Böcek Sürüleri Havayı Bir Fırtına Kadar Elektriklendirebilir

Yarım yüzyıl önce, Amerikalı matematikçi Edward Lorentz, Brezilya'da kanatlarını çırpan bir kelebeğin kaotik bir domino etkisiyle Teksas'ta bir kasırga başlatıp başlatmayacağını sorguladı.

Bunun yerine, kanatlarını çırpan yeterince çekirgenin havayı bir fırtına gücüyle doldurup dolduramayacağını sorsaydı, soru aynı derecede ünlü olabilirdi. Şimdi bir cevabımız var.

Uçan böceklerin atmosferik elektrik alanları üzerindeki etkisi üzerine yapılan yeni bir araştırma, çok sayıda küçük kanadın çırpılmasının havayı, dönen su buharı bulutlarının bir fırtına içindeki havayı şarj edebileceği şekilde elektriklendirebileceğini buldu.

Bu, atmosferik elektrik alanındaki yerel kalıpları modellerken biyolojik fenomenleri hesaba katma ihtiyacının kanıtı olabilir.

Yeterince hareket verildiğinde, bu negatif yüklü parçacıklar, pozitif yüklü ceplerinden dökülebilir ve potansiyel gradyan adı verilen bir fark yaratabilir.

Bir fırtınada, hava sütunları üzerinde yükselen küçük buz parçacıkları, yere doğru yuvarlanan daha büyük parçalara sürtünerek, bulut tepeleri, bulut tabanları ve aşağıdaki yer arasındaki potansiyel gradyanları abartan bir taşıyıcı yük bandı oluşturabilir.

Yük birikimi esasen görünmez olsa da, etkiler değildir. Eğim bir devrilme noktasına ulaştığında, iyonize kanallar oluşur ve denge, yıldırım olarak gördüğümüz bir aceleyle etkin bir şekilde dengelenir.

Yıldırım olmadığında bile, zıt yük bölgeleri, çeşitli kirleticiler ve toz parçacıkları dâhil olmak üzere iyonların hareketleri üzerinde etki gösterebilir.

Bulut hareketlerinden yağışa, hatta kozmik ışın yağmurlarına kadar potansiyel gradyanların büyüklüğünü ve konumunu çeşitli faktörler belirleyebilir, ancak şimdiye kadar kimse biyolojik fenomenlerin etkisini gerçekten düşünmemişti.

Çalışmanın ilk yazarı İngiltere'deki Bristol Üniversitesi'nde biyolog olan Ellard Hunting, "Her zaman fiziğin biyolojiyi nasıl etkilediğine baktık, ancak bir noktada biyolojinin fiziği de etkileyebileceğini fark ettik" diyor.

"Farklı organizmaların, çevrede neredeyse her yerde bulunan statik elektrik alanlarını nasıl kullandıklarıyla ilgileniyoruz."

Böceklerin ve diğer omurgasızların kendilerini çevreleyen atmosfere karşı küçük bir potansiyel sağlayan yükler taşıyabilecekleri son yıllarda netleşti. Bebek örümcekler bu numarayı kendilerini gökyüzüne fırlatmak için bile kullanabilirler.

Ancak bu ufacık potansiyelin sürüler halinde nasıl biriktiği hiçbir zaman ölçülmedi. Böylece Hunting ve ekibi, birçok bal arısı kolonisinden birinin kaynaşmasını beklemek için Bristol Üniversitesi Veterinerlik Bilimleri Okulu saha istasyonuna gitti.

Arıların yoğunluğunu izlemek için bir elektrik alan monitörü ve bir kamera kullanan araştırmacılar, geçiş halindeki bir sürünün yerel potansiyel gradyanını izlediler. 3 dakika boyunca böcekler hızla geçtiler ve potansiyel eğimi metre başına 100 volta kadar yükselttiler.

Daha sonraki bir analiz, voltajın sürünün konsantrasyonuyla ilişkili olduğunu doğruladı ve araştırmacıların belirli bir hava parçası boyunca vızıldayan belirli sayıda arının atmosferin yükünü nasıl etkileyebileceğini makul bir güvenle tahmin etmelerini sağladı.

Arılar için yapılan testlere dayanan tahminlerini bilen ekip, aynı mantığı sürü halindeki diğer böceklere de uyguladı.

Çekirgeler için bireysel yükleri alıp veba boyutundaki sayılara ölçeklendiren araştırmacılar, önemli bir çekirge sürüsünün, elektrik fırtınalarında bulunanlardan farklı olarak potansiyel olarak yük yoğunlukları üretebileceğini hesapladılar.

Bu araştırma iScience'da yayınlandı.