Renkleri duyabilir miyiz? Sesin tadına bakabilir miyiz? Duyduğumuz bir melodi bize tatlı yiyormuşuz hissi verebilir mi? Haftanın bir gününü üç boyutlu algılayabilmek mümkün mü?
Bütün bu sorular kulağa çok garip geliyor olsa da buna benzer sayamayacağımız birçok örneği yaşayan insanlar mevcut. Bu gelişmiş algılama biçimine sinestezi deniyor. Bunu yaşayanlara da sinestet deniyor. Sanılanın aksine sinestezi bir hastalık veya sendrom değildir. Henüz bir yere konulmuş da değil.
SİNESTEZİ NASIL DENEYİMLENİYOR?
Henüz tam olarak çözülememiş olsa da genel olarak farklı serebral korteks tabakaları arasındaki sinirsel iletişimden kaynaklanabileceği düşünülüyor. Sinestetlerde duyularla bir uyaran algılandığında beyinde sadece o uyaranla ilgili kısım aktifleşmiyor. Aynı zamanda başka duyusal süreçler de aktifleşiyor. Bu sayede farklı duyuların birlikte algılanması mümkün oluyor.
Hepimizin beyninde belirli işleri yapmak için özelleşen, duyu sinyallerini algıladığımız alanlar bulunuyor. Buna işitsel korteks ve görsel korteks örnek olarak verilebilir. Görsel korteks, gözden gelen sinyalleri işleyip algılamamızı sağlarken işitsel korteks de aynı işlevi kulaktan gelen sinyaller için gerçekleştirir. Normal şartlarda bu iki farklı alan birbiriyle pek etkileşmez. Birbirinden bağımsız olarak iş görürler. Fakat sinestetlerde bu bölgeler sık sık birbiriyle etkileşir. Örneğin alfabede A harfini gördüğünüzde bir de buna ek olarak havada bir renk görüyorsanız beyinde harf tanımlama bölgesi ile renk tanıma alanı etkileşim gösteriyor olabilir.
Sinestezinin çalışma mekanizmasına ilişkin bir diğer kuram ise beynin geri bildirim mekanizmasında bir aksaklık olabileceğidir. Sinir hücrelerinin ateşlenmesi ve durdurulması belli bir dengeye sahiptir. Eğer nöron fazla sessizse gerekli sinyalleri iletemeyebilir. Aksine nöron fazla hareketliyse yanlış sinyaller gönderebilir. Sonuç olarak bahsettiğimiz denge bozulur ve algı karışıklığına sebep olur.
SİNESTEZİ TÜRLERİ
Harf-renk sinestezinde harfler ve rakamlar, renkler ile ilişkilendirilir. Sinestetler kendi aralarında da farklılık gösterebiliyorlar. Harf-renk sinestetlerinin hepsi aynı rakam ve harfte aynı rengi görmüyorlar. Bazıları 5 rakamında yeşil görürken bazıları turuncu olarak görebiliyor. Silgi sözcüğü birine sarı görünürken diğerine mavi gözükebiliyor. Bunların aksine ortak renk ve şekil görebilenler de yok değil.
Renk-ses sinestezisinde belirli melodiler belirli renkler olarak algılanır. Tek bir notayı tek bir renk ile ilişkilendirenler olduğu gibi gökkuşağı gibi rengarenk algılayanlar da bulunuyor.
Harf-tat sinestezisi: Fotoğraflar, kelimeler hatta karşısındaki insanın duygu durumunu tat olarak algılama durumudur. Karşısında hüzünlü birini gördüğünde hiç sevmediği bir yemeğin tadını aldığını vurgulayan sinestetler nadir olsa da var. Farklı şekilde tat ve kokuların da bir rengi olabiliyor.
Ayna-dokunma sinestezisi zaman zaman tehlikeli olabilen bir sinestezi türüdür. Bir başkasına dokunulduğunda o kişinin acısını kendi benliğinde hissetmek şeklinde deneyimlenebiliyor. Bir başkasına dokunulduğunda kendisine de temas edildiğini hissetmek şeklinde de yaşanabilir. Sinestezinin bu çeşidiyle nadiren karşılaşılır.
Harflerin kişisel özellikler ile ilişkilendirilmesi. T harfi korkak karakter ile bağdaştırılırken F harfinin cesur karakter ile bağdaştırılması gibi örnekler sıralanabilir.
Yukarıda belirtildiği üzere sinestezinin çok çeşidi bulunuyor.
SİNESTEZİ KİMLERDE GÖRÜLÜYOR?
Sinestezinin genetik bir kökeni olduğu biliniyor. Araştırmalar sinestezi deneyimleyenlerin yaklaşık %40’ında yakın akrabalarda da bu olgunun görüldüğünü vurgular nitelikte.
SONRADAN SİNESTET OLUNABİLİR Mİ?
Kurslara giderek, birilerinden ders alarak, izleyerek veya hakkında çok okuma yaparak sinestet olmak elbette mümkün değildir. Nadir de olsa sonradan sinestezi kazanılabiliyor. Tahmin edileceği üzere böyle bir olguyu kazanabilmek ancak bir kaza geçirmiş olmak, travma geçirmek ya da bazı kimyasallara maruz kalmak gibi durumlarda gerçekleşebiliyor. Bir süreliğine olabileceği gibi ömürlük de olabiliyor. Yoğunluğu, şiddeti ve süresi değişkenlik göstermektedir.
ÖNERİ: Sinestezinin insanlara neler kazandırdığını ve neler kaybettirdiğini biz sinestet olmayanlar elbette tam olarak anlayamayız. Fakat bir fikrinizin olmasını isterseniz Adam Fawer’ın ”Empati” kitabını okumanızı tavsiye ederim. Sinestezi olgusu, olay örgüsüyle çok güzel harmanlanmış halde okuyucuya sunuluyor.
Canlının temel bileşenleri organik ve inorganik maddeler olarak ikiye ayrılır. İnorganik maddeleri ve özelliklerini daha önceki yazılarımızda detaylarıyla işlemiştik. Okumak isterseniz buradan ulaşabilirsiniz. Bu yazımızda organik maddelerden biri olan vitaminler üzerinde duracağız.
Vitamin dediğimiz maddeler vücudumuz için esansiyel moleküllerdir. Esansiyel kavramı, fiziksel ve zihinsel gelişim için gerekli olan fakat insan vücudunda üretilmeyen ve dışarıdan hazır olarak alınması gereken molekülleri ifade eder. İnsanlar bu molekülleri ya tamamen hazır olarak alır ya da bunların öncül hallerini alıp vücutlarında dönüştürürler. Bu dönüştürme işlemi, vitamin sentezi olarak düşünülmemelidir. Sıfırdan bir vitamin yapımı söz konusu olmadığı için sentez olarak adlandırılması yanlış olacaktır.
Vitaminler hidroliz edilemezler yani sindirilemezler. Yapı birimleri (monomer) yoktur. Birbirleriyle bağlanarak bir polimer haline de gelemezler. Bunlar kana doğrudan geçebilecek şekilde hazır olarak bulunurlar. Besinler aracılığıyla vücuda alındıklarında sindirim sistemi bunlar üzerinde herhangi bir işlem uygulamadan zardan geçerek kana ulaşırlar.
BESİNLERİN HANGİ DURUMLARDA VİTAMİNLERİ ÖLÜR?
Oldukça hassas maddeler olan vitaminlerin hava, metal ve ışık ile teması, yüksek ısı, sıcaklık gibi durumlarda yapılarında bozulmalar görülür. Bu özellikleriyle proteinler ile benzerlik gösterirler. Proteinlerin de yapısı hassastır ve bu tarz olumsuz durumlarda denatürasyon (yapıda bozulmalar) gerçekleşir. Buradan anlıyoruz ki vitaminler çeşitli çevresel şartlarda hemen bozulabilirler. Kullanılan vitamin ilaçlarının soğuk yerlerde, koyu renkli cam şişelerde ( ışık ile temasını önlemek için) saklanması gerektiği belirtilir. Hava ile temas edilmeden tüketilmesi önerilir. Portakalın suyu sıkıldığında bekletilmeden içilmesi tavsiye edilir. Ne kadar çok bekletilirse ve havayla temas süresi uzarsa vitaminin olumlu etkisi o oranda azalacaktır. Yeşil sebzelerin metal bıçak yerine tahta bıçaklar yardımıyla doğranması gerekir. Tüm bunlar vitamin yapısının bozulmasıyla alakalıdır fakat bir vitaminin yapısını hepsi birden bozmaz. Bazı vitaminler sıcakta çok çabuk bozulurken bazıları hava ile temas ettiğinde hızla bozulur. Her vitaminin hassasiyeti farklılık gösterdiği için kendilerine has bozulma şekilleri görmek mümkün.
VİTAMİNLERİN İŞLEVLERİ
Vitaminler düzenleyicidirler. Enerji verici değiller. Bu iki özellikleriyle inorganik maddelerden olan minerallerle benzerlik gösterirler. Farklılaştıkları nokta, mineraller hem yapıcı hem onarıcı olmalarına rağmen vitaminlerin yapıcı-onarıcı görevleri yoktur. Bunlar tamamen düzenleyici olarak işlev görürler.
Enzimlerin yapısına katılarak koenzim olarak görev alırlar. Enzimler de düzenleyici moleküllerdir. Vitaminler başka bir düzenleyici molekülün yapısına katıldığı için bu bir düzenleme aktivitesidir. Hücre zarının yapısına katıldığında yapıcı-onarıcı rolünde denilebilir fakat enzimlerin yapısına katıldığında düzenleyicidir.
Vitaminler suda çözünenler ve yağda çözünenler olmak üzere ikiye ayrılırlar. B ve C vitaminleri suda çözünenlere örnek olarak verilebilir. A, D, E, ve K vitaminleri ise yağda çözünürler. Burada unutulmaması gereken nokta A ve D vitaminleri provitamin halinde alınırken B ve K vitaminleri insan bağırsağında mutualist ( mutualizm= karşılıklı fayda birlikteliği) yaşayan bakteriler tarafından üretilirler.
Suda ve yağda çözünen vitaminlerin önce genel özelliklerine bakalım. Ardından her bir vitamini ayrı ayrı inceleyelim.
SUDA ÇÖZÜNEN VİTAMİNLER
B ve C vitaminleri suda çözünürler. Bu özellik onun diğer özelliklerini de anlamayı kolaylaştırır. İnsan vücudunda su herhangi bir yolla depolanamaz. Eğer biz suyu depolayamıyorsak su içerisinde çözünen vitaminleri de depolayamayız. Bu da demek oluyor ki B ve C vitaminlerinin günlük olarak alınması gerekiyor. Yetişkin bir bireyin günlük 90 miligram C vitamini alması gerektiğini düşünelim. Kişi eğer vücuduna 100 miligram alacak olursa bunun 90 miligramı kullanılıp geriye kalan fark ( 10 mg) depolanmadan idrarla vücuttan uzaklaştırılacaktır. Vücutta depolanamadıkları için B ve C vitaminlerinin eksik olması durumunda belirtiler hemen ortaya çıkar.
Fotoğraf: Pexels.com
YAĞDA ÇÖZÜNEN VİTAMİNLER
A, D, E ve K vitaminleri yağda çözünebildikleri için bunların fazlası yağ dokuda depo edilebiliyor. Karaciğer de bu vitaminlerle alakalı birçok aktivite yapabilen bir organdır. Dolayısıyla bu organda da depolanabiliyorlar. Bu dört vitamin uzun süre vücutta barındırılabildiği için kolay kolay eksiklikleri görülmüyor. Eksildikleri durumlarda ise belirtiler geç ortaya çıkar.
Vitaminlerin dönüştürülebilir olup olmaması ve vücutta eksik olmaları durumunda ne gibi bozuklukların ortaya çıktığı önemlidir. Bu iki durumu vitaminler üzerinden tek tek anlatalım.
A VİTAMİNİ VE ÖZELLİKLERİ
Yağda çözünen bu vitamin vücuda öncül madde olarak alınır. A vitaminin öncül maddesi ”provitamin A”dır. Bunlar besin yoluyla provitamin A formunda alındıktan sonra ince bağırsak ve özellikle de karaciğer hücrelerinde A vitaminine dönüştürülür. Öncül olarak alınır ve ilgili organlarda dönüştürülürler.
A vitamini bilindiği üzere göz ile ilişkilendirilir. Bu vitamin gözlerde bulunan rodopsin denilen bir proteinin üretiminde rol alır. Bu vitaminin eksikliğinde rodopsin sentezi yapılamadığı için karanlıkta görme yetisi engelleniyor çünkü rodopsin karanlıkta görmeyi mümkün kılan bir proteindir. Bunun bir sonucu olarak A vitamini eksikliğinde tavuk karası olarak da bilinen gece körlüğü hastalığı ortaya çıkar. Ölümcül bir hastalık olmayıp A vitamini takviyesiyle düzeltilebilir.
B VİTAMİNİVE ÖZELLİKLERİ
Suda çözünen bu vitaminin B1, B2, B3 ve B12 gibi çeşitleri vardır. B grubu vitaminlerinin çeşitlerine göre görevleri değişiklik gösterir fakat genel olarak bakıldığında sinir sistemi ve sindirim sistemi üzerinde önemli etkileri bulunur. Eksikliğinde beriberi hastalığı, kansızlık, saç dökülmesi, sinir sistemi bozuklukları, sindirim sistemi bozuklukları ya da Pellegra gibi hastalıklar ortaya çıkar.
A vitaminin öneminin, öncülü olan provitamin A olarak alınması olduğundan bahsetmiştik. B vitaminindeki önemli nokta ise bu vitaminin insanlarda ince bağırsakta bulunan mutualist bakteriler tarafından üretilmesidir. Bu sebeple çok ciddi bir beslenme bozukluğu olmadığı müddetçe B vitamini eksikliği pek rastlanan bir durum değildir. Eksikliği en çok görülen B grubu vitamini B12‘dir. Bu vitamin sinir sistemi üzerine önemli ölçüde olumlu etkisi olan bir vitamindir.
C VİTAMİNİ VE ÖZELLİKLERİ
Suda çözünen vitaminlerden biridir ve bağışıklık sistemi ile beraber çalışır. Bu nedenle grip, soğuk algınlığı gibi hastalığı olan bireylere C vitamini takviyesi önerilir. Böylece bağışıklık hücrelerinin güçlendirilmesi ve daha iyi çalışması sağlanır. Eksikliğinde bağışıklık sistemi zayıflar. Buna ek olarak metabolizma bozuklukları, yaraların usun sürede iyileşmesi ve skorbüt gibi hastalıklar görülebilir. C vitamini takviyesiyle hastalıklar ortadan kaldırılabilir.
Fotoğraf: Pixabay
D VİTAMİNİ VE ÖZELLİKLERİ
Yağda çözünen bu vitamin tıpkı A vitamini gibi öncül haliyle yani ‘provitamin D’ olarak vücuda alınır. Ardından D vitaminine dönüştürülür. Bu dönüşüm biraz farklıdır. Dönüşüm işlemi, deri hücrelerinde yararlı ultraviyole ışınların etkisi ile sağlanır. Bir birey özellikle de gelişim çağındaki bir çocuk uzun süre karanlık bir ortamda tutulursa gelişim bozuklukları ortaya çıkar. Besin alınsa bile güneş ışığı alamadıkları için D vitaminini dönüştüremezler ve kemiklerde bozulmalar meydana gelir.
D vitamini yetişkinlerde ve çocuklarda farklı etkiler gösterir. Çocuklarda D vitamini eksikliğinde en çok rastlanan rahatsızlık raşitizm ( kemiklerin eğri katılaşması) olurken yetişkinlerde osteomalazi hastalığı ( bir çeşit kemik erimesi/ yumuşaması) ortaya çıkar.
E VİTAMİNİ VE ÖZELLİKLERİ
Yağda çözünen ve ısıya karşı dayanıklı olan bir vitamindir. Üreme sisteminin sağlığı için çok önemlidir. Bunun bir sonucu olarak E vitamini eksikliğinde üreme bozuklukları ile karşılaşılabilir. Karaciğerde de bir takım bozulmalara zemin hazırlar.
E vitamini , cilt yenilenmesine yardımcı olduğu için cilt için çok değerlidir. Evlerimizde bulunan kremlerin birçoğu E vitamini içerir.
K VİTAMİNİ VE ÖZELLİKLERİ
Yağda çözünürler. Tıpkı B vitamininde olduğu gibi mutualist bakteriler tarafından bağırsakta üretilirler. Eksikliğinde kanın pıhtılaşmasında gecikme, eğer ciddi bir eksiklik söz konusuysa hiç pıhtılaşamama görülür. Burada dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta var. Bazı kaynaklarda K vitamini eksikliğinde hemofili meydana meydana geldiğine dair yanlış anlatımlara yer veriliyor. Hemofili, kanın pıhtılaşamama hastalığıdır. K vitamini eksikliğinde de kan pıhtılaşmaması görülür. Sonuçları aynıdır fakat aralarında bir fark vardır. K vitamini eksikliğinde pıhtılaşma faktörü olan K vitamininin eksikliğinden kaynaklı bir pıhtılaşmama vardır. Hemofilide ise pıhtılaşmama bir protein eksikliğinin sonucudur. İkisi eşdeğer değildir. İlki K vitamini takviyesiyle düzeltilebilir. Hemofili ise genetik bir hastalıktır. Karıştırılmaması gerekir.
Biyolojik olarak türler genellikle iki kelime ile isimlendirilir. ‘Binomial nomenclature’ olarak bilinen bu ikili adlandırma sistemi, İsveçli biyolog Carl Linnaeus tarafından kendi yazdığı ‘Species Plantarum’ adlı kitabı ile ortaya konulmuştur. Bu sayede bitkiler ve ardından da hayvanlar yeniden ve daha sistemli bir şekilde adlandırılabildi.
İKİLİ ADLANDIRMA SİSTEMİNE NEDEN GEREK DUYULDU?
Hayvanlar ve bitkiler için 18. yüzyıldan önce tutarlı bir isimlendirme sistemi mevcut değildi. Pek çok zoolog ve botanikçi kendi tanımladıkları türlere kullanışsız, uzun ve değiştirilebilecek isimler veriyordu. Linnaeus öncesinde konulan isimler Latincenin yanı sıra bilim insanlarının ait oldukları ülke diline göre farklı kelimelerle sistemsizce kimliklendirilmekteydi. Örneğin bir gül türü farklı botanikçiler tarafından farklı adlandırılıyordu. Bu durum bir türü başka bir kişiye anlatırken sorunlar yaşanmasına sebep oluyordu. Bilim insanı olmak isteyen bir kişinin basit bir bitki veya hayvanın ismini öğrenebilmek adına bu kadar zaman kaybetmemesi ve sınıflandırmada evrensel bir sisteme geçilmesi için ilk değişimi Linnaeus yukarıda bahsedilen kitap ile yapmıştır.
BİLİM İÇİN NEDEN LATİNCE TERCİH EDİLDİ?
Bunun esas nedeni Latincenin ölü bir dil olmasıdır. Herhangi bir milletin onu resmi dil olarak kullanmayışı, zaman geçtikçe yazım ya da biçim olarak değişmeyeceğini garantiler niteliktedir. Farklı ülkelerden bilim insanlarının bu dile eşit derecede sahip çıkması bu yüzden. Latince oluşturulan ikili isimlendirmeler dünyanın her yerinde aynı ve nettir. Karıştırılması mümkün değildir.
İKİLİ ADLANDIRMA SİSTEMİNİN KURALLARI
Her tür, iki kelime ile tanımlanır.
Türün adlandırılmasında kullanılan ilk sözcük cins ismidir. İkinci kelime tanımlayıcı (belirleyici) isimdir. Bu ikinci sözcük epitet adı olarak da bilinir.
Cins ismi tanımlayıcı ad ile birlikte tür adını oluşturur. ( Cins adı + epitet adı = Tür adı)
Kullanılan dil Latince olmak zorundadır. Başka dillerdeki kelimelerin Latinceleştirilmiş versiyonları da kullanılabilir.
İkili adlandırma sisteminde cins isminin ilk harfi büyük, tanımlayıcı adın bütün harfleri küçük yazılır.
Kimi zaman alt türleri belirtmek için üçüncü bir kelime kullanılır. Bu kelime için de tanımlayıcı isim için belirtilen kurallar geçerlidir.
Yazılı kaynaklarda mutlaka italik ya da altı çizili olarak yazılırlar. Hem italik hem altı çizili yazmaya gerek yoktur. Eğer imkan yoksa tırnak içinde yazılmalıdır.
Verilen isimlerin temel düzeyde anlamlı kelimelerden oluşması tavsiye edilir fakat zorunlu değildir.
Geleneksel olarak, türü tanımlayan kişiler türlere kendi isimlerini vermezler. Bu pek hoş karşılanmaz. Bunun yerine onurlandırmak istedikleri bir diğer bilim insanının ismini vermeyi tercih ederler.
ÖRNEKLER:
Acheta domesticus, cırcır böceğinin Latince bilimsel ismidir. Burada Acheta kelimesi; bu canlının içinde bulunduğu cinsi ifade eder. İlk harfi büyük yazılır, domesticus ise tanımlayıcıdır ve küçük harflerle yazılır.
İkili isimlendirmenin ikinci kelimesi olan epitet adı, genellikle bir türün özelliğini vurgulayan bir sıfattır ve o türü tanımlamak için tek başına yeterli değildir. Birbirinden farklı türlerin epitet adı aynı olabilir ama bu durum yakın akraba olduklarını göstermez. Buna karşın cins adı aynı olan türler yakın akraba olarak kabul edilir. Örneğin Felis domesticus ( evcil kedi) ve Felis leo (aslan) türlerine bakılacak olursa cins isimlerinin aynı olduğu görülür. Bu iki tür yakın akraba olarak kabul edilir. Passer domesticus (bayağı serçe) ve Acheta domesticus (cırcır böceği) türlerine bakıldığında ise epitet adlarının aynı olduğu görülür fakat bu yakın akraba oldukları anlamına gelmez.
PROBLEMLER
Türler için iki terimli isimlendirmenin sağladığı avantajların yanı sıra bazı problemleri de beraberinde getirdiği olabiliyor. Yapılan bir revizyon sonucu bir türün bir cinsten diğerine taşınması gerekebilir. Taşınacak olan türün epitet adının, taşınacağı yeni cinste zaten daha önce kullanılması durumunda, taşınacak olan türün epitet adının değiştirilmesi gerekir. Çünkü iki farklı türün aynı cins ismi ve aynı epitet adına sahip olması karışıklık yaratır.
Temel bileşen olarak adlandırılan yapılar, canlı vücudunda bulunan maddelerdir. Burada incelenen hücre değil hücrelerin içerisinde ve dışarısında bulunabilecek olan besin molekülleridir. Canlı yapısını oluşturan bu temel bileşikler inorganik ve organik olmak üzere iki grupta incelenir. Bu yazıda inorganik maddeler üzerinde duracağız.
İsim olarak kısaca değinecek olursak inorganik maddeler; su, mineral, asit, baz ve tuz olmak üzere beş çeşittir. Organik maddeler karbonhidrat, yağ (lipit), protein, enzim, nükleik asit, ATP (Adenozin trifosfat), vitamin ve hormon olmak üzere sekiz çeşittir. Bazı kaynaklarda hormonlar ayrı bir başlık altında verilmez ve yedi çeşit olarak gösterilir. Yedi ya da sekiz bu farklılık çok önemli değildir. İnorganik maddelerin çeşitlerine tek tek bakmadan önce inorganik maddelerin kendi özelliklerine bir bakalım.
İNORGANİK MADDELERİN ÖZELLİKLERİ
Canlılar tarafından sentezlenemezler. Doğadan hazır halde almak zorunda oldukları moleküllerdir. İster ototrof ister heterotrof olsun inorganik maddeleri canlının kendisi üretemez.
Organik maddelerin hammaddesidir.
Sindirime uğramazlar.
Sindirilemedikleri için monomerleri (yapı taşları) yoktur. Sindirim reaksiyonları ile daha küçük parçalara ayrılamazlar.
Hücre zarından direkt geçebilecek kadar küçük yapılıdırlar.
Solunum tepkimelerinde enerji verici olarak kullanılmazlar.
Yıpranan dokuların onarılması ve metabolik faaliyetlerin düzenlenmesinde görev alırlar.
Genellikle hidrojen (H) ve karbon (C) atomlarını birlikte içermezler.
İnorganik maddelerin organik maddelere dönüştürülmesi işlemi ototrof canlılarda gerçekleşir. Kendine özgü organik madde üretimi tüm canlılarda ortak olmasına rağmen inorganik madde üretimini gerçekleştiremezler.
1- SU VE ÖZELLİKLERİ
Su dünya üzerinde çok büyük bir alan kaplar. Bu durum sadece dünya için değil canlı vücudu için de geçerlidir. Canlıların da vücudunun çok büyük bir kısmı sudan oluşur. Bu durumda su aslında canlıların temel bileşenleri içerisinde en büyük alana sahip olan yapıdır. Hem organik maddeler içerisinde hem de tüm temel bileşenler içerisinde en fazla bulunan sudur. Miktarı hücreden hücreye değişiklik gösterir. Kimi hücrelerde %30 civarında bulunurken kimisinde %80 civarında bulunabilir.
Suyun en önemli özellikleri; kohezyon kuvveti, adhezyon kuvveti, yüzey gerilimi, özgül ısı yüksekliği, buharlaşma ve donmadır. Bunların her birine yakından bakalım.
Kohezyon Kuvveti
Kohezyon kuvveti sadece suya özgü bir özellik değildir. Diğer sıvıların kohezyon kuvveti biyolojinin değil kimyanın konusudur. Dolayısıyla biz su üzerinden ilerleyeceğiz.
Su, moleküller halinde bulunur. Kapalı formülü H2O şeklindedir. Ortada oksijen ve bu oksijene bağlı iki hidrojen olarak düşünebilirsiniz. Su molekülleri hareket halindeyken tek tek ilerlemezler. Bir su molekülünün hidrojeni ile diğer su molekülünün oksijeni arasında hemen bir bağ oluşur. Bu bağ, hidrojen bağı olarak adlandırılır ve zayıf bir bağdır. İyonik ve kovalent bağın aksine hızlı ve kolay bir biçimde parçalanıp tekrar oluşabilir. Su molekülleri hareket halindeyken hidrojen bağları kopup diğer su molekülleri arasında yeniden oluşur. Bu sürekli tekrarlanır ve bu sayede su molekülleri birbirlerine tutunabilir. Su moleküllerinin hidrojen bağları ile birbirine tutunması sonucu ortaya çıkan kuvvet kohezyon olarak adlandırılır. Bunu bir örnekle anlatalım. Su bir yere döküldüğünde çok fazla saçılmaz. Belirli bir yerden hep aynı yolu izleyerek akmaya başlar. İşte bu şekilde bir arada kalabilmelerinin nedeni kohezyondur.
Yüzey Gerilimi
Yüzey gerilimini oluşturan kuvvet kohezyondur. Suyun yüzeyindeki su molekülleri arasında oluşan bir kuvvettir. En üstte bulunan su moleküllerinin birbirlerine sıkıca bağlanması (kohezyon kuvveti) sonucu yüzeyde bir gerilim oluşur. Bazı böceklerin su yüzeyinde durabilmesi ve yürüyebilmesi yüzey gerilimine bir örnektir. İnsanlar parmaklarını bastırdığında rahatlıkla su yüzeyini delebilir fakat aynı yüzey gerilimi bir böcek için delinmesi zordur. Nasıl ki insan asfaltta yeri delmeden yürüyebiliyorsa hafif ve küçük böcekler de yüzey gerilimini delmeden su yüzeyinde yürüyebilirler. Kuvvetleri yüzey gerilimini bozmaya yetmez. Su böcekler için sert bir yüzey gibi davranır. Su üzerinde taş sektirmek de benzer bir örnektir. Taş yüzey gerilimini bozmayacak bir kuvvetle suya değdiğinde su içine gömülmek yerine seker.
Fotoğraf: Tanguy Sauvin
Adhezyon Kuvveti
Kohezyonda su moleküllerinin, hidrojen bağını birbirleri ile yaptığından bahsetmiştik. Adhezyonda ise su moleküllerinin tutunma olayı başka moleküllerle gerçekleşir. Adhezyon en özet haliyle suyun başka bir yapıya yapışması olayıdır. Kıyafetlerin ıslanması buna verilebilecek iyi bir örnektir. Islanma aslında su moleküllerinin kıyafete yapışmasıdır. Suyun sürahiye yapışarak ilerlemesi de yine adhezyon sayesinde gerçekleşir.
Fotoğraf: Pixabay
Özgül Isı Yüksekliği
Bir maddenin birim miktarının ısınması için gereken ısıdır. Bir tencerenin içine bir miktar su ve metal kaşık koyduğumuzu düşünelim. Belli bir süre geçtikten sonra dokunduğumuzda metal kaşığın sudan daha fazla ısınmış olduğunu fark ederiz. Demir kaşığın öz ısı yüksekliği daha düşük olduğu için çok çabuk ısınır. Suyun öz ısısı ise daha yüksektir. Onu ısıtmak için gereken enerji miktarı daha fazla olacaktır. Bu nedenle denizler ve okyanuslar geç ısınıp geç soğurlar. Akdeniz kıyılarında en sıcak hava, temmuz ve ağustos aylarında görülürken, deniz suyunun sıcaklığının eylül ayında temmuz ve ağustos aylarına kıyasla daha sıcak olması da yine suyun birim miktarının ısınması için gereken ısı miktarının fazla olmasıyla ilgilidir.
Buharlaşma
Buharlaşma, suyun sıvı halden gaz haline geçmesi demektir. Buharlaşma sıcaklığı denilen bir sıcaklık noktası yoktur. Soğuk, ılık ve sıcak havada gerçekleşebilir. Buharlaşma hızı sıcaklık yükseldikçe artış gösterir. Buharlaşma, vücut sıcaklığının düşürülmesinde önemli rol oynar. Terleme esnasında vücuttan bir miktar su atılırken bir taraftan da ısı atımı gerçekleşir. Bu sayede vücut sıcaklığı düzenlenmiş olur.
Donma
Donma sıvı halde bulunan suyun katı (buz) hale geçmesidir. Donma olayının önemini bir formül üzerinden anlatalım. d=m/V formülünü duymuşsunuzdur. Buradaki m harfi kütleyi, V harfi hacmi ve d harfi birim hacimdeki kütle miktarı yani özkütleyi ifade eder (Özkütle, yoğunluk olarak da düşünülebilir). Su donarken suyun hacmi artar. Hacmin artması özkütlenin düşmesine yol açar. Bu durum buz küplerinin su içerisinde yüzebilmesi anlamına gelir. Normalde olması beklenen, buzun bir taş gibi dibe çökmesidir ama hacim artışı nedeniyle düşen özkütle buzun yüzeyde kalmasını sağlar.
Buzun düşük özkütleli olmasının canlılar için neden önemli olduğunu bir örnekle açıklayalım. Soğuk havalarda göllerin yüzeyinin buz tuttuğunu görürüz. Buz, bir taş gibi dibe çökecek olsaydı yüzey yeniden sıvı kalırdı. Yüzeyde kalan sıvı su her seferinde donarak dibe çökecek ve sonunda gölün tamamı donmuş olacaktı. Bu da göldeki canlılığın çok büyük kısmının yok olması anlamına gelir. Neyse ki buz dibe çökmek yerine gölün yüzeyinde kalır. Hava ne kadar soğuk olursa olsun buz kütlesinin altındaki su hep sıvı kalır ve bu da canlı yaşamının devam etmesi demektir.
Fotoğraf: Matthias_Groeneveld
Suyun Canlılar İçin Önemi
Donma, buharlaşma, özgül ısı yüksekliği, yüzey gerilimi, kohezyon ve adhezyon dışında suyun başka önemli özellikleri de var.
Su, kan aracılığıyla çeşitli maddelerin taşınmasını sağlar. Bu sayede kan içinde bulunan bir madde tüm vücuda taşınabilir.
Zararlı maddelerin seyreltilip vücuttan atılmasını sağlar. Tüm boşaltım şekillerinde bir şekilde su da atılır. Su atık maddeyi seyreltir ve daha kolay atılmasını sağlar.
Vücudumuzdaki bütün kimyasal tepkimeler için gereklidir çünkü enzimlerin çalışmasını sağlar. Enzim dediğimiz biyolojik moleküller ancak su miktarı belli bir seviyenin üstüne çıktığında çalışabilirler.
Fotosentez ve kemosentezin gerçekleşmesi için gereklidir.
Vücut sıcaklığının düzenlenmesini sağlar. Terleme sırasında dışarıya su atılırken ısı atımı da gerçekleşir ve bu sayede vücut soğutulmuş olur.
Moleküllerin parçalanmasını sağlayarak hidrolizde görev alır.
Çözücü bir moleküldür. Çözemediği hallerde bile maddelerin taşınmasını sağlar ama eğer molekülü çözerse daha rahat taşır.
2- MİNERAL
Mineral dediğimiz maddeler vücudumuzda mutlaka bulunması gereken moleküllerdir. Mineralin çeşidine göre vücudumuzdaki miktarı da değişiklik gösterir. Bazılarına daha yüksek miktarda ihtiyaç duyulurken bazılarına çok az oranda ihtiyaç duyulur. Bu mineralin çeşidiyle alakalı bir durumdur. Burada önemli olan minerallerin elzem maddeler olmasıdır. Mutlaka alınmaları gerekir.
Mineraller vücudumuzda iki şekilde bulunabilir. Ya çeşitli organik maddelere bağlı olarak ya da doğrudan inorganik maddeler (tuz) halinde bulunurlar.
Bir mineralin görevi o minerale özgüdür. Tek bir minerali yeterince alıp tüm süreçleri onunla halletmek mümkün değildir. Bu da demek oluyor ki her bir mineralden vücuda alınmalıdır.
Minerallerin Görevleri
Düzenleyici olarak görev yaparlar. Her mineralin düzenleyici görevi birbirinden farklıdır. Örneğin demir (Fe) eksikliğinde görülen kansızlık, klor (Cl) ile giderilemez.
Kanın osmotik basıncını düzenler. Kan osmotik basıncının düzenlenmesi sadece minerallere özgü bir görev değildir. Bu görev özellikle proteinlere aittir. Hatta proteinlerin osmotik basınç düzenlemesi minarellerinkine göre çok daha etkin bir düzenlemedir.
Hormon, enzim ve vitamin gibi moleküllerin yapısına katılarak doğrudan düzenleyici olarak da görev yapabilirler.
Mineraller enerji vermezler.
Sindirime uğramazlar.
Çok küçük yapılı oldukları için doğrudan hücre zarından ve kılcal damarlardan geçebilirler.
Tüm canlılar mineralleri dışarıdan hazır halde alırlar.
Vücudun çok küçük bir kısmını oluştururlar.
Bazıları enzimlerin yapısına katılarak katalizör olarak görev yaparken bazıları kas kasılmasında ya da sinirlerde uyartı iletiminde rol alabilirler. (Görevleri birbirinden farklıdır.)
Canlılar için en önemli olanları; potasyum, demir, kalsiyum, iyot, magnezyum, flor, kükürt, klor, sodyum, fosfor ve çinkodur.
3- ASİTLER
Asitlerin pH değeri 7’den düşüktür. Turnusol kağıdının rengini her zaman kırmızıya döndürürler. Tatları ekşidir. Su içerisinde Çözündüklerinde H+ iyonu verirler. pH değerini de bu şekilde düşürürler. Sudaki H+ konsantrasyonu ne kadar fazlaysa pH o kadar düşük olacaktır. Bu sebeple kuvvetli asitlerin pH değeri düşük, zayıf asitlerinki yüksektir.
Fotoğraf: Polina Tankilevitch
4- BAZLAR
Bazlar su içerisinde çözündüklerinde suyu OH– iyonu verirler. Hidrojen miktarları düşüktür. Bu sayede pH değeri 7’nin üzerindedir. Kuvvetli bazların pH değeri 7’nin çok üzerinde 14 civarında iken zayıf bazlarınki 7’nin üzerinde ama 7’ye yakındır.
pH değeri 7’nin altında olanlara asit, üzerinde olanlara baz, 7 civarında olanlara ise nötr madde denir. Bazların tadı, asitlerin aksine ekşi değil acıdır. Turnusol kağıdının rengini maviye çevirirler.
NOT: Asitler ve bazlar inorganik yapılardır. Fakat bazen organik maddeler de asit veya baz özelliği gösterebilir. Buna örnek olarak aminoasitler verilebilir. Aminoasitler organik maddelerdir fakat asit özelliği gösterebilirler. Fazla biriktikleri ortamlarda pH değerinin düşmesi yani ortamın asitleşmesine neden olurlar. Bu durumda asit özelliği gösteren her maddeye inorganik madde denilemez.
5- TUZ
Tuzların pH değeri 7 civarında olduğu için nötr moleküllerdir ama her nötr molekül tuz değildir. Tuzlar, asitler ile bazların nötralleşme tepkimesine girmesi sonucunda oluşur.
Asit + Baz → Tuz + H2O
Bu denklemde asit zayıf, baz kuvvetli olabilir. Aksine asit kuvvetli, baz zayıf da olabilir.
Canlılığın ortak özellikleri yaşam bilimi olan biyolojinin temel konularından biridir. Tüm canlılarda bulunan bu özelliklerin biyoloji odaklı tanımlanıp kategorize edilmesi her ne kadar doğru kabul edilse de sadece biyolojiye göre belirlenmesi yanlış olacaktır. Birazdan değineceğimiz özellikler biyolojiye ek olarak kimyasal ve fiziksel süreçlerin üçü bir arada göz önünde bulundurularak belirlenmiş özelliklerdir. Bu süreçlerden hangisine odaklanıldığına bağlı olarak farklı kaynaklarda farklı özellik sayısı ile karşılaşılması mümkündür. Tüm canlıların sahip olduğu ortak özellikleri yazının devamında şu alt başlıklar ile inceleyeceğiz:
Hücresel yapı
Beslenme
Hareket
Organizasyon
Uyarılara tepki verme
Büyüme ve gelişme
Metabolizma
ATP (Adenozin trifosfat)
Protein sentezi
Üreme
Homeostasi
Adaptasyon (uyum)
Boşaltım
Dışardan inorganik madde alımı
Nükleik asit, enzimler ve ribozom organeli
1- HÜCRESEL YAPI
Canlıların en küçük yapı birimi hücredir. Tüm canlılar hücre veya hücrelerden meydana gelir. Canlılar içerdikleri hücre sayısına göre tek hücreli veya çok hücreli olarak kategorize edilirken hücre yapısına göre prokaryot ve ökaryot olarak sınıflandırılabilir.
Bir hücreli canlıların tamamı prokaryot değildir. Bir hücrelilerden yalnızca bakteriler ve arkeler prokaryotik özelliktedir. Diğer tek hücreli canlılar yani protista alemindeki tek hücreliler ökaryot hücre yapısına sahiptir. Ökaryotik hücre yapısındaki tek hücreli canlılara örnek olarak paramesyum (terliksi hayvan), öglena ve bazı algler verilebilir. Çok hücreli canlıların tamamı ökaryot canlılardır. Çoğu bitki, hayvan ve şapkalı mantarlar bu özelliktedir.
Dikkat edilmesi gereken bir nokta var. Prokaryotların tamamı tek hücrelidir fakat tek hücrelilerin tamamı prokaryot değildir. Örneğin Protista alemindeki tek hücreli canlılar ökaryotik yapıdadır.
Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerde de bazı ortak noktalar bulunur. Hücre zarı, bunun içini dolduran sitoplazma , ribozom organeli, protein sentezi ve nükleik asit bulundurma her ikisinde de görülen özelliklerdir.
2- BESLENME
Tüm canlılar besine ihtiyaç duyar. Kimisi besini kendi üretir kimisi dışarıdan alır. Canlıların besine ihtiyaç duymalarının sebebi metabolik faaliyetleri için gerekli olan ATP (Adenozin trifosfat) enerjisine gereksinim duymalarıdır. ATP üretebilmek için yağ, karbonhidrat ve protein alabilmeleri yani beslenmeleri gerekir.
Canlılar beslenme biçimlerine göre ototrof ve heterotrof olmak üzere ikiye ayrılır. Ototrof canlılar da kendi içlerinde fotoototrof ve kemoototrof olarak iki gruba ayrılır. Fotoototrof canlılar ışık enerjisini kullanarak inorganik maddeleri organik maddelere çevirir. Siyanobakteri, öglena, alg ve yeşil bitkiler bu gruba dahildir. Kemoototrof canlılar ise kimyasal enerji kullanarak yine inorganik maddeleri organik maddelere çevirir. Bu gruba bazı arke ve bakteriler dahildir. Sadece prokaryotik canlılar kemosentez yapabilir, onun dışında hiçbir canlı grubu kemosentez yapamaz.
Özetle inorganik maddeleri organik maddeye çevirebilenlere ototrof, çeviremeyip hazır olarak tüketenlere heterotrof denir.
NOT: Öglena ve böcekçil bitki hem ototrof hem heterotrof olarak beslenebilir.
Heterotrof canlılar saprofit ya da holozoik olarak beslenirler. Besinlerin katı parçacıklar halinde alınıp sindirim emiliminin sağlanması yöntemine holozoik beslenme denir. Saprofit canlılar ise gıdalarını cansız maddelerden elde eden, genelde ölmüş ya da çürümekte olan hayvan ve bitkilerin içerdiği organik bileşikleri kullanan çürükçül organizmalardır.
Ototrof ve heterotroflar hakkında unutulmaması gereken bir nokta var. Her ikisi de kendine özgü molekülleri (protein) sentezleyebiliyor fakat inorganik maddeyi organik maddeye çevirebilen sadece ototrof canlılardır.
3- HAREKET
Tüm canlılar hareket eder. Bazıları aktif bazıları pasif hareket ederler. Hayvanlarda gerçekleşen yer ve yön değiştirme şeklindeki hareketlere aktif hareket denir. Su arayan bir hayvanın su kaynağına doğru ilerlemesi ve kuşların kanatlarını çırparak yer değiştirmesi buna örnektir. Bitkilerde tropizma ve nasti şeklinde gerçekleşen hareketlere pasif hareket denir. Alglerin içinde bulundukları suyun hareketine bağlı olarak yer değiştirmesi ve böcekçil bitkilerin turgor basıncı değişimiyle nasti hareketi yaparak yapraklarını kapatması pasif harekettir.
