•Bal arısının (Apis mellifera) kendinden tamamen ayrılsa bile, iğnesi bir yaraya zehrini pompalamaya devam ediyor. Bu görünüpte sihirli gibi gelen doğa olayının ardındaki sır, yüksek hızlı görüntü kayıtları sayesinde son aşamada aydınlatıldı.
Avustralyalı bir araştırma ekibi, yaklaşık 2 milimetre (0,08 inç) boyundaki bal arısı iğnesinin çift pistonlu mikrompompa gibi çalıştığını buldu. İğne iki farklı yöne pompalama yaparak zehrini kesintisiz biçimde iletebiliyor. Buluşlar, bugün PNAS adlı bilimsel dergide yayımlanan bir çalışmayla duyuruldu.
Bal arısı mağdura iğnelendiğinde, iğne kendinden tamamen ayrılsa bile yaraya zehrini (zehir) pompalamaya devam ediyor. Bu görünüpte sihirli gibi gelen doğa olayının ardındaki sır, yüksek hızlı görüntü kayıtları sayesinde son aşamada aydınlatıldı.
“Aralık 1910’dan beri bir bal arısı iğnesinin zehir kesesinin, valfler denilen küçük pompalama elemanlarına sahip bir odaya boşaldığını biliyorduk; ancak şimdiye kadar tam olarak nasıl çalıştıkları bilinmiyordu,” araştırmayı yapan Macquarie Üniversitesi’nden entomolog Fiorella Ramirez-Esquivel ifadesinde şunu söyledi. “Bir arıya çarptığınızda acılı bir süreç olduğunu bilirsiniz; ancak şimdi iğnenin içine paketlenmiş tüm çalışan parçaları belirleyebildik.”
Arılarda otonomilik, işçi arının iğnesini hedefe saplayıp ardından geride bırakmasıyla gerçekleşiyor. Ardından iğne, kendi başına hedef dokuya nüfuz etmeye ve zehri enjekte etmeye devam ediyor.
Macquarie ile Yeni Güney Galler Üniversitesi’nden oluşan ekip, otonomiliğin nasıl çalıştığını daha iyi anlamak için arıların insan derisini taklit eden şeffaf bir jelin içine iğnelenmesini sağladı ve bu sırada yüksek hızlı görüntü aldı. İğnenin içinde zehir kesesi ve pompalama odası, kaslar ve sinirler de dahil olmak üzere birkaç farklı bileşen bulunduğunu gördüler. İğne ayrıca iki sivri uçlu mizrak benzeri parçaya sahip. Bu mizraklar, ray sistemi (olistheter) üzerinde geriye ve öne kayarak bir reciprocating saw gibi çalışıyor. Bu testere biçimli mizraklar, iğneyi derinin içine daha da iten ve zehri pompalayan parçalar.
İki uzun mizraktHer biri üzerinde, pompalama odasının içinde yer alan bir valf bulunuyor. Ekip, bu valflerin iniş vuruşunda mühür oluşturmak için şekil değiştirdiğini; yükseliş vuruşunda ise çökerek basınç oluşturduğunu ve zehrı yenileirken geri akışı minimize ettiğini buldu.
“Son olarak, belki de en dramatiği, valfler vuruşun ortasında birleştiğinde tekrar şekil değiştirerek birbirinin üzerinden geçiyorlar,” dedi Ramirez-Esquivel. “Sıvı pompalamak için dikkate değer bir strateji bu; çünkü basıncı etkili biçimde iletmek için mühürün korunması çok önemli. Valflerin benzersiz geometrisi anahtar; çökebilir pistonlar gibi davranarak ve zıt yönlerde pompalayarak zehrini kesintisiz biçimde iletebiliyorlar.”
Ekip, iğnenin mekaniklerini ve akışını mikrotomografik (microCT) taramalarla araştırmaya devam etti. Ardından bu taramaları kullanarak iğne odasının ve mizrakların küçük bir robotunu 3B yazıcıyla üretti. Küçük arı-robot, pompalama döngüsünün bu temel özelliklerini doğruladı.
Çift pistonlu tasarım karmaşıklık ekliyor ancak anahtar rolü oynuyor; iğnenin zehrini kompakt ve otonomik bir ünitede kesintisiz biçimde iletebilmesini sağlayan da bu tasarım, dedi Dr Ramirez-Esquivel.
Bu mekanizmanın anlaşılması, ilaçları insan hastalara daha az invaziv bir şekilde ulaştıracak yeni mikropompalar için ilham verebilir.
1개의 댓글
출처, 질문 또는 건설적인 반론으로 의견을 발전시켜 보세요.