Katalog

MİKROBİYOLOJİ Laboratuvarda hayaletler dolaşıyor • Havadaki azotu, organik bileşimlere çevirerek kullanabilen tek bir canlı türü var: Bazı bakteriler. • Ancak mikrobiyologtar, omurgasız hayvanların da azotu sabitleştireceğine inanır ve sık sık olmayan hayaletler keşfederler. • Yeni sabitleştirici keşfine çıkanların bilimin en bariz kurallarını nasıl unuttuklarını okuyacaksınız. zotu sabıtleştırme araştırmasını, sık sık zıyaret eden bır hayalet var Azot sabitleştirici hayalet 150 yıldır değışık yerlerde ve her defasında değışık gorunumlerde ortaya çıkmış Son görulme olayı Bıyolojı Enstıtusu Dergısı Biologist'ın temmuz sayısındakı bır mektupta anlatılmakta Mektubun yazarı, St George Ingılız okulunun kınıyagerı G.B. Firth, 1968 yılında şeker kâsesınde bır böcek larvası keşfettığını bıldırıyor Bılımsel bır anlayışla, larvayı daha lyı ınceleyebılmek ıçın bır reçel kavanozuna almış Larvanın yaşaması ıçın gereken besın maddesı olarak da şeker koymayı unutmamış dığı koşulda çok yavaş buyuduklerını farketmış Daha sonra bunun nedenı açığa çıkıyor Öncekı çalışma odası ahırların beş kat ustundeymış Kapatılmış hayvanların yaydığı amonyak yukarıya yayılıyormuş Oysa Sussex'de benzerı koşullar yokmuş Kendı ayrıştırdıkları ve dığer resmı olarak kabul edılmış sabıtleştırıcılerın aslında atmosferde azot gazını ayrıştırabılen amonyak olduğu ortaya çıkmış Koleksıyoncuların yanılgısı da aynı nedene dayanmaktaydı A mutluluk duyarlar Ancak soz konusu dogma zamana karşı dayanarak, hâlâ aksını kanıtlamak çalışmalarını boşa çıkartmaktadır Omurgasız hayvanların da azot sabıtleştırebıleceğınden ılk kez kuşkulanan Fırth değıl elbette 1960'larda Londra'dakı Imperıal College'dan John Mllbank ve FPRL'den (Orman Urunlerı Araştırma Lab) Mlchael Baker tahta kurdu Anobium punctatum'u araştırdılar Bu böcek tahtadan beslendığı ıçın temel gıdası karbonhıdrattan oluşmakta Pekı buyumesı ıçın gereken azotu nereden elde edıyordu? Azotu kendisi sabitleştiriyor olabllir miydl? Yoksa bazı bıtkıler gıbı sımbıyotık bakterı mı taşıyordu"? 1960'larda gelışen mlkrobiyolo|ik ve biyokimyasal teknıklerle bu ıkı onerme denendı, ama her ıkısı de doğrulanamadı Kanatlı karıncalar da tahtada yaşadıkları ıçın aynı soruyu gundeme getırıyorlar 1970'lerde ABD'de yapılan araştırmalar onların da sabitleştirici olmadıklarını, ama midelerlnde sabitleştirici bakteriler taşıdıklarını ortaya koymuştu Insanlar, ınekler, domuzlar ve kuşkusuz çoğu hayvan da sorunu aynı şekılde çözmektedırler Fakat bakterilerin önemlı mıktarda azot sabıtleştırmedıklerını de bılıyoruz Örneğın 1973'le Peter Hobson, David Ware ve John Postage azot yetersızlığınden olen bır koyunu ınceledıklerınde, gunde 04 mılıgram azot sabıtleştınldığını saptamışlar Oysa bu mıktar sağlıklı bır koyunun gunlük ıhtıyacının %1'ınden az Amerıkalı araştırmacıların kanatlı karıncalar ustundekı çalışmalarına göre bu oran bıraz daha yuksek %34 Gıne'de yaşayan ve çok duşuk azot değerlı beslenme duzenlerı olan ınsanların da bağırsaklanndakı azot sabitleştirici bakterılerden yararlandıkları söylenıyor tun bıyolojık sıstemlerın azot sabıtleştırebıldıgını ıddıa ettı 1971'de ıse bır grup SSCB Bılım Akademısı yazarı bunu şıddetle reddettı 1980'de Tokyo'dan ıkı bılım adamı sıcak su kaynaklarında yaşayan Chlorella turunden yeşıl alga kulturuyle azot sabitleştirici bakteriler hakkında kaydadeğer bır yazı yayımladılar Yazının onemı, soz konusu organızmanın ılkel, ama gerçek bır bıtkı olmasıdır Ancak bu konuda daha sonra hıçbır rapor yayımlanmadı En egzotık hayallerden bırı de 1933'te Laudie'nın one surduğudur Laudıe, dıscovery ısımlı bır araştırma gemısıyle gıderken balınaların hızla çok derınlere daldıklarını ve aynı hızla da su ustune çıktıklarını gorunce çok etkılenmış Balına yerıne bır ınsan olsa bu anı basırıç değışıklıklerı karşısında kesınlıkle ölurdu Çunku dıbe dalarken sıkışan azot kanda erır ve yukarıya çıkarken de kabarcıklar halınde açığa çıkarak embolıye (damar tıkanması) neden olaoılır Oyleyse balınalar neden vurgun yemıyordu? O zamanlar Laudie'nın aklına gelen ılk yanıt, balınaların kanında sabitleştirici bakterilerin bulunduğu varsayımıydı Bakterı azotu o kadar hızlı sabıtleştırıyordu kı, yenıden gaz olarak ortaya çıkıp kabarcıklar oluşturamıyordu Bu ıddıasını kanıtlamak ıçın Laudıe yenı yakalanmış balınaların kanında sabıtleştırıcılere ılışkın akla yakın kanıtlar bulmayı da ıhmal etmemıştı Oysa artık şunu çok lyı bılıyoruz kı kan, koyu bır sabitleştirici çorbası olsa ve bakteriler olası en hızlı şekılde sabıtleştırseler dahı azotun gaza donuşumunu engelleyemezler 1949'da zoologlar soz konusu sabıtleştırıcılerın balınanın kan dolaşımının dışında bulunduklarını ve post mortem (ölunıden sonrakı) maddeler olduklarını ortaya koydular Ayrıca balına akcığerıntn, çok derınlerde bırkaç çanta boyuna kadar kuçulebıldığını bılıyoruz Ayrıca balınanın olağanustu kan hacmı, butun azotu bunyesıne alıp, sonra kabarcıklar oluşturmadan serbest bırakabılıyor Ve hayalet şekil alıyor Atmosferdekı sabıtleştırılmış azot nereden gelıyor? Kuruyan vucut sıvıları, mıkroplar ve sporları, ınce derı tabakaları ve benzerı maddelerden oluşan tozlar, azot bakımından çok zengındırler Mıkrop kulturlerı kısmen azottan arınmış olmalarına karşın, bılım adamiarı tamamen arındırıl mış olduklarını duşunme hatasını yapıyor lar Çunku tozların mıkrobıyolojık medya olarak kullanılan suya gırdıklerını yaygın olarak kullanılan jelatın maddesı agarın (denız yosunundan elde edılır) azot kaynağı olarak olu bakterılerden yararlandığını unutmaktadırlar Her laboratuvarda azot, amonyak ya da nıtrık asıt şeklınde de bulunabılır lyı bır laboratuvarda sabıtleştırılmış azotun kaynakları pek önemlı degıldır, ancak amonyak her yerde vardır Ahırlar, bebeklerın altlarının değıştırıldığı yerler gıbı barız konumlar dışında amonyak, ınsanların çalıştığı her yerde vardır Soluklarında, terlerınde, ıçtıklerı tutunde ve bazı temızlık malzemelerınde Aslında amonyak atmosferın seyreltık bır bıleşenı olmasına karşın, azotu az, jelatınıze edılmış bır kulturdekı bakterıyel kolonı alabıldığı kadar çoğunu alır Kolonıye yakın olan havadaki amonyak yoğunluğu azaldıkça, amonyağın kolonıye geçışı hızlanır Sabıtleştırılmış azotun bır dığer kaynağı da elektrık bujısı ıçeren ya da ıç yakımlı motorlardır Bunlar bakterilerin nıtrat olarak kullanabıleceğı azot oksıtlerı çıkarırlar Havadaki butun azot turlerını temızlemek çok zordur Tamamen temızlenmesı olanaksızdır Bu örneklerden anlaşılması gereken şudur Bakterıyel