BiyolojiYer Bilimleri

Kayalar Üzerindeki Yaşam

Çeviren: Mert Günçiner               Düzenleyen: Nergiz Kaşka

Özet: Johns Hopkins Üniversitesinden bilim insanları Atacama Çölündeki kayalardan su çekmeyi başaran mikroskobik canlıları gözlemledi. Bu araştırma sonucunda yaşama en elverişsiz koşullarda bile canlılığın nasıl devam edebildiği incelendi.

Johns Hopkins Üniversitesi, Kaliforniya Irvine Üniversitesi (UCI) ve Kaliforniya Üniversitesinden katılan bilim insanlarının sunduğu ve Proceedings of theNational Academy of Sciencesdergisinde yayımlanan bir rapora göre en susuz ortamlarda bile biyolojik yaşam gözlemlenebilir. Atacama Çölüne benzer bir doğası olan Mars da buna dahil. Bununla birlikte kurak bölgelerde yaşayan insanlar bir gün bulunması zor olan sıvı alımını bölgelerinde bulunan çeşitli mineraller tarafından temin edebilirler.

Bu çalışmaya katkıda bulunan Johns Hopkins Üniversitesi Biyoloji Bölümü Doçenti Jocelyne DiRuggiero şöyle diyor: ‘’Mikroorganizmaların çeşitli minerallerden su çekebileceği bilim insanları tarafından bir süredir tahmin ediliyordu fakat buna ilk kez tanık olabildik. Bu yöntem sayesinde en yaşanılmaz ortamlardaki mikroorganizmalar bile yaşamlarına devam edebiliyor. Yaşamın daha zor koşullarda bile gözlemlenebileceğini gösteren bu yeni bakış açısıyla birlikte canlılık olmayacağını düşündüğümüz gezegenleri tekrar inceleyebiliriz.’’

Yapılan araştırmalar Chroococcidiopsisisimli bir siyanobakteri[1] üzerinden yürütüldü. Bu türe dünya çapında çeşitli çöllerde rastlanılabiliyor. Araştırmanın bir diğer odağı ise su içeren sülfat bazlı bir mineral olan alçı taşıydı. Kolonileşebilen küçük boyuttaki canlı türleri, Atacama gibi aşırı derecede yüksek sıcaklıklara, çok güçlü rüzgârlara sahip ve kavurucu güneşe maruz kalan bölgelerde ince bir taş tabakasının altında toplanarak hayatta kalabilir.

DiRuggiero bu bilgiler ışığında alçı taşı örneklerini toplamak için uzun bir mesafe katederek bu çöle gitti. Örnekleri topladıktan sonra laboratuvarına döndü ve mikroorganizmaların gözlemlenebileceği boyutlara kadar alçı taşlarını küçük parçalara ayırdı. Kaliforniya Irvine Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü David Kisailus’a gönderilen bu numuneler gerekli malzeme analizlerine tabii tutuldu.

Elde edilen sonuçlara göre mikroorganizmalar üzerinde bulunduğu kayanın doğasını değiştiriyordu. Canlıların kayalardan su çekmesiyle birlikte alçı taşları susuz bir mineral yapısı olan anhidrit[2] yapıya bürünüyorlar.

Bu çalışmanın başlamasına sebep olan ilk detay ise Kaliforniya Irving Üniversitesinde doktora sonrası araştırmalarını Malzeme Bilimi ve Mühendisliği üzerine yapan WeiHuang tarafından fark edildi. Atacama’dan elde edilen alçı taşlarını inceleyen Huang, örnekteki anhidrit yoğunluğuyla siyanobakteri etkinliğinin uyuşmasına dikkat çekti.

Akabinde DiRuggiero ve ekibi tarafından canlıların işgal edebileceği yarım milimetrelik küplerden oluşan kayalar seçildi. Kupon da denilen bu kayalar iki farklı koşulla ayrışacaktı: birisi tamamen suyun içinde, yüksek nemli bir çevrede, diğeri ise son derece kuru halde. Deney sonunda nemli bölmede bulunan alçı taşının diğerinin aksine anhidrit evreye geçmediği gözlemlendi.

Yeşil mikroorganizmalar su çıkarmak adına alçı taşını işgal ediyorlar. Johns Hopkins Üniversitesi ve Kaliforniya Irvine Üniversitesinden araştırmacılar çeşitli laboratuvar deneyleri yaptı. Bunların sonucunda canlıların işgal ettikleri bölgeyi anhidrit (susuz) bir duruma getirdiği görüldü. Canlılar bu ilkeyi takip ederek en zor koşullarda bile hayatta kalabilirler. (Kaynak: David Kisailus / UCI)

Kisailus şöyle diyor: ‘’Aslında kayalardaki suya ihtiyaçları yok, bunu çevrelerinden de elde edebilirler. Fakat buna benzer zor durumlar söz konusu olduğunda mikroorganizmaların alçı taşından başka su çekebilecekleri bir seçenekleri olmuyor. Hatta bu ihtiyaç yüzünden yaşadıkları ortamın yapısını değiştirmeyi bile göze alıyorlar.’’

Kisailus ve ekibi ileri seviye mikroskop ve spektroskopi (tayf ölçümü) teknikleri kullanarak biyolojik ve jeolojik yapılar arasındaki ilişkiyi gözlemlemeye çalıştı. Anlaşılan o ki bu küçük canlılar organik asitler içeren biyofilmler[3] oluşturarak su için kazı yapmaya başlıyorlar.

Huang daha sonra Raman spektroskopisiyle[4] birlikte çalışan bir elektron mikroskobu kullandı. Buradaki amaç ise canlıların kayalardan su çekerken belirli bir kristal ekseni takip edip etmediğiydi. Bu eksenlerin ise suya daha kolay erişimin olduğu kalsiyum ve sülfat iyonlarını içeren yüzeylerin arasında kalan bölgelerden ibaret olduğu görüldü.

DiRuggiero şöyle diyor: ‘’Mars’ta yaşam var mı? Bunu daha cevaplayamamakla birlikte yaşam dostu olmayan en imkânsız koşullarda bile kurnazca hayatta kalabilen canlıların varlığını görmüş olduk.’’

Bu araştırmadan elde edilecek bulgular aynı zamanda savunma sanayisinde kullanılabilir. ABD Ordusu Savaş Yetenekleri Geliştirme Komutanlığının bir kolu olan Ordu Araştırmaları Ofisinde yönetici Robert Kokoska şöyle diyor: ‘’Oldukça zor koşullara bile uyum sağlayabilen mikroorganizmaların çalışma ilkeleri ordunun da ilgisini çekmiş durumda. Zorlu saha görevlerinde malzeme üretebilme ve bu bölgelerde işletilebilecek güç üretim sistemleri kurabilme buradan çıkarılacak bilgiler sonucu mümkün olabilir. Bu araştırma sayesinde çöllerin yerlisi haline gelmiş, bulundukları ortamın yarattığı çoklu tehlikelere karşı çeşitli taktikler geliştirebilmiş bu mikroorganizmalardan önemli dersler çıkarabiliriz.’’


[1] Fotosentez özelliğine sahip tek hücreli bir bakteri türü. (Kaynak: https://en.wikipedia.org/wiki/Cyanobacteria)

[2] Bir maddeden su molekülü çıkarılmasıyla elde edilen susuz kimyasal bileşik.

[3] Bir veya birden fazla tür mikro organizma tarafından oluşturulan ve canlılara bulundukları ortama karşı korunma sağlayan yapılardır. Genellikle bakteri, mantar ve protistleri içerirler. (Kaynak: https://www.livescience.com/57295-biofilms.html)

[4] Bir spektroskopi tekniği. Genellikle moleküllerin titreşim, dönüş hareketleri gibi eylemlerinin incelenmesinde kullanılır. (Kaynak: https://en.wikipedia.org/wiki/Raman_spectroscopy)

Mert Günçiner

İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Elektrik Elektronik Mühendisliği öğrencisi, bilimsever.

İlgili Makaleler

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu