Bilim insanları, gezegenimizin en kurak bölgelerinde yer alan bitki topluluklarının, ilk bakışta rastgele ve dağınık görünmesine rağmen, aslında matematiksel bir düzene uyduğunu söylüyor. Bu düzen, kimyagerlerin atom ölçeğinde tanımladığı, “düzensiz hiperüniformite” örüntüsü olarak biliniyor.

Şanghay Jiao Tong Üniversitesi’nden matematikçi Quan-Xing Liu liderliğindeki bir ekip, bu “gizli düzenin” yalnızca nadir görülen bir doğa olayı değil, birçok kurak ekosistemin yaygın bir özelliği olduğunu gösterdi. Araştırmacılar, Dünya genelinde 400’den fazla kurak bölgenin uydu görüntülerini inceleyerek bu alanlardaki bitkilerin mekansal dağılımını analiz ettiler. Sonuçlar, kurak alanların yaklaşık %10’unun, düzensiz ancak kusursuz bir hiperüniform desen sergilediğini gösterdi. Bu örüntü, Namibya’nın uzaktan noktalar gibi görünen “peri halkaları” veya Batı Afrika’daki “kaplan çalılığı” gibi daha önce açıklanamayan doğal olguları da açıklıyor.

Liu, bu keşfi yaparken şaşkınlığını dile getirerek, “Tamamen rastgele bir dağılım veya düzenli, kümelenmiş bir desen bulmayı bekliyorduk. Bunun yerine, bitki topluluklarında daha önce kimsenin fark etmediği gizli bir düzen biçimi ortaya çıkardık” dedi.

Düzensiz hiperüniformitenin evrensel çözümü

Bu hiperüniform düzen, bitkilerin en kısıtlı kaynak olan su için verdikleri yoğun rekabetin bir sonucu olarak ortaya çıkıyor. Birbirine çok yakın olan bitkiler su için savaşıp kururken, çok uzak olanlar ise aralarında diğer türlerin istila edebileceği boşluklar bırakıyor. Düzensiz hiperüniform desen, bu iki durum arasında tam doğru dengeyi kuruyor ve bu durum, tüm topluluk için kaynak kullanımını en üst düzeye çıkaran ve rekabet çatışmasını en aza indiren zekice bir doğal strateji olarak yorumlanıyor.

Bu örüntü, ilk olarak 2000’li yıllarda atomların katı veya sıvı/gaz halinde değil, daha esnek ve verimli bir düzende bir araya geldiği kimya çalışmalarında tanımlanmıştı. Bugün bilim insanları, kuşların gözlerindeki hücrelerden bazı alglere ve hatta galaksilere kadar doğal dünyanın her yerinde bu deseni giderek daha fazla tespit ediyor.

İklim değişikliği ve erken uyarı işareti

Kurak alan bitkilerinin bu optimal dengeyi sağlaması, onların aşırı koşullarda işlev görmelerine yardımcı oluyor. Ancak bu hassas denge, iklim değişikliği, istilacı türler veya yol ve hendek gibi insan kaynaklı altyapılar nedeniyle bozulabilir. Araştırmacılar, bu dengenin bozulmasıyla “gizli düzenin” çökeceği ve hiperüniformitenin kaybının hassas bir erken uyarı işareti olarak kullanılabileceği konusunda uyarıyor. Bu kayıp, ekosistemin strese girdiğinin ve doğal direncini yitirdiğinin bir göstergesi olabilir.

Bu “evrensel çözüm“ün gücünü anlamak isteyen Liu’nun ekibi, Dünya’nın ötesindeki ekosistemleri de inceledi. NASA’nın Curiosity gezgininin Mars’taki bir kraterde kaydettiği görüntülerde yapılan analizde, kum üzerindeki çakıl kümelerinin, Dünya’daki kurak arazi bitkileriyle aynı düzensiz hiperüniformiteyi gösterdiği keşfedildi. Mars’ta biyoloji olmadığı için bu durum, örüntünün rüzgar, kum hareketi ve yerçekimi gibi fiziksel kuvvetlerle yönlendirildiğini kanıtlıyor.

Liu, “Aynı geometrik ilkenin bu kadar farklı sistemlerde ortaya çıkması, düzensiz hiperüniformitenin, kısıtlamalar altında paketleme ve verimlilik sorununa evrensel bir çözüm olduğunu gösteriyor. Bu ‘parçacıkların’ bitkiler, çakıl taşları veya hücreler olması fark yaratmıyor” diyerek, bu düzenin doğanın temel bir yasası olabileceğine işaret etti.