Bir hayvan yaşamını sürdürebileceği bir bölgede, uygun sıcaklıkta, bitki örtüsünde yani kendine has doğal ortamında doğar yaşar ve ölür. Hayvanlar da insanlar gibi beslenmeye, uyumaya, çoğalmaya ihtiyaç duyarlar. Ama insanlar gibi akıl ve şuurları yoktur. Farkında olmadan yaratılışlarına uygun olarak hareket ederler. Büyük ya da küçük olmak, su ya da kara canlısı olmak onların elinde değildir. Hayvanların bilimsel olarak incelenilen yaşamları ve vücut yapıları da hikmetlerle doludur. Tabi ki vücut şekilleri de kendi tasarruflarıyla belirledikleri bir şey değildir. Kâinatta nasıl bir düzen ve intizam varsa bitki ve hayvan yaşamı da bir düzen içinde sürüp gider.

Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için vücut yapılarının gerekli enerjiyi depolayabilecek ve dış ortama aktarabilecek yapıda olmaları lazımdır. Her canlının geometrik cisimler gibi bir yüzey alanı ve hacmi vardır. Yüzey alanı / hacim oranlarının büyük ya da küçük olması canlının türüne, yaşadığı coğrafyaya, beslenme şekline göre değişir.

Bu matematik her yerde neden karşımıza çıkıyor acaba? Merak etmeyin sadece günlük yaşamdan örnekler verip yüzey alanı/hacim oranının önemine değineceğim.

Örneklerimize dev cüsseleriyle zor hareket eden fil ile başlayalım. Hacmi çok fazla olmasına rağmen hacmine göre yüzey alanı yeterli büyüklükte olmayan filler, yüzey alanını büyüten büyük kulaklara sahiptir. Yani bir canlının büyük yapılı olması onun yüzey alanı/hacim oranının büyük olduğu anlamına gelmiyor. Aksine küçük yapılı kedi, tilki, maymun, sincap ya da fare gibi canlıların ağırlıklarına göre yüzey alanları çok büyüktür. Bu yüzden yaşamlarını sürdürebilmeleri için çok fazla enerjiye ihtiyaç duyarlar. Bu canlılar hızlı yaşar ve genç ölürler. Sık beslenmek zorundadırlar. Vücutlarını serinletmek için de yüzey alanlarının büyük olması lazımdır. Canlının serinleyebilmesi için tıpkı ipe asılmış bir çamaşırın daha çabuk ve kolay kuruması gibi hava ile temas eden yüzey alanının büyük olması önemlidir. Tilki ve farekulaklarını, maymun da kuyruğunu büyüterek yüzey alanlarını dış ortamla mümkün olduğu kadar temas ettirirler. Böylece vücut sıcaklıklarını azaltmış olurlar.

Bu canlılara sıcakkanlı canlılar denir ve bunlar soğuk bölgelerde, özellikle kutuplarda yaşayamazlar. Şayet kutuplarda yaşasalardı vücut sıcaklıklarını muhafaza edebilmek için ağırlıklarından daha fazla besine ihtiyaç duyarlardı. Normalde tükettiklerinden kat kat fazla besin almaları ise sindirim problemi yaşamalarını neden olurdu. Bu da yaşamlarını sona erdirirdi.

Çocukken birçoğumuz ağaçtan ya da bisikletten düşmüşüzdür. Hatta mahalle maçlarında çamura bulanmışızdır.  Atalarımızın dediği gibi düşe kalka büyürüz.  Çocuklukta yaşanan bu kazalar genellikle ufak tefek yaralarla atlatılır. Ancak yaş ilerledikçe vücut yapısı da değiştiğinden bu tür kazaların etkisi de artar. İşte bu noktada yine yukarıdaki oran devreye girer. Küçük canlıların ağırlıklarına göre yüzey alanlarının fazla olması onlara bazı avantajlar sağlar. Yüksek bir yerden düşen küçük bir canlı büyük bir canlıya göre daha az hasar görür. Örneğin bir kedi yere düşerken ağırlığına göre yüzey alanı büyük olduğundan hava ile temas ettiği noktası çok fazladır. Bu da havanın direnç kuvvetini artırır. Böylece tıpkı bir paraşütün yere inerken insanı yavaşlatması gibi kedinin yavaşlamasını ve yere rahat inmesini sağlar. Ayrıca kediler dört ayak üzerine düşerler. Böylece rahat rahat ağaçlarda ve çatılarda dolanabilirler. Küçük balıklar da bu özellik sayesinde daha rahat yüzerler.

Bebekler yeni doğduklarında sık sık anne sütü alırlar. Bu sadece karınlarını doyurmak için değildir.  Diğer küçük canlılar gibi bebekler de daha sık beslenip vücut sıcaklıklarını korumak zorundadırlar. Çünkü yüzey alanları büyük olduğundan daha çok üşürler.

Yüzey alanı / hacim oranıyla günlük hayatta canlılar dışında da çokça karşılaşırız.

Eşit hacimli geometrik yapılı cisimler içinde ( küp, küre, silindir vb )  yüzey alanı / hacim oranı en düşük olan, küredir. Tüm gök cisimleri kendilerini taşıyabilmek için en küçük yüzey alanına sahip olmak durumundadırlar. Bu yüzden gezegenler küreseldir. Yağmur damlası küresel olma eğilimindedir. Parçalanmış demir parçalarının daha çok paslandığı görülür.

Konuya şu soruyla devam edelim. Bakalım tahmininiz doğru olacak mı?

1 kg küçük patatesten mi yoksa 1kg büyük patatesten mi daha çok kabuk çıkar?

Soruyu cevaplamadan önce alışverişte az fire çıksın diyerek büyük karpuz mu yoksa küçük karpuz mu tercih edersiniz onu düşünün.

Evet. 1 kg küçük patateste/karpuzda 1 kg büyük patatese/karpuza göre daha fazla kabuk çıkar. Sebebi küçük patates ve karpuzun yüzey alanı / hacim oranının fazla olmasından kaynaklanır.

Küçük cisimlerin yüzey alanı / hacim oranlarının fazla olmasından dolayı toz haline getirilen kömür kolay yanmaz, patatesleri büyük doğradığınızda ve köfteleri büyük hazırladığınızda daha zor kızarır.  Küçük parçalar halinde doğranmış yiyeceklerin yüzey alanı ağırlığına göre fazla olduğundan kızarmış yağla temas alanı fazladır ve daha hızlı kızarır. Parçalanmış buzun daha iyi soğutmasının sebebi de yine bu orandır.

Saydığımız tüm bu örneklerden bir cismin boyutlarının artırılmasının yüzey alanı / hacim oranını azalttığını ve bunun da canlılara dezavantaj sağladığını anlıyoruz.