Katalog

HAYVANLARDÜNYASI nli hayvan postlarımn sırrı Kaplanın ya da zebranın derilerindeki çizgiler, zürafanın vücudundaki kahverengi lekeler nereden kaynaklanıyor, hiç düşündünüz mü? Yaklaşık 40 yıl önce matematikçi Alan Turing, kimyasal tepkilere dayalı bir açıklamayla yanıtlamıştı bu soruyu. Günümüzde Fransız araştırmacılar bu teoriyi kanıtlamak üzere... D oğada gördüğümüz, yapı ve biçim çeşitliliğinin olağanüstü zenginliği hâlâ insanoğlunun kafasını kurcalayan bir sır. Kristallerin motiflerinin moleküller arasındaki geometrik düzenlemelerden kaynaklandığı biliniyor. Ancak daha geniş ölçekte, türdeş bir yapıdan karmaşık desenlerin kendiliğinden oluşumu nasıl açıklanabilir? Ya da basit bir cenin karmaşık bir yapıya nasıl dönüşür? Işte, bilim dünyasında önemini koruyan başlıca sorular bunlar. Kromozomlar bir organizmanın tüm özelliklerini içermesine karşın genetik her şeyi açıklamıyor. Leoparların lekeleri ve zebranın çizgileri doğrudan DNA içerisinde kodlanmamışlardır. Bunların ayrılmamış hücrelerden ortaya çıkmaları için fiziksel ve kimyasal olguların devreye girmesi gerekir. Işte yaklaşık 40 yıl önce Tngiliz matematikçi Alan Turing, konuya kimyasal mekanizmaya dayalı bir açıklama getirmişti. tngiliz bilim adamına göre gerçekte canlıların motifleri, değişik konsantrasyonlardaki kimyasal maddelerden oluşan "morphogene"lerdi ve bunlar alt desenlerı yansıtıyorlardı. Alan Turing'in teorisi bu kimyasal desenlerin oluşum reçetesini şu şekilde açıklıyor: Söz konusu reaksiyon en az Iki tür reaktifi harekete geçirmeliydi: a) Bir aktivatör: Üretildikçe kendi üretme oranı da artan maddeler aktivatör olarak adlandırılır. Başka bir deyişle, aktivatör kendi üretiminin katalizörü işlevini görür. Bu işlem, tutuşturulmuş bir saman parçasından çıkan alevlerin meydana gelen ısıdan daha hızla yayılmasıyla karşılaştırılabilir. b) Aktivatöre karşı oluşan yavaşlatıcı bir madde ise onun çoğalmasını engeller. Ancak bu işlemler de yeterli değildir. Bu tür bir reaksiyonda aktivatör ve yavaşlatıcı madde, hemen bir denge oluşturarak herhangi bir olayın meydana gelmesini engellerler. Motiflerin yapımı için üçüncü bir olgu niteliğindeki yayılma şarttır. örneğin, bir bardak suya damlatılan bir miktar mavi mü rekkebi gözümüzde canlandıralım; bu durumda mürekkep suyun rengini açık maviye dönüştürmek için yayılır. Kısacası yayılma olgusu bir yapımlılığın (homogeneite) temel taşıdır. Bu işlem gerçekte araştırmalarda elde edilmek istenen sonucun tersidir. Ancak Turing'in belirttıği kimyasal tepki eşbiçimliliğe olan eğilimi önleyebilir. Bunun gerçekleşebılmesi için de yavaşlatıcı madde aktivatöre göre daha hızlı dağılmalıdır. Aktivasyon, yavaşlama ve yayılma gibi olgular, Turing'in inceledıği yapıların oluşumu için gereken üç temel öğe. Bu aşamadan sonra, yapıların nasıl göründüğü açıklanabilir. Turing'in bu hipotezi, llya Prigogine'in başında bulunduğu Brüksel okulunun çalışmaları sayesinde 60"lı yıllarda yaygınlık kazandı. Brüksel grubu altıgen bir ağ üzerinde sıralanmış kare ya da dikdörtgen değil; bu nedenle de kareli zebraya rastlanmaz şerit ve lekelerin değişik motifler arasından en durgun, dolayısıyla incelenmeye en uygun olduklarını gösterdi. Ancak büyük teknik zorluklar nedenıyle bu teoriden uygulama aşamasına yollar sonra geçilebildi. Nihayet 1989 yılında Bordeaux'da Patrick De Kepper, Etiennette Dulos ve Jacques Boisonnade'dan oluşan ekip, leoparın lekelerine ve zebranın çizgilerine çok benzeyen renkli şeritleri küçük bir reaktör içinde sentetize etmeyi başardı. Bordeauxlu bilim adamları şimdi Turing'in yapılarıyla dalgaları birleştirip teorik bağlamda pek tanınmayan ve daha karmaşık olan motifleri inceliyorlar. Tüm bu çalışmalardan elde edilen veriler Turing teorisinin tartışılmaz doğruluğunu ortaya koydu. Ancak bunların, canlı organizmalardaki biçim ve motiflerin kökeninde yer alıp almadıkları henüz net bir biçimde bilınmiyor. Hiç kuşkusuz, Turing'in yapılarının oluşumu için gereken koşullar kimyada çok zor bulunurken biyolojinin tüm alanlarında rahatlıkla yaratılabiliyor. Aktivatöryavaşlatıcı madde türü reaksiyonlar biyolojide oldukça fazla; basit bir kalsiyum iyonundan dev molekütlere (protein ya da enzim) dönüşen etken türler ise yayılma işlemınin değişik ivmelerde gerçekleşmesini sağlıyorlar. Kısacası rengarenk desenli hayvan postlarına bakıp geçen insanoğlu zebranın çizgileri, jaguarın lekelerinin gerısinde oldukça karmaşık evrensel doğa yasalannın yattığını düşünebllir mi acaba? Çeviri: Anahid Hazaryan Science et Vie Temmuz/94 Motlfl&ntl kimyaSi: Yaratıcı reaksiyon, aktivatörü (san) ve onun yavaşlatıcı etkenini Çizgiler ve noktalar: laboratuvardaki doğa: Her şey 3 mm'iik bir (mavi) harekete geçırir. Bunlar başlangıçta homojen bir yapı oluşturmak üzere kanşırlar. kalınhk üzerinde 3 cm'llk çapı olan saydam birjöle silindih içinde olup bitiyor. Yavaşlatıcı Her zaman hafif konaantrasyon değişimleri meydana gelir; belli bir yerdeki aktivatör fazlalı maddeyi (mavi) ve aktivatörü (san) oluşturucu reaktitler durmadan silindirin yüzeyleriyle ğı (1) reaksiyon aracılığıyla hem kendi hem de yavaşlatıcı etkenin üretimini artınr (2). Yavaş temas eden iki rezervuara giriyorlar (1) vejöle İçinde ertyip (2) kanşıyorlar. Deneyin latıcı madde aktivatöre oranla daha çabuk yayılırsa llk oluşan tepedeki yoğunluğu azalır, başlamasından üç saat sonra Jölenin ortasında konsantrasyon farktılıklan meydana böylece aktivatör herhangi bir engelle karşılaşmadan artar (3). Ancak bu tepe etrafında ya geliyor. Bunlar şerit ya da leke 0) şeklinde motMer çiziyortar. Yanda bu reakaiyonun vaşlatıcı madde aktivatörün yayılmasını önler. Sonuçta değisimler birbirlerinden belli uzak sonucunu göstenn totoğnflar (30 ker» büyütülmüs) yer alıyor. hklarda ve bettl biçimterde ortaya çıkabilirier (burada, Oçgen şeklinde göriiluyortar). 41716