Doğru Büyüklükte Olmak Üzerine... (İnsan Boyundaki Karınca, Dev Bir Kayayı Kaldırabilir Miydi?)

Yazdır Doğru Büyüklükte Olmak Üzerine... (İnsan Boyundaki Karınca, Dev Bir Kayayı Kaldırabilir Miydi?)

Farklı hayvanlar arasındaki en belirgin farklılık büyüklük farklılığıdır, fakat nedense hayvanbilimciler tuhaf bir şekilde buna çok önem vermemişlerdir. Önümdeki kalın hayvanbilim kitabında fareyle balina hakkında birkaç gönülsüz itiraf olsa da kartalın serçeden daha iri veya hipopotamın yaban tavşanından daha büyük olduğuna dair en ufak bir bilgi yok. Ancak yine de bir yaban tavşanının bir hipopotam kadar iri veya bir balinanın bir ringa kadar küçük olamayacağını göstermek kolaydır. Her hayvan çeşidi için uygun bir büyüklük vardır ve büyüklük çok değiştiğinde kaçınılmaz olarak şekil de değişir.

Olası durumların en belirginini ele alalım ve on sekiz metre boyunda dev bir adam düşünelim; çocukluğumun resimli Çarmıh Yolcusu (Pilgrim’s Progress) kitabındaki Dev Papa ve Dev Putperest kadar. Bu yaratıklar sadece Christian'ın on katı uzunluğunda değil, aynı zamanda on katı genişliği ve on katı kalınlığındaydılar; bu durumda toplam ağırlıkları bin katı kadardı, yani yaklaşık seksen doksan ton. Ne yazık ki kemiklerinin enine kesiti Christian'ınkilerin sadece yüz katı kadardı, bu nedenle dev kemiğinin her bir santimetre karesi, bir santimetre kare insan kemiğinin taşıdığı ağırlığın on katını çekmek zorundaydı. İnsan kalça kemiği, insan ağırlığının on katı ağırlık altında kırıldığına göre Papa ve Putperest her adımda kalçalarını kırarlardı. Hatırladığım resimde oturuyor olmalarının nedeni şüphesiz buydu. Ancak yine de bu durum Christian ve Dev Katil Jack’e duyulan saygıyı azaltıyor.

Hayvanbilime geri dönersek uzun, ince bacaklı, zarif, küçük bir yaratık olan ceylanın kocaman olduğunu düşünün; şu iki şeyden biri olmazsa kemikleri kırılırdı. Ya gergedan gibi ağırlığının her gramını çekecek kemik alanına sahip olmak için bacakları kısa ve kalın olabilirdi. Ya da zürafa gibi dengesini sağlamak için gövdesi basık ve bacakları açılı uzanıyor olabilirdi. Bu iki yaratıkla karşılaştırma yaptım çünkü ikisi de ceylanla aynı takıma aittir ve hatırı sayılır derecede hızlı koşucular oldukları göz önüne alınırsa her ikisi de fiziksel olarak oldukça başarılı hayvanlardır.

Christian'a sadece küçük sıkıntılar yaratan yerçekimi kuvveti Papa, Putperest ve Umutsuzluk Devi için tam bir baş belasıydı. Fare ve daha küçük hayvanlar için ise neredeyse hiç tehlike yaratmaz. Bir fareyi bin metrelik bir maden kuyusuna atarsanız dibe vardığında, düştüğü yerin yumuşak olması koşuluyla, hafif bir darbe alır ve yürür gider. Benzer bir durumda sıçan ölür, insanın sağı solu kırılır, at ise paramparça olur. Çünkü havanın harekete karşı direnci, hareket eden nesnenin yüzeyiyle orantılıdır. Bir hayvanın uzunluğunu, genişliğini ve yüksekliğini ona bölerseniz ağırlığı binde birine düşer, yüzeyi ise sadece yüzde birine. Yani küçük hayvanların düşmeye karşı direnci, büyük hayvanlara göre hareketi sağlayan kuvvetten on kat büyüktür.

