Açık denizin karanlıklarında yüzüyorsunuz, bir kaplan köpek balığı sessizce suda süzülüyor. Birden, burnu ve kafasındaki küçük gözenekler, suyun elektrik alanındaki belli belirsiz bir değişiklikten sızlıyor. Yemek! Kuyruğunun sert bir vuruşu ve hızındaki artışla kaplan köpek balığımız yakında bir yemekle ödüllendirilecek.
Köpek balığı, vatoz ve keler balıklarının kafa ve burunlarının üzerinde, Lorenzini Ampulleri (AoL) olarak bilinen noktaların bir şekilde elektrik akımını algıladığı ve av tespitinde etkili olduğu uzun zamandır biliniyor. Ama tam olarak nasıl yaptıklarının gizemi yeni çözülüyor olabilir.
Bu garip organ üzerinde çalışan bilim insanları, gözeneklerin içine tıkılmış bir tür jöle keşfetti. Jöle, doğada çok görülmeyen bir şekilde protonları fazlasıyla iletiyor. Şimdiye kadar bulunmuş en proton-iletken biyolojik materyal. Bilim insanlarının bulguları Science Advances’da yayımlandı.
İsmini 17. yüzyılda kendilerini tanımlayan İtalyan balık bilimciden alan ampüllerin her biri, elektriğe duyarlı hücrelerin bulunduğu küçük bir keseye bağlı açık bir gözenekten oluşuyor. Gözeneği hücre kesesine bağlayan kanal ise, bu çalışmanın merkezindeki gizemli jöleyle dolu. Jöle akıcı, berrak ve oldukça sulu.
AoL’nin işlevi uzun zamandır bilinmesine rağmen, jölenin marifeti bilinmiyordu. California Üniversitesi Santa Cruz, Washington Üniversitesi ve Virginia Mason’daki Benaroya Araştırma Enstitüsü’nden araştırmacılar bu tuhaf jelin sırrını çözmek için çalışmaya gitti.
Bir bone kafalı köpek balığı (Sphyrna tiburo), bir sivri burun vatoz (Raja rhina) ve bir büyük vatozun (Raja binoculata) burun ve kafalarındaki gözeneklerden aldıkları jöleyi zorluklara rağmen aldıktan sonra bir dizi elektrikli teste tabii tuttular.
Bilim insanları jöleyi fazlasıyla proton-iletken buldu. Hatta şimdiye kadar bir biyolojik maddede bulunmuş en yüksek proton-iletkenliği. Yakıt pillerinde kullandığımız son model sentetik iletken polimerden sadece biraz daha az iletken. Washington Üniversitesi elektrik mühendisliği doktora öğrencisi ve araştırmanın başyazarı Erik Josberger “Bir jölenin iletkenliğini ilk defa ölçtüm ve çok şaşırdım.” dedi.
California Üniversitesi Santa Cruz Elektrik Mühendisliği’nde doçent doktor ve araştırmanın sorumlu yazarı Marco Rolandi, jölede yüksek oranda bulunan bir karbonhidrat olan keratan sülfatın kendi protonlarını jelle karıştırıp suya katarak jeli daha iletken yapıyor olabileceğini düşünüyor. “Proton bağışlayan bir asit grubu var.” diye tahmin ediyor.
Ayrı bir ifadesinde Rolandi bulgularını “Jöledeki yüksek proton-iletkenliğinin gözlemi heyecan verici.” diyerek özetledi ve bu bilginin malzeme biliminde veya alışılmadık sensör teknolojisinde kullanışlı olabileceğini açıkladı.
Köpek balıkları mercanlarda, sığ denizlerde ve açık denizlerde dolaştıkça çevrelerindeki sudaki elektriksel değişiklikler Lorenzini Ampullerindeki jöle tarafından seziliyor ve temeldeki elektriğe duyarlı hücrelere iletiliyor. Burun ve kafalarını saran bütün gözenekler, birkaç elektrik sinyalini aynı anda alan jöle dolu kanallar ağı oluşturuyor. Böylece bu usta avcılar elektrik alandaki santimetrede 5 nanovolt kadar küçük değişiklikleri bile tespit edebiliyorlar. “Lorenzini Ampulleri oldukça enteresan elektrik alan sensörleri.” diyor Rolandi. Evrimsel cephanelikte, bu eski avcıların yüz binlerce yıl yaşamını sürdürmesini sağlayan sadece bir silah daha.