hayaletler, çevrelerınden, ya laboratuvar ortamtndan ya da atmosferden sabıtleştırılmış azot elde edebıldıklerıne gore, guvenın bağırsaklarında da aynı ışlevı gorebılırler Daha sonra olduklerınde de ev sahıplerıne bunyelerındekı butun azotu devredıyor olabılırler Fırth'ın sabitleştirici guvesı ıçın de ıkı olası açıklama yapılabılır Şeker onun zaıınettığınden daha az sabıt azot taşıyor olabılır Şeker bıtkı kökenlı olduğu ıçın, rafıne edılme ışlemı sırasında bıraz azot taşımak zorundadır Oysa larvanın daha duzgun bır azot alımı olmak zorundadır Chlorella konusundakı araştırma da dıkkatle ıncelendığınde, atmosferdekı azot oksıtlerın etkılerının hesaba katılmadığı gorulur Bılım adamiarı genellıkle butun dış koşulları denetımlerı altına aldıklarını sanmakla yanılmaktadırlar özellıkle bıyolojı ve çevre bılımlerı alanlarında çalışanlar, kendi varlıklarının bile bir klmyası olduğunu unutabiliyorlar. Bu makaleden asıl çıkarılacak dersın şu olduğu duşuncesındeyız Okuyun, ınceleyın ve lyıce özumleyın ve ancak ondan sonra bılım adamlarına ınanmayın! New Scientlst Ikı ay sonra larva, kozasıııı tamamlamış, beş ay sonra ıse kuçuk, ama aktıf bır guve olarak metamorfozunu (donuşumunu) tamamlamış Fırth, larvanın yaşamak ıçın şekerden aldığı karbon, hıdrojen ve oksıjenden başka, metamorfoz ıçın gereken azot ve dığer gıdaları nereden almış olabıleceğını merak ettı Azot sabitleştirici bır böceğı ılk keşfeden kendısı olabılır mıydı acaba? Temel doğru Fırth'ın deneyımındekı hayalet etkenı ıncelemeden once azot sabıtleştırılme çalışmalarının temel doğrulardan bırını anımsatmakta yarar var Atmosferımızdekı azot gazını organik bileşimlere çevlrmek yoluyla kullanabilen ya da teknık tanımıyla 'sabıtleştırebılen' tek canlı bakteridlr. Başka hıçbır gelışkın organızmanın bunu başarabıldığı görulmemıştır Ustelık butun bakterıler değıl, sadece belırlı bırkaç çeşıt bakterı sabıtleştırmede başarılı olabılmekte Mevcut azot sabitleştirici olarak tanınan bıtkıler ıse kendılerı bu ışlemı yapmayıp, azot sabitleştirici bakterılerden bırıyle ortak yaşam surduren geleneksel bıtkılerdır En tanınmışları Rhızobıun cınsınden baktenyle yaşayan baklagıllerdır, (bezelye, fasulye, vs) Ahırın sırrı 1964 yılında John Postage sabıtleştıricıler ustunde çalışırken bır çıft hayaletı ızole etmeyı başarmış Tabıı o sırada bunları 'hayalet' olarak tanımlamıyormuş Bakterısını ayrıştırdığı sırada Londra'da Royal Veterinary Collage'da çalışmaktaymış Elındekı kulturun saflığından ve kesınlıkle azotsuz bır ortamda buyuduklerınden kuşkusu yokmuş Fakat bazı nedenlerden dolayı çalışmasını Sussex Universitesi'nde devam ettırmek zorunda kalınca, organızmalarının, sabıtleştırılmış azot verılme Geri kalan azot nereden? Ancak araştırmacılar bu tur organızmalardakı olçumlennde bakterıyel sabıtleştırme oranının çok duşuk olduğunu goruyorlar Demek kı azot sabitleştirici bakteriler bazı hayvanlara eşlık ederek çok az mıktarda azot sağlıyorlar O halde gerı kalan azot nereden sağlanıyor? 1960'larda Sovyet araştırmacı Volskl bu Sadece bakteriler mi? Bu konudakı dogma, sabitleştirme Işlemini sadece bakterilerin yaptığı inancıdır. Butun lyı bılım adamiarı gıbı mikrobiyologlar da dogmalardan hoşianmazlar ve aksının kanıtlanmasından buyuk bır