Bu sebeple bir böcek yerçekimi kuvvetinden korkmaz, hiçbir tehlike yaşamaksızın düşebilir ve tavana tutunmaktan çekinmez. Uzun bacaklı örümceklerdeki gibi zarif ve etkileyici tutunma biçimleri edinebilir. Fakat memelilere yerçekimi kuvvetinin yarattığı zorluk kadar böceklere de zorluk çıkaran bir kuvvet vardır: Yüzey gerilimi. Banyodan çıkan bir insan üzerinde yaklaşık yarım milimetre kalınlığında bir su filmi taşır. Bu su kabaca yarım kilogram ağırlığındadır. Islak bir fare yaklaşık kendi ağırlığı kadar su taşımak zorundadır. Islak bir sinek, ağırlığının birçok katı kadar suyu kaldırmak zorundadır ve hepimizin bildiği gibi bir sinek, suyla veya başka bir sıvıyla ıslandığında gerçekten çok tehlikeli bir duruma düşer. İçecek peşindeki bir sinek, yiyecek arayışıyla uçurumdan sarkan bir insan kadar büyük bir tehlike altındadır. Sinek suyun yüzey gerilimine yakalandığında, yani ıslandığında, çok büyük olasılıkla boğulana kadar öylece kalır. Sucul böcekler gibi birkaç böcek türü ıslanmaz olmayı başarır; çoğunluğu uzun hortumları sayesinde içeceklerinden mümkün olduğunca uzak durur.

Tabii uzun kara hayvanlarının da karşılaştığı başka güçlükler vardır. Onlar da insana göre daha yükseğe kan pompalamak zorundadır, dolayısıyla daha yüksek bir kan basıncına ve daha kalın kan damarlarına ihtiyaç duyar. Fil ve zürafaya göre çok fazla sayıda insan, atardamar patlaması nedeniyle ölür. Fakat şu nedenle, her hayvan türünün büyüklük problemleri vardır: Tipik bir küçük hayvan, örneğin çok ufak bir solucan veya bir rotifer (tekerlekli hayvanlar), ihtiyaç duyduğu bütün oksijenin emilebileceği düzgün bir deriye, yiyeceklerinin özümsenmesine yetecek kadar yüzeyi olan düz bir bağırsağa ve tek bir böbreğe sahiptir. Boyutlarını her yönde on katı artırın, ağırlığı bin katına çıkacaktır. Dolayısıyla kaslarını minyatür emsali kadar verimli kullanabilmesi için bin katı kadar daha fazla günlük yiyecek ve oksijene ihtiyaç duyacak, bin katı kadar daha fazla atık madde boşaltacaktır.

Bu durumda şekli aynı kaldığı müddetçe yüzeyi sadece yüz kat artmış olacaktır, derisinin her milimetre karesinden dakikada on katı kadar daha fazla oksijen girmeli ve bağırsaklarının her milimetre karesinden on katı kadar daha fazla yiyecek geçmelidir. Emme güçlerinin sınırına gelindiğinde yüzeylerinin özel birtakım araçlarla artırılması gerekir. Örneğin, derinin bir parçası püskül şeklinde dışarıya çıkarılarak solungaç oluşturulabilir veya içeriye itilerek akciğere dönüştürülebilir, böylece hayvanın cüssesine orantılı olarak oksijen emen yüzey artırılır. Örneğin bir insan seksen dört metre karelik bir akciğere sahiptir. Benzer şekilde bağırsak da düzgün yüzeyli ve düz olmak yerine kıvrımlaşmıştır ve kadife gibi bir yüzey geliştirmiştir; diğer organlar da daha karmaşıklaşmıştır. Gelişmiş hayvanlar, daha karmaşık oldukları için az gelişmişlerden büyük değildir. Daha büyük oldukları için daha karmaşıktır. Aynı şey bitkiler için de geçerlidir. Durgun suda veya ağaç kabuklarında yetişen yeşil yosun gibi en basit bitkiler yalnızca yuvarlak hücrelerdir. Gelişmiş bitkiler yaprak ve kök çıkarıp yayarak yüzeylerini artırır. Karşılaştırmalı anatomi, çoğunlukla hacme orantılı olarak yüzey artırma çabası hikâyesidir. Bazı yüzey artırma yöntemleri bir noktaya kadar işe yarar, ancak çok geniş bir adaptasyon yeteneğine sahip değildir. Örneğin, omurgalı hayvanlar solungaç veya akciğerlerden gelen oksijeni vücutlarının her yerine kanla taşırken böcekler trake denen ve birçok noktada yüzeye açılan kör kanallar aracılığıyla vücutlarının her yerine doğrudan hava alır. Bu durumda birtakım hareketlerle trake sisteminin dışındaki havayı tazeleyebilse de oksijenin difüzyon yoluyla incecik kanallardan nüfuz etmesi gerekir. Gazlar, diğer moleküllerle çarpışan bir gaz molekülünün aldığı ortalama mesafeden çok da fazla olmayan kısacık mesafelere kolayca yayılabilir. Ancak bir moleküle göre yarım santimetre gibi çok uzak mesafelerde süreç oldukça yavaşlar. Dolayısıyla böcek vücudunun havadan yarım santimetre ve daha fazla uzaklıktaki bölgeleri her zaman oksijen azlığı çeker. Bu nedenle çoğu böcek bir santimetreden daha kalın değildir. Kum yengeçleri böceklerle aynı temel yapıya sahiptir, sadece biraz daha hantaldır. Bununla beraber oksijeni bizim gibi kanlarında taşır ve bu nedenle böceklerden daha fazla büyüyebilir. Eğer böcekler de havayı emme yerine dokuları aracılığıyla dolaştırma yapısını keşfetmiş olsaydı, çok rahatlıkla ıstakoz kadar büyük olabilirdi, gerçi başka nedenlerden dolayı insan kadar büyüyemezdi.

