Biyoloji ve Coğrafya

Neden İki Burun Deliğimiz Vardır? Nasıl Koku Alırız?

Yazı başlığında sorduğumuz sorunun cevabını hiç düşündünüz mü? Neden iki tane burun deliğimiz var? Sonuçta neden iki tane gözümüz ya da kulağımız olduğunu açıklamak kolaydır. İki tane gözümüz sayesinde derinliği algılar ve dünyayı üç boyutlu olarak görürüz. İnsanların iki kulağı vardır, çünkü bir kulaktan diğerine ulaşan bir ses arasındaki zaman farkı, sesin kaynağını bulmamızı sağlar. Kısacası İki göz, iki kulak, iki burun deliği. Stereoskopik görüş, stereo ses ve süper koku için bu çiftlere ihtiyacımız var.

İki burun deliğimiz ile aynı anda soluk alıp verdiğinizi düşünüyorsanız aslında yanılıyorsunuz. Gün içinde değişiklik göstermekle birlikte bir burun deliğimiz her zaman diğerinden her zaman daha aktif çalışır. Bir burun deliğimizden daha az hava almamız da artan kan akışıyla birlikte içindeki dokunun şişmesi ile alakalıdır.

Dediğimiz gibi bazen sağdaki bazen de soldaki burun deliklerimizden hava alış verişi azalır. Ancak ne olursa olsun bir iyi çalışan bir de o kadar iyi çalışmayan iki burun deliğine aynı anda ihtiyacımız vardır. Çünkü bu sayede kokuları birbirinden ayırt edebiliriz. Burundaki duyu hücrelerini kullanarak koku alırız ve bazı koku kimyasallarının bu reseptörlere bağlanması diğerlerinden daha fazla zamana ihtiyaç duyar. Bu nedenle, düşük hava akımı olan bir burun deliği, yavaş hareket eden kokuların algılanması için daha fazla zaman vererek bize daha geniş bir koku aralığı sağlar.

İki tane burun deliğimizin neden olduğunu açıkladıktan sonra açıklaması çok daha zor olan kısma geçelim. Nasıl koku alıyoruz? Daha iyi anlamak için avcunuza limon kolonyası döküp kokladığınızı düşünelim. Bakalım neler oluyor?

KOKU alma

Nasıl Koku Alırız?

Avcunuza kolonyayı döktüğünüz anda limon molekülleri hava molekülleri ile karışmaya başlar. Siz güzel kokuyu alırken, bu moleküller burun deliklerinden burun boşluğuna doğru yolculuğuna çıkar. Sonrasında da koku epiteli adı verilen bir alana ulaşır. Bu bölge, koku alma reseptörleri içeren nöron demetlerinden oluşur. Buradaki reseptörler beyne sinyaller gönderir. Bu sayede de molekülün limon kökenli olduğu ve hoş koktuğu anlaşılır.

Çeşitli kokuları algılama yeteneğimiz, bu koku alma reseptörleri( olfactory reseptörler) ile koku verici arasındaki etkileşimin karmaşıklığında yatmaktadır. Bunun nasıl çalıştığını gözlemlemek imkansız olduğu için, dolaylı yollardan nasıl çalıştıklarını anlamalıyız.

Kilit ve Anahtar Modeli

Bu model, farklı şekillere sahip koku molekülleri ile uyumlu koku alma reseptörleri olduğunu savunur. Bir molekül bir reseptöre kilitlendiğinde, reseptör beyne bir sinyal gönderir ve o molekülü koklarız. Bu, algıladığımız her koku için bir reseptörümüz olduğu anlamına gelmelidir. Benzer kimyasal yapılara (benzer moleküler gruplar) sahip moleküllerin benzer reseptörlere bağlanacağını varsayabiliriz. Örneğin, kükürt-hidrojen bağına sahip herhangi bir molekül çürük yumurta gibi kokacaktır. Bu teori, gözlemlere çok iyi uysa da açıklayamayacağı durumlar var. Aynı gruplardan oluşan, ancak farklı düzenlenmiş bazı moleküller çok farklı kokarlar.

Titreşim teorisi

Bu alternatif model, koku alma reseptörlerinin, kokuların nasıl titreştiklerine bağlı olarak nasıl koktuğunu tespit ettiğini söyler. Her kimyasal bağın doğal olarak titreştiği belirli bir rezonans frekansı vardır. Farklı moleküller, hangi atomlardan yapıldıklarına ve nasıl bağlandıklarına bağlı olarak farklı benzersiz titreşim frekanslarına sahiptir. Bu özelliği bilim insanları bilirler ve moleküllerin kimyasal süreçlerini anlamak için spektroskopi adı verilen süreç kullanırlar.

Ancak, uzun yıllar boyunca titreşim teorisi bilim dünyasında kabul görmedi. Çünkü burunlarımız spektroskopi yapamazlar. Ancak konu ile ilgili düşünceler işin içine kuantum mekaniği karışınca değişti. Kuantum mekaniğindeki temel kavramlardan biri, maddenin hem bir dalga hem de bir parçacık gibi davranmasıdır. Bu durumda elektron spektroskopisi olarak bilinen fenomeni doğurur.

Elektron spektroskopisi, ışık yerine titreşim frekanslarını tespit etmek için elektron kullanır. Ancak süreci açıklayabilmemiz için kısaca kuantum tünelleme kavramından da bahsetmek gerekir.

Kuantum Tünelleme nedir?

Kuantum tünelleme, elektronlar gibi kuantum parçacıklarının normal klasik parçacıkların gidemediği yerlere gidebilmesini sağlayan bir olgudur. Diğer bir deyişle bir partikülün, kendi kinetik enerjisinden daha yüksek potansiyel enerjiye sahip bir bariyere nüfuz edebilmesini veya içinden geçebilmesini tanımlar. Bir vadiye bir top atarsak topun kesinlikle vadide kalacağını biliriz. Topu diğer tarafa geçirmenin yolu ancak onu taşımamız olabilir. Ancak kuantum mekaniğinin olasılık dünyasında, topun vadide kalma şansı kadar vadinin diğer taraftaki düşük enerji durumuna geçme şansı da vardır. Çok basitçe söylemek gerekirse bu, kuantum parçacıklarının duvarlardan geçebileceği anlamına gelir!

Moleküllerin rezonans frekansları burnumuzda elektron tünelleme kullanılarak bulunuyor olabilir. Koku molekülü burun içindeki bir reseptöre bağlandıktan sonra, moleküldeki bir elektronun reseptörün diğer tarafına “kuantum tünelleme” yoluyla geçip sonrasında da beyine koku sinyali gönderebilir.

Reseptörleri çalışırken gözlemlemenin bir yolunu bulana kadar kesin olarak elbette bilemeyeceğiz. Ancak yine de, kuantum mekaniğinin bedenlerimizin günlük işleyişinde bile bir rol oynadığını görmek büyüleyici. 



Kaynaklar ve İleri Okumalar:

Matematiksel

Başa dön tuşu