayak ve kollarını hareket ettirmesi gibi emir almışcasına uyumlu hareket eden fotonik kristaller de, kusursuz bir yaratılış delilini gözler önüne sererler.

Bir kelebek türü olan Ancyluris melibous’un renkleri, kanatlarındaki çok katlı fotonik kristaller sayesinde en küçük kanat hareketleriyle bile değişmektedir. Çünkü kanatlarındaki çok katmanlı fotonik kristallerin yerleşimi farklı açılarda farklı renkleri yansıtacak şekildedir.

Kelebeğin pigmentlerinin altında bulunan ayna görevini gören bölüm de çok özeldir. Evinize bir ayna yerleştirdiğinizde elbette ki bunu görüş açısı en uygun yere koyarsınız. Kelebekteki ayna da bir amaç doğrultusunda oraya yerleştirilmiştir. Konulacağı pek çok pozisyon ve yön vardır. Ancak kelebekteki yeri, pigmentlerden yayılan ışığı kanatlardan dışa geri yansıtacak şekildedir. Başka hiçbir pozisyon ve yön bu kadar uygun olamaz. Ayrıca bu, belli aralıklarda dalga boylarındaki ışığı geri yansıtan çok özel bir aynadır ve aynanın geri yansıttığı dalga boyu da tam pigmentlerden çıkan dalga boyuyla aynıdır. Ancak kelebek bütün bu hesapları nereden bilmektedir?

Sonuç: “…Herşeyi 'Sapasağlam ve Yerli Yerinde Yapan' Allah'ın Sanatı (yapısı)dır (bu)…” (Neml Suresi, 88)

Bütün bu detaylar elbette ki apaçık bir yaratılışın delilleridir. Kelebek oldukça küçük boyutta bir böcek türüdür. Kanadındaki göz alıcı yanardöner renkleri, fotonik kristalleri, ışık oyunlarını, muhteşem desenleri meydana getirecek estetik görüşe ve teknik bilgiye, bu bilgi ve birikimi değerlendirecek bir akla ve şuura sahip değildir. Kanatlardaki yapıların özenle, muhteşem desenleri meydana getirecek şekilde ve fotonların teknik özelliklerine uygun olarak, insan gözünün algılayabileceği biçimde dizilmesininse, kör tesadüflerin bir sonucu olduğunu iddia etmek akıl ve mantık dışı olacaktır. Akıl sahibi her insanın kabul edeceği gibi, kelebeklerin kanatlarında üstün bir ilim kullanılarak meydana getirilmiş sanat, alemlerin Rabbi olan Yüce Allah’ın Sani (Sanatçı, nihayetsiz güzellikleri sanatının içinde yaratan) sıfatının tecellilerinden yalnızca biridir.

"Yerde sizin için üretip-türettiği çeşitli renklerdekileri de (faydanıza verdi). Şüphesiz bunda, öğüt alıp düşünen bir topluluk için ayetler vardır.