Aynı zorluklar kesinlikle uçmak için de geçerlidir. Havacılığın temel prensibine göre herhangi bir şekle sahip bir uçağı havada tutmak için gereken minimum hız, o uçağın uzunluğunun kareköküyle orantılıdır. Doğrusal boyutları dört kez büyüyen uçak, iki kat hızlı uçmak zorundadır. Bu durumda minimum hız için gereken güç, makinanın ağırlığından çok daha fazla artar. Küçüğünün altmış dört katı ağırlığında olan daha büyük uçak, havada kalmak için küçüğünün yüz yirmi sekiz katı büyüklüğünde beygir gücüne ihtiyaç duyar. Aynı prensip kuşlara uygulanırsa, neredeyse büyüklüklerinin sınırına gelindiğini görürüz. Bir meleğin kanatları, kilogram başına bir kartal ya da güvercinin kanatları kadar güç üretseydi, bu kanatlara güç verecek kasları barındırmak için melek, vücudundan bir metreden fazla öne çıkan bir göğüs kafesine gereksinim duyardı; üstelik ağırlıktan tasarruf etmek için bacakları da sopa gibi incecik olurdu. Gerçekte, kartal veya çaylak gibi büyük bir kuş ağırlıklı olarak kanat çırpmayla havada kalmaz. Genelde süzülürken görülür; başka bir ifadeyle yükselen bir hava sütununda dengede durur. Büyüklük arttıkça süzülmek bile zorlaşır. Durum böyle olmasaydı kartallar, kaplan kadar büyük olur ve insana düşman uçakları gibi dehşet saçardı.

Artık büyüklüğün bazı avantajlarına geçme zamanı geldi. En belirgin olanlarından biri, sıcak kalmayı sağlamasıdır. Dinlenme halindeki bütün sıcakkanlı hayvanlar, derilerinin birim alanından aynı miktarda ısı kaybederler; bu nedenle ağırlıklarına değil, yüzeylerine oranla yiyecek takviyesine ihtiyaç duyarlar. Beş bin fare, bir insan ağırlığındadır. Toplam yüzeyleri ve yiyecek veya oksijen tüketimleri ise bir insanınkinin yaklaşık on yedi katıdır. Aslında bir fare her gün ağırlığının dörtte biri kadar yiyecek yer, bunun çoğu sıcaklığını korumak için kullanılır. Bu nedenle küçük hayvanlar soğuk ülkelerde yaşayamazlar. Kuzey Kutbu’nda ne sürüngenler yaşayabilir, ne amfibik hayvanlar ne de küçük memeliler. Spitzbergen’deki en küçük memeli hayvan tilkidir. Küçük kuşlar kışın uzaklara göç ederken böcekler ölür, bununla birlikte böcek yumurtaları altı aydan fazla dona dayanabilirler. En dayanıklı memeliler ayılar, foklar ve morslardır.

Benzer şekilde belirli bir büyüklüğe erişinceye kadar göz, verimsiz denebilecek bir organdır. Dış dünyanın görüntüsünün düşürüldüğü ve bir kameranın filmine karşılık gelen insan gözünün arkası, çapı ortalama bir ışık dalgasının uzunluğundan biraz daha büyük olan bir çubuktan ve koni mozaiğinden oluşur. Her gözde bunlardan yaklaşık yarım milyon kadar bulunur ve iki nesnenin ayırt edilebilir olması için görüntülerinin ayrı çubuk ve konilere düşmesi gerekir. Daha az ama daha büyük çubuk ve konilere sahip olsaydık görüş netliğimizin daha az olacağı çok açıktır. Bu çubuk ve koniler iki katı büyüklüğünde olsaydı belli bir uzaklıktan iki noktayı ayırt edebilmemiz için noktaların birbirinden iki katı kadar daha uzak olması gerekirdi. Fakat çubuk ve koniler daha küçük olup sayıları artsaydı daha iyi göremezdik. Çünkü ışık dalga boyundan daha küçük bir net görüntü oluşturmak olanaksızdır. Dolayısıyla bir farenin gözü, bir insan gözünün küçültülmüş bir modeli değildir. Fare gözünün çubuk ve konileri bizimkilerden daha küçük değildir, sadece sayıları çok daha azdır. Bir fare bir buçuk-iki metre uzaklıktan bir insan yüzünü diğerinden ayırt edemez. İşlevini tam olarak yerine getirebilmesi için küçük hayvanların gözleri, vücutlarına oranla bizimkinden çok daha büyük olmalıdır. Diğer yandan büyük hayvanlar nispeten küçük gözlere ihtiyaç duyar, balina ve filin gözleri bizimkinden biraz daha büyüktür. Çok bilinmeyen nedenlerden dolayı aynı genel prensip beyin için de geçerlidir. Kedi, çita, leopar ve kaplan gibi çok benzer bir dizi hayvanın beyin ağırlıklarını karşılaştırırsak vücut ağırlığı dört katına çıktığında beyin ağırlığının sadece iki katına çıktığını görürüz. Vücuduyla orantılı olarak büyük kemiklere sahip büyük hayvanlar beyin, gözler ve diğer bazı organlardan kısıntıya gidebilir.

