Phacops cinsi trilobitlerin gözünde de çok sayıda mercek bulunur ancak bu merceklerin şekli, altıgen tüp şeklinde değil, misketi andırır şekilde küreseldir. Şeffaf bir misketin içinden bakacak olursanız objeleri orantısız olarak gösteren, ters dönmüş ve bulanık bir görüntüyle karşılaşırsınız. Bunun sebebi, bu küresel yapının içinden geçen ışınların farklı açılarda kırılmasıdır. Dolayısıyla, denebilir ki, misketteki bulanıklık problemininPhacops'ta da bulunması beklenebilir. Ama durum hiç de böyle değildir.
Washington D.C.'deki Smithsonian Institution'dan Kenneth M. Towe, 1972 yılında Phacopsgözlerinin ne denli etkin şekilde çalıştığını gösterdi. Towe bunu, lenslerin içinden görüntü alıp trilobitin görüşünü fotoğrafa yansıtarak başarmıştı. Beklentisinin aksine, son derece net bir görüntüyle karşılaşmıştı. Sanki ortada fizik kurallarını yok sayan bir durum vardı. Gerçek, ancak birkaç yıl sonra anlaşıldı. Trilobit gözleri aslında fizik kurallarını yok saymıyordu. Tam aksine o kurallara dayalı çok akılcı bir plan sayesinde bulanıklığı gideriyordu. Bunun "nasıl" gerçekleştiği konusundaki gizemi çözen isim ise Ricardo Levi-Setti oldu.
Trilobit, Chicago Üniversitesi'nde fizik profesörü ve aynı zamanda bir fosil avcısı olan Levi-Setti için ideal bir araştırma konusuydu. Trilobit fosillerini yakından tanıyan Levi-Setti, fizik bilgisini de kullanarak son derece ilginç bir bilimsel bulguya imza attı. Trilobit lensi, 17. yüzyılda Descartes ve Huygens tarafından yapılan optik konstrüksiyonlara benzer bir yapıya sahipti.114 Levi-Setti, bulgularını Edinburgh Üniversitesi'nden çalışma arkadaşı paleontolog Euan Clarkson'la birlikte yayınladı ve trilobitler üzerindeki araştırmalarını ilerleyen yıllarda kitap haline getirdi.
Descartes, Fransız filozof ve matematikçi; Huygens ise Hollandalı astronom ve fizikçiydi. Her ikisi de ışığın kırılımı ile ilgili fiziksel ve matematiksel çalışmalar gerçekleştirmiş, teleskop lensleri için ışığı en ideal şekilde kırabilecek şekli araştırmışlardı. Bilim adamları bu çalışmalarında, birbirlerinden bağımsız olarak keşfettikleri dört değişkenli iki matematiksel fonksiyon sayesinde daha iyi teleskopların geliştirilmesinde -ve dolayısıyla optik biliminin ileri adım atmasında- önemli rol oynamışlardı. Ancak farkında olmadıkları ilginç bir durum vardı: Onlar optik bilimini bu lenslerle tanıştırmadan yüzmilyonlarca yıl önce, trilobitler aynı matematiksel prensibe dayalı lensleri zaten kullanmaktaydılar.
Amerikan Doğa Tarihi Müzesi'nde omurgasızlar bölümü yöneticisi ve önde gelen paleontolog Niles Eldredge, bu hayret verici durumu şu sözlerle özetlemişti:
Bu lensler, hem toplanan ışığı hem de görüntü oluşumunu düşünülebilecek herhangi bir lensten çok daha etkili kılar. Bu trilobitlerin yeryüzünde yaşamın çok erken dönemlerinde optik fizikçilerinin formüle edebildiği mümkün oyah en iyi lens tasarımına sahip olması karşısında, hayrete düşmemek elde değildir.115
Londra'daki Doğa Tarihi Müzesi'nde araştırmacı ve Oxford Üniversitesi'nde paleobiyoloji profesörü olan Richard Fortey Fallotaspis cinsi trilobitlerin gözüne atıfta bulunarak şunları ifade etmiştir:
İlk trilobitlerin oldukça gelişmiş görme sistemleri olduğunu biliyoruz. Aslında Fas'ta ele geçirilmiş olan Fallotaspis'in iri gözleri kompleks görüşün en az 540 milyon yıl öncesine, Kambriyen dönemine kadar uzandığını kanıtlamaktadır.116
Problem ve çözümü
Misket gibi küresel bir mercek, ön yüzeyine ulaşan ışınlar farklı mesafeler katettiği, dolayısıyla farklı açılarda kırıldığı için net bir görüntü vermez, bulanıklığa yol açar. Bu problem, trilobit gözünde özel bir ayarlama ile giderilir. Daha önce belirttiğimiz gibi trilobitin göz merceği, bedenini kaplayan kabuğun malzemesiyle aynıdır, yani kalkittendir. Saf durumdaki kalkit kristalleri şeffaftır, ışığı geçirebilir. Trilobitin gözündeki her bir kalkit mercek, şekil olarak "bikonveks"tir. Yani ön ve arka yüzleri dışbükey yapıdadır.
Levi-Setti ve Clarkson, lenslerin dibinde sıra dışı bir durumla karşılaştılar. Her bir lens, aslında iki lensin birleşiminden meydana geliyordu. Üstteki lens malzeme olarak kalkiti, alttaki ise kitini esas alıyordu. Descartes ve Huygens'in matematiksel eğrileri ise, bu iki lensin birleştiği yüzeyi oluşturuyordu. Lensteki bu eğri boyunca magnezyum atomları diziliydi ve bunlar tam da küresel bulanıklığı gidermede gerekli miktarda bulunuyordu. Bu atomlar sayesinde sola doğru her bir bükülme, sağa doğru gerçekleşen bir bükülme ile dengeleniyor böylece başlangıçta farklı açılarda kırılmış ışınların tek bir noktada odaklanması sağlanıyordu. (Bkz. alttaki şekil)
Levi-Setti, ortaya çıkardığı bu olağanüstü özellik karşısında içine düştüğü şaşkınlığı şu sözlerle ifade ediyordu:
Bu optik ikili, ancak insanlar tarafından icat edilmiş bir aletle bağdaştırılabilir, bu yüzden de bunu trilobitte keşfetmek insanı hayrete düşürmektedir. Trilobitlerin böyle aletleri yarım milyar yıl önce geliştirdiklerini ve kullandıklarını düşündüğümüzde hayretimiz daha da artmaktadır. Trilobitin gözündeki iki lens elemanı arasındaki, ışığı kırma etkileşiminin Descartes ve Huygens'in 17. yüzyılın ortalarında çalıştığı optik cihazlara uygun olarak tasarlanması ise konuyu bilim kurgunun sınırlarına taşıyor adeta .117
Olağanüstü hassaslık
Trilobit lensindeki yaratılışın, kalkit ve kitinin kırılma indisleri arasında sağlanan uyum açısından olağanüstü bir hassasiyet de ortaya koyduğu anlaşılmaktadır. (Işığın boşluktaki hızının madde içerisindeki ışık hızına oranına kırılma indisi denir. Örneğin havanın kırılma indisi 1, camın kırılma indisi 1.5, suyun kırılma indisi 1.33, elmasın kırılma indisi 2.42'dir.) Kalkitin kırılma indisi 1.6; bunun altında yer alan kitininki ise 1.53'tür. Huygens ve Descartes'ın lens tasarımları ideal bir gözün yapısını vermekte ve trilobit gözü, bu ideal tasarım ile büyük bir uyum göstermektedir. Ancak Huygens ve Descartes'ın lens tasarımları, sadece tek bir lensin varlığı üzerine yapılmıştır. Trilobit gözünde ise tek bir lens yeterli değildir. Çünkü trilobitin yaşadığı su ortamının kırılma indisi havadakinden farklıdır. Alttaki lensin faydası da bu noktada ortaya çıkmaktadır. Su ortamına bağlı olarak ortaya çıkan sapma, bu lens tarafından giderilmektedir. Bu durum, söz konusu yapının ne kadar büyük bir komplekslik içerdiğini göstermek açısından oldukça önemlidir. Levi-Setti, trilobit lensinin bu özelliği hakkında şunları yazmıştır:
Aslında lensin ışını odaklandırabilmesi için tek bir kırılma indisi seçeneği vardır. Bu, üstteki lensin (1.66 kırılma indisine sahip) kalkitten, alttakinin ise (1.53 kırılma indisine sahip) kitinden meydana gelmesini gerektirir.
