2-Бөлүм: Өсүмдүктөрдөгү Долбоорлор Жана Биомиметика

Бирөө сизге сиз акыркы убактарда колдонуп баштаган була-оптика технологиясын (жарык жана жогорку өлчөмдө маалымат өткөрүү өзгөчөлүгүнө ээ була-оптика кабельдерден турган система) миллиондогон жылдан бери колдонуп келе жаткан жандыктар бар деп айтса акылыңызга эмне келмек?

Бул технологияны колдонгондор – бул биз абдан жакшы тааныган, бирок алар ээ болгон жогорку сыпаттагы долбоор балким эч кимдин акылына да келбеген өсүмдүктөр.

Көп адамдар айланасына көнүмүш көз менен, үстүртөн карайт, Аллах жандыктарда жараткан жогорку долбоор өзгөчөлүктөрүн байкамаксан болуп, эч ойлонбойт. Чынында болсо бардык жандыктар мындай «көнүмүштүк пардасын» алып сала турган сырларга толо. Бул сырларды ача алуу үчүн болгону эмнеге, кандайча, эмне үчүн суроолорун берүү жетиштүү. Бул суроолордун жоопторун ойлонгон адам айлана-чөйрөбүздө көргөн бүт нерсени чексиз күч, илим жана акыл ээси болгон Раббибиздин жаратканын байкайт. Мисалы, өсүмдүктөр ишке ашырган фотосинтез кубулушун карайлы. Фотосинтез – сырлары дагы эле ачыла элек бир жаратылуу керемети.

Өсүмдүк клеткаларынын күндүн нурун, адамдар жана жаныбарлар азыктануу жолу менен ала алган бир энергияга айлантышы «фотосинтез» деп аталат. Бул аныктама балким бир окуганда көп адам үчүн анчалык өзгөчө көрүнбөшү мүмкүн. Бирок биомиметика адистери фотосинтезди жасалма жол менен ишке ашыруунун бүт дүйнөнү өзгөртө турган бир окуя экенине ишенишүүдө.

Өсүмдүк жана дарактар (Ага) сажда кылышууда. (Рахман Сүрөсү, 6)

Өсүмдүктөр фотосинтезди бири-бирин ээрчиген абдан татаал бир катар процесс натыйжасында ишке ашырышат. Бул процесстердин кандай процесстер экендиги али толугу менен билине элек.

Фотосинтездин бир ушул өзгөчөлүгү да эволюция теориясын жактагандардын оозун жап кылат. Проф. Др. Али Демирсойдун төмөнкү сөздөрү эволюционист илимпоздор фотосинтез алдында кабылган туюкту абдан сонун сүрөттөйт:

Фотосинтез ушунчалык татаал бир кубулуш жана клетканын ичиндеги органеллде пайда болушу эч мүмкүн эместей көрүнүүдө. Себеби бардык баскычтардын бир заматта пайда болушу эч мүмкүн эмес, бир-бирден пайда болушунун болсо эч мааниси жок.43

Өсүмдүктөр күндүн нурун «хлоропласта» деп аталган табигый солар клеткалары менен кармашат. Биз болсо жасалма солар клеткалар менен (күн батарея панельдери) алынган энергияны алып, батареяларда кампалайбыз.

Солар клетка (күн батарея панели) нурду электрдик энергияга айлантат. Клетканын төмөнкү кубаттуу продукту (low power output) көп санда панель колдонууну талап кылат. Солар клеткалардын адамдар муктаж болгон энергияны камсыздай алышы үчүн жалбырактардагы сыяктуу бир гана күн нурларына карашы жетиштүү. Хлоропласталар аткарган ишти толугу менен тууроого мүмкүн болгондо, көп энергия короткон аппараттарды да кичинекей күн батареялары менен иштетүү мүмкүн болот. Космос кемелери жана жасалма спутниктер башка бир энергия булагына муктаж болбостон, бир гана күн энергиясы менен уча алышат.

Мынчалык жогорку өзгөчөлүктөргө ээ, илимпоздор абдан таң калган жана туураганга аракет кылган өсүмдүктөр да, жаратылган бүт жандыктар сыяктуу, Аллахка моюн сунган. Бул чындык бир аятта мындайча билдирилет:

Корголгон Үстүңкү Катмарлар

What mankind has to learn from plants isn't limited to solar cells. Plants are opening up many new horizons, from construction to the perfume industry. Chemical engineers producing deodorants and soaps are now trying to produce beautiful fragrances in the laboratory by imitating the scents of flowers. The scents produced by many famous houses, such as Christian Dior, Jacques Fath, Pierre Balmain, contain floral essences found in nature. ("The History of Parfume;" http://www.parfumsraffy.com/history.html)44

Ар бир буюмдун үстүңкү катмарынын суудан, кирден, ал тургай нурдан да зыян тартуу ыктымалы бар. Ошондуктан илимпоздор унаа жана эмерек лактарын, ультра-кырмызы күн нурларына тоскоол болгон суюктуктарды өндүрүшкөн. Булардын баарынын максаты үстүңкү бетти кандайдыр бир бузулуу жана жыртылуудан коргоо. Табияттагы айбанаттар жана өсүмдүктөр да өз клеткаларынын ичтеринде үстүңкү катмарларын сырткы факторлордон коргой турган бир катар химиялык заттарды өндүрүшөт. Табияттагы жандыктардын денелери тарабынан өндүрүлгөн жана илимпоздорду таң калтырган мындай химиялык аралашмалар долбоорчуларды тууроо үчүн убара кылган татаал өрнөктөр болууда.

The external surfaces of leaves are covered with a thin, polished coating that waterproofs the plant. This protection is essential because carbon dioxide, which plants absorb from the air and is essential to their survival, is found between the leaf cells. If these spaces between the cells filled with rainwater, the carbon dioxide level would fall and the process of photosynthesis, essential to plants' survival, would slow down. But thanks to this thin coating on their leaves' surface, plants are able to carry on photosynthesis with no difficulty.

Жыгачтын бетин каптоо кирден жана эскирүүдөн корголушун камсыздоо үчүн абдан маанилүү. Өзгөчө жумшак жыгачтардын ичине кирип, аларды чирите турган суудан коргоо абдан керектүү. Колдонулган алгачкы жыгач «сырттарынын» табигый майлардан жана курт-кумурскалар өндүргөн суюктуктардан алынган материалдардан жасалганын билчү белеңиз?

Адамдар күнүмдүк жашоодо колдонгон көптөгөн коргоочу материал негизи табияттагы жандыктар тарабынан бир топ мурдатан бери колдонулуп келүүдө. Жыгачты каптоо булардын бирөөсү гана. Курт-кумурскалардын катуу кабыктары да аларды суудан жана сырттан келиши мүмкүн болгон зыяндардан коргоодо.

«Склеротин» деп аталган бир протеин тарабынан бекемделген бул кабыктар курт-кумурскаларга табияттагы эң катуу үстүңкү катмарга ээ жандыктар болуу өзгөчөлүгүн берет. Мындан тышкары, курт-кумурскалардын кабыгындагы хитин катмары да түсүн жана жалтырактыгын убакыттын өтүшү менен жоготпойт.45

Булардын баарын эске алганыбызда, курулуштарда үстүңкү катмарларды каптоо жана коргоо үчүн өндүрүлө турган системалардын курт-кумурскалардыкына окшош бир долбоордо болушунун бир топ пайдалуу болоорун апачык көрөбүз.

Өзүн Дайыма Таза Сактаган Лотос Өсүмдүгү

Лотос өсүмдүгү (ак лилия) ылай жана кир чөйрөлөрдө өсөт. Ошого карабастан, өсүмдүктүн жалбырактары дайыма таза. Себеби өсүмдүк үстүнө кичинекей бир чаңча келээр замат жалбырактарын кыймылдатат жана чаңдарды белгилүү чекиттерди көздөй түртөт. Жалбырактын үстүнө түшкөн жамгыр тамчылары да ошол тарапка багытталат жана ал жердеги чаңдарды тазалашына шарт түзүлөт.

Лотос өсүмдүгүнүн мындай өзгөчөлүгү жаңы бир имараттын бетин долбоорлоо үчүн изилдөөчүлөргө жол көрсөттү. Натыйжада изилдөөчүлөр лотостун жалбырагы сыяктуу жамгыр сууларын колдонуп бетиндеги кирди тазалоочу имарат беттери жөнүндө эмгектенип башташты. Мындай эмгектер натыйжасында ISPO аттуу бир немис фирмасы лотусан деп аталган бетти каптоо материалын өндүрдү. Азия жана Европада жайгашкан сатуу борборлорунда рынокко сунушталган бул продукт үчүн «айнага муктаждык болбостон, 5 жыл бою өзүн таза кармоо кепилдиги» да берилген.46

Табияттагы көптөгөн жандык үстүңкү катмарларын коргогон ар кандай өзгөчөлүктөргө ээ. Албетте, лотос өсүмдүгүнүн үстүңкү катмарындагы түзүлүшү да, курт-кумурскалардагы хитин катмары да өзүнөн өзү пайда болгон эмес. Ал тургай, бул жандыктар өздөрү ээ болгон жогорку өзгөчөлүктөрүнөн толугу менен кабарсыз. Аларды бардык өзгөчөлүктөрү менен бирге жараткан – бул Аллах. Курандын бир аятында Аллахтын жаратуу чеберчилиги мындайча билдирилет:

Ал – Аллах, Ал – жаратуучу, кемчиликсиз бар кылуучу, «калып жана келбет» берүүчү. Эң сонун ысымдар Аныкы. Асмандарда жана жердегилердин баары Аны тасбих кылууда. Ал – Азиз, Хаким. (Хашр Сүрөсү, 24)

During his microscopic research, Dr. Wilhelm Barthlott at the University of Bonn realized that leaves that required the least cleaning were those with the roughest surfaces. On the surface of the lotus leaf, the very cleanest of these, Dr. Barthlott found tiny points, like a bed of nails. When a Speck of dust or dirt falls onto the leaf, it teeters precariously on these points. When a droplet of water rolls across these tiny points, it picks up the speck, which is only poorly attached, and carries it away. In other words, the lotus has a self-cleaning leaf. This feature has inspired researchers to produce a house paint called LOTUSAN, guaranteed to stay clean for five years. (Jim Robbins, "Engineers Ask Nature for Design Advice," New York Times, December 11, 2001.)47

How a raindrop cleans a lotus leaf	The effect of a raindrop on a normal surface	The effect of raindrops on a building exterior covered with Lotusan.

Өсүмдүктөр Жана Жаңы Бир Унаа Долбоору

Deniz yosunu

Унаа фирмасы Fiat ZIC (Zero Impact Car) аттуу жаңы продуктту долбоорлоп жатканда, өсүмдүктөрдөгү «бутактарга айрылуу» өзгөчөлүгүнөн пайдаланган. Унаанын ортосунан өсүмдүктүн денесиндеги сыяктуу кичинекей бир тунел өткөргөн долбоорчулар бул тунелге унаанын иштеши үчүн керектүү энергияны камсыздаган батареяларды жайгаштырышкан. Унаанын отургучтары болсо сүрөттөгү өсүмдүктөн таасирленип, өсүмдүктөгү сыяктуу түздөн-түз денеге (корпуска) туташкан. Унаанын үстү болсо деңиз балырынын түзүлүшүнө окшош долбоорлонгон. Мындай түзүлүш ZICке жеңилдик жана бекемдик тартуулаган.48

Унаа тармагы сыяктуу адамдар эң акыркы технологияны оңой гана колдоно ала турган бир тармакта инженерлерге жана долбоорчуларга табиятта бар болгон жана жандуулук пайда болгон алгачкы күндөн бери жашап келген жөнөкөй бир өсүмдүк илхам булагы болгон. Жандуулук кокустан пайда болду жана убакыт ичинде өнүгүп дайыма жакшырып келди деген ойду жактаган эволюционисттер үчүн бул жана ушуга окшогон окуялар кабыл алууга абдан оор нерселерден. Кандайча болуп акылы жана аң-сезими бар адамдар эч мээси жана билими жок, ордунан да кыймылдай албаган өсүмдүктөрдөн бир нерселерди үйрөнүшөт жана буларды турмушка ашыруу ал күнгө чейин ал багытта ортого чыккан эң натыйжалуу жыйынтыктарды берет? Булар, албетте, кокустуктар менен түшүндүрүүгө мүмкүн болбогон өзгөчөлүктөр жана бүт ааламды Аллах жаратканын далилдейт. Ошондуктан эволюционисттер үчүн бул бир кыйынчылык.

Коңгуроо Сигналын Берүүчү Өсүмдүктөр

The manduca moth and the tobacco plant

Бүт адамдар өсүмдүктөр коркунучтан кача алышпайт, ошондуктан душмандарына ошол замат багынышат деп ойлошот. Бирок жасалган изилдөөлөр чындыктын мындай эмес экенин аныктады. Тескерисинче, өсүмдүктөр да таң калаарлык тактикалар менен душмандарын жеңе алышууда.

Мисалы, өсүмдүктөр жалбырактарын кемирген курт-кумурскаларды алыстатуу үчүн кээде зыяндуу химикаттарды чыгарышат, кээде болсо бул курт-кумурскалар менен азыктанган аңчы курт-кумурскаларды өзүнө тартуучу химиялык жыттарды жайышат. Албетте, эки тактика тең абдан акылдуу. Ошондуктан айыл-чарба тармагында жасалган иш-аракеттерде мындай коргонуу стратегиясы абдан натыйжалуу бир ыкма катары туураганга аракет кылынууда. Германиядагы Макс Планк (Max Planck) химиялык экология институтунда «өсүмдүк коргонуусунун генетикасы» чөйрөсүндө изилдөөлөр жасаган Джонатан Гершензон (Jonathan Gershenzon) мындай акылдуу стратегияны керектүү деңгээлде тууроого мүмкүн болсо, келечекте айыл-чарба дарыларын зыянсыз (уусуз) жасоого болот деп ойлоодо.49

Кээ бир өсүмдүктөр курттар тарабынан кол салууга кабылганда, ылдам бул курттар менен азыктанган аңчы курт-кумурскаларды өзүнө тарткан, учуучу бир химиялык затты чыгарат. Жардамга чакырылган курт-кумурскалардын өзгөчөлүгү болсо – бул жумурткаларын курттардын ичине ташташы. Курттан кабарсыз анын ичинде жашаган жана жумурткадан чыккан личинкалар болсо бул курттар менен азыктанып, чоңойуу мүмкүнчүлүгүнө ээ болушат. Натыйжада эгинге зыянын тийгизген курттар кыйыр бир стратегия менен жок кылынышат.

Өсүмдүктүн жалбырактарынын бир курт тарабынан жеп жатканын түшүнүшү да кайра эле химиялык ыкмалар менен ишке ашат. Өсүмдүк жалбырактарын жоготкону үчүн эмес, курттун шилекейиндеги химикаттарга жооп катары мындай бир коңгуроо сигналын чыгарат. Жөнөкөй сыяктуу көрүнгөн бул кубулушта ой жүгүртүү керек болгон көптөгөн жагдайлар бар. Булардын кээ бирлерин мындайча саноого болот:

Албетте, мээси да болбогон бир өсүмдүктүн коркунучтардын алдын алуу жолун ойлоп табышы, бир химик сыяктуу химиялык заттарды анализ кылышы, ал тургай муну өндүрүшү, пландуу бир стратегия жүргүзүшү мүмкүн эмес. Эч шексиз, кыйыр жол менен бир душманды жеңүү акыл талап кылган бир кыймыл-аракет. Өсүмдүктү мындай өзгөчөлүктөрү менен бирге жараткан – бул Улуу Раббибиз болгон Аллах.

Мына бүгүнкү күндө жайылып бараткан ушул сыяктуу биомиметика изилдөөлөрү аркылуу Аллах жандыктарда бизге көрсөткөн акыл таң калуу менен тууроого аракет кылынууда.

Найробидеги Эл аралык курт-кумурска физиологиясы жана экология борборунан жана Англиядагы Жер түшүмдөрү изилдөө институтунан бир изилдөөчүлөр тобу да бул багытта изилдөө жасашкан: эмгекчи топ жүгөрү жана буудай талааларында эгиндердин арасына айыл-чарба зыянкечтерин ушундай стратегия менен жок кылуучу бир чым эгишкен. Натыйжада, айыл-чарба дарысына муктаждык болбостон, зыяндуу жандыктардын таасирсиз кылынышында 80% ийгиликке жетишилген. Өсүмдүктөргө болгон мындай теңдешсиз ыкма жайылтылса, айыл-чарбада көп алдыга жылуулар болмокчу.50

АКШ Ютада өскөн бир тамеки өсүмдүгү болсо Мандука көпөлөгүнүн курту тарабынан кол салууга кабылууда. Бул зыянкечтин жумурткалары Geocoris курт-кумурскасы жактырган бир азык. Тамеки өсүмдүгү чыгарган учуучу химиялык зат урматында Geocoris аңчысы чакырылууда жана жумурткалар бул курт-кумурска тарабынан желгендиктен, курт санынын көбөйүшүнө жолтоо болунууда.51

Manduca moth caterpillar	Geociris

Океандын Тереңдериндеги Була-Оптикалык Долбоор

Rossella racovitzae	Optical fibers
"The Originator of the heavens and earth. When He decides on something, He just says to it, 'Be!' and it is." (Qur'an, 2: 117)

Rossella Racovitzae аттуу суу губкасы өсүмдүгү адам баласы эң жаңы технологияларда колдонгон була-оптикадан жасалган бутактарга ээ. Була-оптика жарыкты өткөрүүдө абдан натыйжалуу бир материал. Лазердик нурлардын була-оптика кабелинен өткөрүлүшү аркылуу алынган байланыш мүмкүнчүлүктөрү кадимки материалдан жасалган кабельдегилерге караганда, керемет жогорулайт. Чач кылы калыңдыгындагы 100 даана була-оптикалык кабельдин жанаша бириктирилиши менен алынган кабель кесиндисинен 40000 ар башка үн каналын өткөрүүгө болот.

Антарктика жээктеринин тереңдиктеринде жашаган бул губка түрү фотосинтез кыла алуу үчүн муктаж болгон жарыкты була-оптикадан жасалган тикен сыяктуу бутактары урматында оңой гана топтоодо жана чөйрөсү үчүн да бир жарык булагы болууда. Мунун урматында өзү да, бул губканын жарык топтоо жөндөмүнөн пайдаланган башка жандыктар да өмүрүн уланта алышууда. Ушул эле чөйрөдө жашаган бир клеткалуу балырлар да бул губкага жабышып, жашоолору үчүн керектүү жарыкты алышууда.

Антарктика жээктеринин 100-200 метр тереңдиктеринде, калың муз жыйындыларынын астында дээрлик капкараңгы деп айтууга боло турган бир чөйрөдө жашаган бир жандык үчүн күн нурун кармоо жандыктын жашоосун уланта алышы үчүн абдан чоң мааниге ээ. Жандыктын бул маселени чече алышы жарыкты эң натыйжалуу топтогон була-оптика менен жабдылышы урматында мүмкүн болууда. Белгилүү болгондой, була-оптика технологиясы акыркы кылымдын эң алдыңкы технологияларынын бири. Жапон инженерлер бул технологияны күн нурун бийик имараттардын нур жетпеген бөлүмдөрүнө жеткирүүдө колдонушат. Бийик имараттардын чатырына жайгаштырылган ири линзалар күн нурун була-оптика өткөргүчтөрдүн учуна багыттайт. Була өткөргүчтөр аркылуу күн нуру имараттын эң караңгы чекиттерине чейин жеткирилет.

Алдыңкы технологияга ээ өнөр-жайларында жасалган була-оптика затынын мындай бир чөйрөдө бул жандык тарабынан 600 миллион жылдан бери колдонулуп келиши илимпоздорду да таң калтырууда. Вашингтон университетинде механика инженери, адис Анн М. Мешер (Ann M. Mescher) бул чындыкты мындайча баяндайт:

Бул булаларды төмөнкү температураларда мынчалык теңдешсиз механика жана кемчиликсиз оптикалык өзгөчөлүктөр менен өндүргөн бир жандыктын бар болушу кереметтүү таасир берүүчү көрүнүш.52

Вашингтон университетинде профессор жана ошол эле учурда металлургия инженери Брайан Д. Флинн (Brian D. Flinn) болсо бул губкадагы жогорку түзүлүштү мындайча сүрөттөйт:

Бул келечекте 2 же 3 жыл ичинде (адамдар) телекоммуникацияда колдоно ала турган түрдөгү нерсе эмес, бул алдыбыздагы 20 жылда айлана-чөйрөбүздө көрүлбөй турган бир нерсе.53

Булардын баары бизге табияттын жана ичиндеги жандыктардын адамдар үчүн көп санда өрнөктөргө ээ экенин көрсөтүүдө. Аллах булардын баарын адамдар сабак алып, ойлонушу үчүн жараткан. Куранда мындайча буйурулууда:

Шек жок, асмандардын жана жердин жаратылышында, түн менен күндүздүн алмашышында таза акыл ээлери үчүн чындыгында аяттар (белгилер) бар. Алар турганда да, отурганда да, жатканда да Аллахты эстешет жана асмандардын жана жердин жаратылышы жөнүндө ой жүгүртүшөт. (Жана айтышат:) «Раббибиз, Сен муну максатсыз жараткан жоксуң. Сен – абдан Улуксуң, бизди оттун азабынан сакта.» (Ал-и Имран Сүрөсү, 190-191)