Bunlar, her hayvan tipi için optimum bir büyüklük olduğunu gösteren görüşlerden sadece birkaçıdır. Gerçi üç yüz yıldan daha fazla bir süre önce Galileo aksini kanıtlamış olsa da insanlar hâlâ eğer insan kadar büyük olsaydı bir pirenin üç yüz metre yükseğe sıçrayabileceğine inanırlar. İşin doğrusu bir hayvanın sıçrayabileceği yükseklik, büyüklüğüyle orantılı olmaktan daha çok, ondan neredeyse tümüyle bağımsızdır. Bir pire yaklaşık yarım metre kadar sıçrayabilir, bir insansa yaklaşık bir buçuk metre. Belli bir yüksekliğe sıçramak, hava direncini göz ardı edersek, sıçrayanın ağırlığıyla orantılı bir enerji harcaması gerektirir. Fakat sıçrama kaslarının hayvanın vücuduna oranı sabitse, kasın her bir gramı başına üretilen enerji, küçük hayvanlarda yeterince çabuk üretilmesi kaydıyla, büyüklükten bağımsızdır. İşin doğrusu bir böceğin kasları, bizimkinden daha çabuk kasıldığı halde daha az verimli görünür; aksi takdirde bir pire veya çekirge bir buçuk-iki metre sıçrayabilirdi.

Tıpkı her hayvan için uygun bir büyüklük olduğu gibi her insan kurumu için de aynı şey geçerlidir. Yunan tipi demokraside bütün vatandaşlar bir dizi konuşmacıyı dinleyebilir ve yasal meselelerde doğrudan oy verebilirlerdi. Bu nedenle buradaki filozoflar, olabilecek en büyük demokratik devletin küçük bir şehir olduğuna karar verdiler. İngilizlerin temsilî hükümeti icat etmeleri, demokratik ulusu olası hale getirdi ve bu olasılık ilk kez Amerika Birleşik Devletleri’nde gerçeğe dönüştürüldü, sonra da başka yerlerde. İletişim yayıncılığının gelişmesiyle bir kez daha her vatandaş delegelerin politik görüşlerini duyabildi ve belki de gelecekte ulusal devletin Yunan demokrasi şekline dönüşünü görebiliriz. Sadece günlük gazetelerin ortaya çıkmasıyla referandumlar bile mümkün hale geldi.

Biyologlara göre sosyalizm meselesi, daha çok bir büyüklük meselesi gibidir. Aşırı sosyalistler, her ulusu tek bir ticari firma gibi işletmek isterler. Henry Ford’un Andorra’yı veya Lüksemburg’u sosyalist temellerle işletmekte zorluk çekeceğini sanmıyorum. Bu ülkelerin nüfusundan çok daha fazla insanı zaten şirketleri bünyesinde çalıştırmaktadır. Ford yönetimi altındaki ticari kuruluşların, tabii onları belirleyebilseydik, Belçika Ltd. Şti. veya Danimarka A.Ş.’ni kendi harcamalarını öder konuma getirebileceği oldukça akla yatkın bir düşüncedir. Belli endüstrilerin devlet elinde olması büyük devletler için tek çözüm gibi görünse de zihnimde tümüyle devletleştirilmiş bir Britanya İmparatorluğu veya Amerika Birleşik Devletleri’ni canlandırmak, takla atan bir fili ya da çit üstünden atlayan bir hipopotamı canlandırmaktan daha zordur.

Yazan: J.B.S. Haldane (Fizyoloji, genetik, evrimsel biyoloji ve matematik alanında yaptıklarıyla bilinen İngiliz-Hint bilim insanı)

Çeviren: Şule Ölez (Evrim Ağacı)

Düzenleyen: Osman Öztürk (Evrim Ağacı)

Kaynak: UCLA

6 Yorum