Ayrıca trilobit lensindeki matematiksel çözümün dayandığı birçok kanun ve ilkeler vardır. Levi-Setti bunları şöyle ifade eder:
Trilobitler çok detaylı bir fizik problemini çözmüşlerdi ve görünüşe göre Fermat ilkesi, Abbe'nin Sinüs kanunu, Snell'in ışığın kırılımı kanunları ve iki kırılımlı kristallerin optiği hakkında bilgililerdi.118
Minimum bulanıklık için Descartes'ın geliştirdiği lens tasarımı (üstte solda), trilobitin gözündeki lenste mevcuttur. (üstte sağda) Sarı renkle gösterilen ışın demetleri, lense sol taraftan girer ve eğrinin hassas şekli sayesinde maviyle gösterilen lensin sağ tarafında tek bir noktada odaklanır. Descartes'ın lensi tek bir parçadan ibarettir. Trilobitte ise, beyazla gösterilen ek bir (kitin) parça bulunur. Beyaz kısmın mavi kısımla çizdiği sınır boyunca belirli miktarda magnezyum atomu dizili bulunur. Ve bu beyaz kısım, ışınlar, maviyle gösterilen lens parçasından geçer geçmez, bir noktaya yöneltilen ışınların odaklanmasını daha da kolaylaştıran bir rol oynar.
Elbette bir hayvanın Levi-Setti'nin yukarıda belirttiği kanunlar, ilkeler hakkında "bilgi sahibi olması" akıl dışı bir iddiadır. Bir trilobitin bir konuda bilgi sahibi olması ve üstelik bu bilgiye göre kendi bedeninde böylesine kusursuz bir yapı meydana getirmesi mümkün değildir. Trilobite bu olağanüstü özellikleri veren tüm canlıların Yaratıcısı olan Allah'tır.
Minimum bulanıklık için Huygens'in geliştirdiği lens tasarımı (yukarıda solda) trilobitin gözündeki lenste mevcuttur. (üstte sağda) Descartes'inkinden farklı bir eğri, aynı görevi görür ve ışınları tek bir noktaya toplar. Trilobitte yine buna ek olarak ikinci bir kitin kısım bulunur. (Beyazla gösterilen)
Buraya kadar anlattığımız gibi, trilobitlerin hem ikili lens yapısı, hem bunların malzemesi, hem de birleşme yüzeyleri, tam olması gerektiği gibidir. Dahası tüm bunlar, fizik ve optik ilkelerinin birbirleriyle tam uyumlu ve mükemmel şekilde uygulanması sayesinde mümkün olmuştur. Paleontolog David M. Raup,Conflicts Between Darwin and Paleontology (Darwin ve Paleontoloji Arasındaki Çelişkiler) başlıklı kitabında konuyla ilgili olarak şunları yazar:
Ama eğer trilobit gözünün bireysel elemanlarına bakacak olursak lens sistemlerinin bizim şu anda sahip olduklarımızdan çok farklı olduğunu görürüz. (Alan Müzesi'nde araştırmacı ve Chicago Üniversitesi'nde fizik projesörü olan) Ricardo Levi-Setti, kısa bir süre önce bu lens sistemlerinin optiği üzerinde harikulade bir çalışma gerçekleştirdi. ...Buradaki şekil Descartes ve Huygens'in onyedinci yüzyılda birbirlerinden bağımsız olarak yayınladıkları tasarımlardakilerin aynısı. Descartes ve Huygens'in tasarımları aplanatik [sapmasız] lens olarak bilinen lenslerdi ve bunlar küresel bulanıklığı giderme amacına yönelikti. Bunlarla trilobitlerinki arasındaki tek belirgin fark, Descartes ve Huygens lenslerinin ikili olmaması, alttaki lensin noksan oluşuydu. Ancak Levi-Setti'nin gösterdiği gibi, bu tasarımların trilobitlerin yaşam alanı olan su altında çalışması için alttaki lens gerekliydi. Dolayısıyla trilobitler, bugün geliştirilmesi için iyi eğitimli ve zeki bir optik mühendisinin -ya da 17. yüzyılın optik literatürünü yakından bilen birisinin- varlığını gerektiren optik bir tasarımı 450 milyon yıl önce kullanmaktaydılar.119
Trilobitlerde, yanda belirtilen iki tip bileşik göz yapısı bulunmaktadır. Bu farklılık, trilobit türlerine göre değişmektedir. Her iki göz tipi de, büyük bir komplekslik sergilemektedir.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder