Kurbağaların Yapışkan Salgıları Onları Saldırılardan Nasıl Korur?

Birçoğumuz Kurbağa Prens hikayesini biliriz; prenses bir kurbağayı öper ve kurbağa şaşırtıcı bir şekilde bir insan prense dönüşür.

Gerçekte, birçok kurbağa türü derilerinde zehir üretir ve bunun etkileri hafif mide bulantısından ölüme kadar değişebilir, bu yüzden bu sevgi gösterisi genel olarak kötü bir fikirdir. Peki ya kurbağa kendini savunmak için daha sıra dışı bir yol bulsaydı, kahramanımızın dudaklarının öpücükle mühürlenmesine neden olsaydı?

Biyolojik yapıştırıcılar: Balçık kadar eski bir hikaye

İnsanlar şeyleri yapışkan hale getirmek için çoğunlukla sentetik malzemeler kullanırken, bizim asil kurbağamız -diğer tutkal üreten organizmalar gibi- “biyolojik yapıştırıcı” olarak bilinen şeyi üretir. Bu doğal olarak salgılanan malzemeler hayvanlar arasında yaygındır ve genel olarak hayatta kalmaları için gereklidir.

örneğin, midyeler ve deniz kabukluları, kendilerini yuva olarak adlandırdıkları su altı yüzeylerine kalıcı olarak yapıştıran bir tür yapıştırıcı üretirken, deniz yıldızı gibi diğer okyanus canlıları, hareket etmelerine yardımcı olması için farklı, çok daha geçici bir tür yapıştırıcı kullanırlar.

Karada ise en meşhur örnek şudur: örümcek tutkalıav yakalamak için ipek oluşturmak için yaygın olarak kullanılır. Ancak, burada odak noktamız karasal omurgalılar, en yapışkan örnekler gekoların ve bazı ağaç kurbağalarının ayaklarıdır. Bunlar “kuru” ve “ıslak” yapışmanın örnekleridir, yani gekolar yüzeylere yapışır aslında tutkala benzeyen hiçbir şey üretmedenağaç kurbağalarının ayak parmakları ise ince bir sümük veya mukus tabakasıyla kaplı.

Daha fazlasını okuyun: Doğadan ilham alan yapıştırıcılar bize daha hızlı gemiler, cerrahi yapıştırıcılar ve yapışkan araba lastikleri verecek

Bariz farklılıklarına rağmen, bu iki yapışma türü de “kendi kendini temizleyen” olarak tanımlanmıştır ve bu özelliği paylaşan sentetik malzemeler geliştirmemize yardımcı olabilir. Gerçekten de, farklı biyolojik yapıştırıcıların formüle edilme ve daha sonra salgılanma biçimleri genel olarak doğal mühendisliğin harikulade başarılarını içerir.

Diğer durumlarda ise tutkal salgılanmasının karmaşık geometrik işlemlerle daha az, büyük miktarda sümüğün bir defada boşaltılmasıyla daha çok ilgisi vardır.

Yapışkan salgılar: Beklenmedik bir savunma mekanizması

Geleneksel tıp ve şamanistik ritüellerden halk masallarına ve mitlere kadar kurbağalar ve kara kurbağaları dünya çapında kültürel açıdan önemlidir. Kurbağanın zehir bezleri özellikle belirgindir, çünkü bunlar silahlar, tedavilerveya hatta halüsinojenler.

Daha fazlasını okuyun: Yasadışı, zaman zaman ölümcül ve pek eğlenceli değil. Kurbağa toksini Kambô nedir ve insanlar neden kullanır?

Bugüne kadar, amfibilerin ten salgılı savunmaları üzerine Yapılan çalışmalar toksin işlevi fark eden moleküllere odaklanmıştır. Ancak, zehir taşıyıcısı olmalarının yanı sıra, az sayıda tür (dünyanın en büyük amfibisi olan Çin dev semenderi de dahil) daha az bilinen (ve çok daha yapışkan) bir hayatta kalma stratejisi geliştirdiler: tutkal.

Domates kurbağasıyla tanışın.

Stres altındayken hayvanın derisi saniyeler içinde aşırı yapışkan hale gelen kalın bir sıvı salgılar. Bir kurbağanın bakış açısından, bu stres genel olarak bir avcının (veya prensesin) saldırısı şeklini alır. Viskoz salgılamanın -temelde yapışkan bir sümük- tutkala dönüşme hızı, bir avcının kurbağayı yutmasını neredeyse imkansız hale getirir, muhtemelen ağzının ve yüzünün tutkalla kaplanmasının verdiği rahatsızlıktan dolayı.

Bu taktik ilk bakışta kaba ve zarif görünmese de, kurbağaya kaçması için zaman kazandırdığı için etkili bir savunma mekanizmasıdır.

Evrimsel bir balçık izini yeniden izlemek

Tutkal, kurbağalarda nadir görülen bir özellik olmasına rağmen, farklı kıtalara yayılmış türlerde birkaç kez evrimleşmiştir. Yakın zamanda yayınlanan araştırmam Bu olağanüstü hayatta kalma stratejisinin kökenlerini ve neden bazı kurbağalarda mevcutken diğerlerinde olmadığını araştırıyor.

Bu soruları cevaplamak için, öncelikle kurbağa tutkalının yapışkanlığını oluşturan bileşenleri belirlememiz gerekiyordu. Bunu, düşük teknolojili Lego tuğlalarından nanoskalada (bir metrenin milyarda biri) büyütme yapabilen yüksek teknolojili mikroskoplara kadar uzanan teknolojileri kullanarak yaptık.

Şaşırtıcı bir şekilde, bu tutkalı yapmak için gereken esas bileşenlerin insanlar da dahil olmak üzere hemen hemen bütün hayvanlarda bulunduğunu, ancak yalnızca amfibilerin bunları tutkala dönüştürmek için gerekli araç setini geliştirdiğini bulduk. Ve amfibiler arasında bile yalnızca seçilmiş birkaç tür – Madagaskar, Brezilya ve Avustralya kadar uzakta yaşayanlar – bu yeteneği gerçekten geliştirdi.

Aslında, domates kurbağasından yaklaşık 100 milyon yıllık evrimle ayrılan Mozambik yağmur kurbağasının kendi yapıştırıcı salgısını oluşturmak için aynı esas bileşenleri ve araç takımını kullandığını bulduk. Belki de bu yapıştırıcının en kötü şöhretli kullanımı aslında erkek kurbağaları dişilere yapıştırmayı içerir, Sir David Attenborough’un da onayladığı gibi.

Biyolojiden biyomimikriye: Ciddi derecede yapışkan bir cerrahi çözüm

Kurbağa tutkalı büyüleyici olmasının yanı sıra, aynı zamanda son derece hızlı etkili ve esnektir, yani pratik uygulamalar için büyük bir potansiyele sahiptir. İşte tam da bu noktada biyomimetik doğanın milyonlarca yıl boyunca evrimleştiği biyolojik süreçleri taklit etmeye çalışan bir alan.

Araştırmamız sayesinde, ilk kez, dört ayaklı bir hayvanın tutkalı nasıl ürettiğini tam olarak biliyoruz. Kurbağa tutkalından esinlenen tıbbi yapıştırıcıların cerrahi sızdırmazlık maddesi olarak nasıl kullanılabileceğini düş edin: sadece kuvvetli ve toksik olmayan bir madde olmakla kalmıyor, aynı zamanda hemen hemen her yüzeye uyum sağlayıp yapışabiliyor.

Dolayısıyla bir dahaki sefere şüphesiz bir kurbağayla karşılaştığınızda nazik olun; unutmayın, bu kurbağa bir gün kalbinizi iyileştirmenin anahtarını elinde tutuyor olabilir.