Uyarılar karşısında bitkilerde görülen hareket, uyaranın yönüne bağlı olursa tropizma (ÖR: ayçiçeklerinin yönünü güneşe çevirmesi), uyaranın yönüne bağlı olmazsa nasti (ÖR: küstüm otunun dokunulduğunda yapraklarını kapatması) adını alır. İkisi de pasif harekettir.
Fotoğraf: Patricia Luquet
4- ORGANİZASYON
İster bir hücreli ister çok hücreli olsun canlılarda organizasyon ortak bir özelliktir. Organizasyon canlılarda çeşitli vücut alanlarının belli kurallar dahilinde özelleşerek oluşturdukları düzendir. Bir hücreli canlılarda organizasyon, atomların moleküllere, moleküllerin organellere dönüşmesi şeklinde gerçekleşir. Hücre kısımları kendi aralarında iş bölümü yaparlar. Hücre zarının, sitoplazmanın ve organellerin farklı görevleri bulunur. Çok hücreli canlılarda ise hücrelerin dokuları, dokuların organları, organların sistemleri ve sistemlerin organizmayı oluşturması şeklindedir. İnsan vücudundan örnek verecek olursak sinir hücreleri bir araya gelerek sinir dokuyu oluşturur. Sinir doku bir araya gelerek beyin ve omurilik gibi organları oluşturur. Bu organlar sinir sistemini oluşturur. Sinir sistemi, dolaşım sistemi, iskelet sistemi, kas sistemi, hormonal sistem ve boşaltım sistemi gibi çeşitli sistemler bir araya gelerek organizmayı oluşturur. Bunların her birinin arasında iş bölümü bulunur. Her organ her sistem ve her hücre ayrı ayrı organizasyon içindedir.
5- UYARILARA TEPKİ VERME
Tüm canlılar iç ve dış ortamdan gelen fiziksel, kimyasal vb. uyarılara farklı tepkiler gösterir. Uyarılara verilen tepkilere örnek olarak göz bebeklerinin karanlıkta büyümesi, ayçiçeğinin güneş ışığına yönelmesi, bal arılarının besini haber vermek için yaptıkları dans ve lalelerin sadece uygun sıcaklıkta çiçek açması verilebilir. Canlılar algıladıkları uyarılara ne kadar doğru tepkiler verirse hayatta kalma ihtimalleri o oranda artar.
6- BÜYÜME VE GELİŞME
Bir hücreli canlılarda büyüme, sitoplazma hacminin artması şeklinde gerçekleşirken çok hücreli canlılarda hücre sayısı ve kütlesinin artması şeklinde meydana gelir. Canlı organizmanın sahip olduğu yapıların zaman içerisinde değişerek fonksiyonel açıdan olgunluğa erişmesine gelişme denir. Zigot oluşumu ile başlayıp yetişkin bir bireyin meydana gelişine kadar gerçekleşen olayların tamamı olarak da düşünülebilir. En basit yapılı canlıdan en karmaşık yapılı olana kadar canlıların tümü büyür. Büyüme ve gelişme süreçleri hücre bölünmeleri ile düzenlenir.
7- METABOLİZMA
Hücrede gerçekleşen yapım ve yıkım olaylarının tamamına metabolizma denir. Canlıların tam bir dinlenme halinde yaşamını devam ettirebilmesi için minimum düzeyde enerji gerektiren metabolizmasına ise bazal metabolizma denir. Tam dinlenme halinden kastedilen uyku hali değildir.
Metabolizma hızı her canlıda aynı değildir. Yaş ve cinsiyet bu hızı etkileyen önemli faktörlerdir. Küçük çocukların metabolizması yetişkinlere kıyasla daha hızlıdır. Kadınların metabolizma hızı erkeklerinkinden daha yavaştır. Yapılan işe göre de değişiklik gösterebilir. Bir sporcunun metabolizması masa başında çalışan birine göre daha hızlıdır.
Metabolizmanın yapım ve yıkım olayları karşımıza farklı isimlerle çıkar. Yapım olayları anabolizma olarak adlandırılır. Özümleme veya asimilasyon olarak da bilinir. Fotosentez, nükleik asit oluşturulması, protein ve nişasta oluşturulması gibi sentez olayları örnek olarak verilebilir. Yıkım olaylarına katabolizma denir, hidroliz ya da yadımlama olarak da kullanılır. Nişasta hidrolizi, fermantasyon ve oksijenli solunum katabolizma olaylarıdır. Yapım ve yıkım olayları bazı dönemlerde fazla bazı dönemlerde daha az gerçekleşir.
Büyüme (gençlik) döneminde anabolizma katabolizmadan fazladır.
Erişkinlik döneminde anabolizma olayları, katabolizma olaylarına yaklaşık olarak eşittir.
Yaşlılık döneminde ise katabolizma olayları daha fazla, anabolizma olayları daha az gerçekleşir.
8- ATP (Adenozin trifosfat)
Canlıların tamamı, metabolik faaliyetlerini gerçekleştirmek için gerekli olan enerjiyi ATP molekülünden karşılar. Canlıların ATP oluşturma mekanizmaları birbirinden farklıdır. Bir kısmı oksijenli ya da oksijensiz solunum bir kısmı da fermantasyon yolu ile ATP üretirler.
Fermantasyonun en bilinen çeşitleri etil alkol fermantasyonu ile laktik asit fermantasyonudur. Glikozun, 2 ATP harcanıp 4 ATP elde edilene kadar (net kazanç: 2 ATP) etil alkole kadar parçalanmasına etil alkol fermantasyonu denir. Olay sonunda karbondioksit ortaya çıkar. Bira mayası gibi canlılar bu fermantasyon tipini kullanır. Glikozun, net 2 ATP kazancı elde edilirken laktik asite kadar parçalalanmasına laktik asit fermantasyonu denir. Bu fermantasyon tipi yoğurt bakterilerinde ve insanların çizgili kaslarında görülür. Glikozun oksijen ile birlikte, karbondioksit ve suya kadar parçalanırken ara basamaklarda yaklaşık 32 ATP oluşturulan solunum tipine de oksijenli solunum adı veriliyor.
Pasif taşıma ve hidroliz dışında biyokimyasal olaylarda ATP kullanılır. Bu yüzden tüm canlılar ATP üretip tüketmek zorundadır. Bu arkeler ve bakteriler için geçerli olduğu gibi hayvanlar ve bitkiler için de geçerlidir. ATP üretimi fosforilasyon, ATP’nin yıkılıp kullanılması defosforilasyon olarak bilinir. Bu iki özellik tüm canlılarda ortaktır.
9- PROTEİN SENTEZİ
Prokaryot ve ökaryot bütün canlılar ribozom organellerinde kendilerine özgü protein moleküllerini sentezlerler. Enzimlerin yapısı proteindir. Enzimler olmadan biyokimyasal faaliyetlerin çoğu gerçekleşemez. Bu nedenle bütün canlılar protein sentezi yapmak zorundadır.
NOT: Bütün canlılar protein sentezi yapar fakat bütün hücreler protein sentezi yapmaz. Sadece ribozomu olan hücreler yapabilir.
10- ÜREME
Canlılar neslini devam ettirmek için ürerler. Neslini devam ettirmek için üremek canlıların ortak özelliklerindendir fakat yaşamak için üremek zorunlu değildir. Üreme her canlıda aynı gerçekleşmez. Eşeyli ve eşeysiz olmak üzere iki tipte olabilir. Bazı bitkiler tohum oluşturarak, kuşlar yumurtlayarak ve memeliler doğurarak eşeyli üremelerini gerçekleştirirler. Bira mayası tomurcuklanarak, bazı bitkiler vejetatif yol ile, planarya rejenerasyon yöntemi ile, amip ve öglena gibi canlılar bölünerek eşeysiz üremelerini yapabiliyorlar. Eşeyli üremede çeşitlilik olmasına rağmen, eşeysiz üremede çeşitlilik yoktur.
11- HOMEOSTASİ
Çevre şartları değişmesine rağmen canlıların iç çevrelerini dengede tutmasına homeostasi (iç denge) adı verilir. İnsanlarda hormonal sistem, boşaltım sistemi ve sinir sistemi iç dengeyi sağlamaya yönelik çalışır. Kanda glikoz, sodyum, potasyum ve suyun belli bir seviyede tutulması homeostasiye örnektir. Bunların fazlası iç dengenin korunabilmesi için vücuttan uzaklaştırılır. Sıcak ve soğuk bölgelerde yaşayan insanların kanının her zaman aynı sıcaklıkta kalması da homeostasi ile alakalıdır. Paramesyum gibi suda yaşayan bir hücreli canlılar kontraktil kofulları ile içeriye giren fazla suyu sürekli dışarı atarak iç dengeyi sağlarlar.
12- ADAPTASYON (UYUM)
Canlıların tamamı yaşadıkları ortama adapte olarak hayatta kalma ihtimalini artırır. Sıcaklığın çok yüksek olduğu bölgelerde kaktüsler yapraklarını iğne yapraklı hale getirerek, gövdesine su depolayarak adapte olmuşlardır. Bu özellikleri ancak kalıtsal olarak sahip olanlar kullanabilir. Bu özelliklere sahip olmayan kaktüsler elenmiş ve yok olmuştur. Doğal seleksiyona uğramışlar geriye kalanlar hayatta kalabilmiştir.
NOT: Adaptasyon; bir canlının bulunduğu ortamda yaşama ve üreme şansını artıran özelliklerin tümüdür. Adaptasyon kalıtsaldır.
Develerden örnek verecek olursak hörgüçlerinde yağ depolama özelliği olmayan genetik yapıdaki develer yok olurlar. Hörgüçlerinde yağ depolayabilenler ise hayatta kalarak adapte olurlar.
Fotoğraf: Brett Jordan
13- BOŞALTIM
Canlılar, hücreleri içindeki düzeni korumak yani iç dengeyi sağlayabilmek için metabolik atıkları (amonyak, üre, ürik asit vb.) ve ihtiyaç fazlası maddeleri (su, mineral, vitamin vb.) uzaklaştırmak zorundadır.
Amonyak en zararlı ve en çok su kaybettiren metabolik atıktır. Ürik asit ise aksine en az zararlı olup az su kaybettirir. Su kaybı problemi çok olan canlılar genellikle ürik asit olarak uzaklaştırırken su kaybı problemi yaşamayan canlılar genellikle amonyak olarak uzaklaştırır.
Tek hücreli canlılarda boşaltım hücre zarı ya da özelleşmiş organeller tarafından gerçekleştirilir. Bitkilerde su damlamayla boşaltılır.
14- Canlıların tamamı inorganik maddeleri dışarıdan hazır olarak alırlar.
15- Canlıların tamamında DNA (Deoksiribo nükleik asit) veya RNA (Ribonükleik asit), ribozom organeli ve enzim bulunur.
İnsanların bir kısmı alıştığı lezzetlerin dışına çıkmayı pek tercih etmezken bir kısmı yeni tatlar denemeyi tercih edebiliyor. Etrafta birilerine tarif verip, birilerinden tarif alan insanları bilirsiniz. Bu yazının konusu olan besine karşı genellikle bu her iki kesimdeki insanların da büyük önyargısı bulunuyor çünkü söz konusu besin kaynağı böcekler. Birçoğunuzun yüzünü buruşturduğunu tahmin edebiliyorum.
En çok hangi böcek türleri öne çıkıyor? Böcekler sürdürülebilir bir besin kaynağı mıdır? Entomofaji nedir? Böcek tüketmek güvenli midir? Avantajları ve dezavantajları nelerdir? Şimdi bu soruları teker teker yanıtlayalım.
ENTOMOLOJİ VE ENTOMOFAJİ NEDİR?
Orthoptera takımına ait bir örnek ( Fotoğraf: Ray Bilcliff)
”Insecta” olarak da bilinen böcekler, ”Arthropoda” şubesinde yer alan canlılardır. Bu eklembacaklı canlılar, ”Animalia” yani hayvanlar aleminin yaklaşık %75’ini oluşturur. Bu da demek oluyor ki böcekler, hayvanlar aleminin en kalabalık topluluğudur.
Entomoloji, en basit ifadeyle böcek bilimidir. Böcekleri inceleyen bilim dalına entomoloji, inceleyen uzmanlara ise entomolog adı verilir. Entomofaji kelimesi ise ‘böcek yeme’ anlamına gelmektedir ve bu yazının da konusudur. Azımsanmayacak ölçüde bir insan topluluğu günümüzde Afrika, Latin Amerika ve Asya başta olmak üzere birçok bölgede yüzlerce böcek türünü besin olarak tüketmektedir.
BÖCEKLERİN GIDA OLARAK TÜKETİLMESİ NEDEN BU KADAR GÜNDEMDE?
Hemiptera takımına ait bir böcek ( Fotoğraf: Erik Karits )
Böcek tüketimi her ne kadar gelişmemiş ülkelerde ön plana çıkıyor gibi görünse de yalnızca bu ülkelere has bir beslenme prensibi değildir aslında. Dünya nüfusunun artış hızı göz önünde bulundurulduğunda, yakın gelecekte geniş kabul gören bir besin kaynağı olacağını tahmin etmek zor değil. Hızlı artışına devam ettiği takdirde 2050 yılında dünya nüfusunun 9 milyarı bulacağı öngörülüyor. Beklenen gerçekleşirse et ve et ürünlerine artan talebin karşılanması problemi karşımıza çıkar. Hayvan çiftliklerinin artırımı ve bu alanlarda nispeten daha az yer kaplayan fakat üretim verimliliği açısından umut vadeden böcekler öne çıkacaktır.
TÜKETİM İÇİN EN ÇOK HANGİ BÖCEKLER TERCİH EDİLİYOR?
Coleoptera takımına ait bir böcek ( Fotoğraf: Moritz Spannenkrebs)
Farklı kaynaklarda yüzdelik tüketim oranları ufak farklılıklar barındırmasına rağmen en sık tüketim oranı genel olarak %30 civarında Coleoptera yani kın kanatlılar takımına ait böceklerdedir. Boyları 1 mm ile 15 cm arasında değişebilen bu böcekler bilinen en kalabalık böcek takımıdır. Parlak ve sert ön kanatlarıyla (elytra) etrafta sık sık gördüğümüz böceklerdir. Coleoptera takımından sonra en çok tercih edilen Lepidoptera olarak bilinen pul kanatlılardır. Kelebeklerin dahil olduğu takımdır. Ardından arıların dahil olduğu Hymenoptera (zar kanatlılar) takımı gelir. Dördüncü sırada çekirgelerin yer aldığı Orthoptera (Düz kanatlılar) yer alır. En az tercih edilen takım ise Hemiptera (Yarım kanatlılar)’dır. Böceklerin tüketim oranları bölgeden bölgeye değişiklik gösterse de genel tercih sırası bu şekildedir.
ALTERNATİF BESİN OLARAK ÜRETİLİP TÜKETİLMESİNİN SAĞLADIĞI AVANTAJLAR VAR MIDIR?
Lepidoptera takımına ait bir örnek ( Fotoğraf: Erik Karits )
Beslenme için hayvansal ve tarımsal ürünlerin önemi büyüktür fakat bu ürünlerin üretimi için gereken alan da büyüktür. Tarım alanlarını genişletmeyi ele alırsak orman arazilerinde bulunan ağaçların daha fazla kesilmesi gerekecektir. Bu durumda toprak kalitesi zamanla azalır. Bir yandan erozyon riski oluşurken diğer yandan da tarımsal gıda üretimi sekteye uğrar. Peki bunlara ayrılan zaman böcek üretimine ayırılırsa nasıl bir sonuç elde edilir? Büyük arazilere gerek olmaması ve küçük alanda yüksek verimlilik potansiyeli öne çıkar.
Tarla ürünleri, çiftlik hayvanları ve kanatlı hayvanların tükettiği su miktarı azımsanamayacak düzeydedir. Bir de buna insan kullanımını ve yakın gelecekte olması beklenen su kıtlığını eklersek daha az su tüketerek yetiştirilen besinlere ihtiyacın artması kaçınılmaz. Bu noktada karşımıza yine yenilenebilir böcekler çıkıyor. İnsanlara, hayvanlara ve bitkilere göre çok daha az su tüketiyorlar. Üstelik su içmiyorlar. Su ihtiyaçlarını bünyelerindeki metabolik sudan karşılıyorlar. Bu durum su tasarrufunda önemli bir avantaj olarak kabul edilebilir.
Aynı miktarda yem verildiğinde ‘Acheta domesticus’ olarak bilinen ev cırcır böceklerinin; kümes hayvanları, koyun ve danadan çok daha fazla gıda dönüşümü yaptığı yapılan araştırmalarda ortaya çıktı. Eşit miktarda yem ile diğer canlılara oranla daha verimli olmalarına ek olarak çevreye yaydıkları metan, sera gazı ve amonyak gibi maddeleri yok denecek kadar azdır.
Kuru ağırlıkları ölçüldüğünde böcekler %38-77 oranında protein içermektedir. Çok sayıda böcek türünün 100 gram kuru ağırlıkta, kırmızı et ve morina balığından daha fazla protein içerdiği saptanmıştır. Bu bilgi, gelecek yıllarda tükettiğimiz gıdalar arasına böcekleri dahil etmemiz durumunda protein bakımından herhangi bir besin yetersizliğinin söz konusu olmadığını gösterir.
Böcekler ve diğer eklembacaklıların dış iskeletlerinin oluşturulmasında kitin adı verilen bir karbonhidrat işlev görür. Bu polisakkarit, insanlar tarafından sindirilemeyen bir özelliktedir. Bunun bir diğer örneği de bitki hücre yapısının büyük bir bölümünü oluşturan selüloz polisakkaritidir. İnsan vücudu bu iki kimyasal bileşeni sindiremez ve bu sayede iyi derecede lif kaynağı olarak işlev görürler. Çözünemeyen bu kitin tabakaları sahip oldukları probiyotik etki ile bağırsakta bulunan mikrofloranın gelişmesine katkıda bulunur. Her gün belli bir oranda böcek tüketen bireylerin dışkı örneklerinde, böcek tüketmeyen bireylerinkine oranla probiyotik bakterilerinde yaklaşık 5 kat artış gözlenmiştir.
Lif içeriği ve probiyotik takviyesini bir kenara bırakıp protein sindirilebilirliğini artırmak amaçlanırsa böcekleri kitin tabakalarından arındırıp tüketmek daha iyi bir seçenek olacaktır. Toparlayacak olursak protein miktarındaki zenginlik, hızlı üreme, az masraf ile çok üretim, az yer kaplaması, düşük su tüketimi ve az sera gazı üretimi göz önüne alındığında dünya genelinde gerekli kontrollerin sağlanması şartıyla böcek çiftliklerinin kurulması büyük bir avantaj olarak karşımıza çıkar. Dünya genelinde gıdayı artırma ve açlığı minimuma indirme hedefleri için atılacak işlevsel bir adım olacağı düşünülebilir.
ENTOMOFAJİNİN BARINDIRDIĞI RİSKLER NELERDİR VE NASIL GÜVENİLİR HALE GETİRİLİR?
Hymenoptera takımına ait bir örnek ( Fotoğraf: Skyler Ewing )
Doğal yaşam alanlarından rastgele toplanan yenebilir böcekler ile özel olarak çiftliklerde denetim altında üretilen böcekler elbette aynı risk seviyesinde olmayacaktır. Doğal ortamında yaşayan böcekler devamlı hareket halindedir. Bu durum çok farklı besinlere ulaşmalarına imkan sağlar. Sabit bir besin ile beslenmemeleri, pestisit kullanılmış bitkilerden beslenmiş olma ihtimallerini artırır. Pestisit kullanılan bölgede sadece gezinmeleri bile bir risktir. Özel koşullar altında gerçekleştirilen böcek yetiştiriciliğinde bu tarz tehlikelerden korunma mümkündür.
Böceklerin bünyelerinde zararlı mikroorganizma, parazit canlılar ve ilaç kalıntıları bulundurma ihtimalleri var ve bu tamamen yetiştikleri alan ve yedikleri besinlere bağlıdır. Buna ek olarak doğadan rastgele toplanan çiğ ve taze böceklerde spor (dış yüzeyinde bulunan bir örtü ile çevrenin olumsuz şartlarından korunan, döllenme özelliğinde olmayan bir üreme hücresi) oluşturan bakteriler ve Enterobacteriaceae bulunabiliyor. Birkaç dakika kaynatılarak Enterobacteriaceae yok edilebiliyor fakat diğerlerini yok etmek o kadar kolay değildir.
Böceklerin insan gıdası olarak kullanılabilmesi için dikkat edilmesi gereken başka kurallar da var. Ölen böcekler çok hızlı bozuldukları için mümkünse sağlıklı ve canlı olarak toplanıp vakit kaybedilmeden işlenmelidir. Eğer böcekler kurutulmuş halde saklanacaksa depo içerisinde nemlenmemesine özen gösterilmelidir çünkü nem toksik küflerin gelişimine zemin hazırlar. Hamam böceği ve karasinekler gezindikleri bölgeler sebebiyle çoğunlukla bakteri taşıdıklarından yenmemeleri daha uygundur. Renkleri parlak olan böcekler genellikle zehirlidir. Tüyleri olan böcekler, boğazı tahriş edici özelliktedir, yutması nispeten zordur. Besin kaynağı olarak bitkileri kullanan böceklerden yeşil ve kahverengi olanlar ile bunların çeşitli renklerdeki larvaları tüketime uygundur.
BÖCEK YEMEYİ NEDEN REDDEDİYORUZ?
İnsanlar bildikleri gıdaları tüketirken rahattır fakat konu yeni bir gıda denemek olduğunda her daim içimizde bir tereddüt, kafamızda bir soru işareti belirir. Besin seçimi alışkanlıklar üzerine kuruludur ve alışkanlıkları değiştirmek zordur. Gıda tüketim alışkanlıklarının her ne kadar o gıdanın kalori değeri, bileşimi ve beslenme bakımından denge durumları tarafından belirlendiği algısı yaratılsa da aslında en temelde kültür tarafından belirlenir. Bu da demek oluyor ki gelenekler, din ve moda besin tercihlerimizi etkileyen birer faktördür. Entomofajiye yani böcek yemeye karşı en çok karşılaşılan tavır, mide bulantısı olarak karşımıza çıkar. Yapılan gözlemler sonucunda canlı böcek tüketimi yerine haşlanmış veya kızartılmış böcekler daha çok tercih edilir olduğu anlaşıldı. En çok tercih edilen yöntem, toz haline getirilip yemeklere konulmasıdır. Bu yöntem ile tüketimin artırılması sağlanabilir.
BÖCEKLER SÜRDÜRÜLEBİLİR BİR BESİN KAYNAĞI MIDIR?
İnsanların sindirim sistemleri ve sindirim enzimleri çok güçlüdür. Sindirim olayı ancak söz konusu besini sindirebilecek enzime sahip olunduğunda gerçekleşebilir. Biz insanların son derece kuvvetli sindirim enzimlerimiz olmasına rağmen selüloz ve kitini çözebilecek enzimlere sahip değiliz. Selüloz, bitkilerde hücre yapısının büyük bir bölümünü oluşturan, yapının sert ve kuvvetli olmasını sağlayan bir karbonhidrattır. Kitin ise böceklerin de dahil olduğu eklembacaklıların dış iskeletinin kurulmasını sağlayan, yapıya sertlik ve dayanıklılık veren bir karbonhidrattır. Böcek yediğimizde iç organlarını sindirebiliriz ama dış iskeleti değil. Böceğin bir biriminden faydalanırken üç birimi çöp demektir. Oran kesin değildir, değişiklik gösterebilir. Burada asıl anlatılmak istenen böceklerde sindiremediğimiz kısmın sindirebildiğimiz kısımdan daha fazla olmasıdır.
Gelecekte böcek yiyerek hayatta kalacağımız söylenip duruyor. Bunun mümkün olabilmesi için bir öğünde kilolarca böcek yememiz gerekebilir. Büyük bir kısmının sindirilemeden vücuttan uzaklaşacağı düşünüldüğünde yemek yerken harcanan enerji, alınan kaloriye değer mi tartışılır. Milyonlarca böcek olduğu doğru ama milyarlarca da insan var. Türkiye’de TÜBİTAK ve dünyada da bazı başka kuruluşların bu konuya büyük bütçeler ayırdığı biliniyor ama böcek tüketiminin sürdürülebilirliğini sağlama ve insan nüfusuna yetirebilme konusunda sınıfta kalınabilir.
Son dönemlerde adli entomoloji (adli böcek bilimi) çalışmaları tüm dünyada hız kazanmış durumdadır. Birçok ülkede entomolojik deliller tıpkı biyolojik deliller gibi kabul görülüyor. Bu veriler kriminal araştırmalarda ve olay yeri incelemelerinde önemli rol oynamaktadır. Mahkemelerde kullanımı da yaygınlaştırılmaya çalışılıyor.
Adli entomoloji, böcek çalışmalarının yasal araştırmalarda kullanılması olarak tanımlanabilir. Adli bilimler arasında en eski bilim dallarından biridir. Adli bilimlerde böcek verilerinin temel kullanımı şu şekildedir: cesette ölüm zamanının tespit edilmesi (post-mortem interval: ölüm sonrası geçen süre) ve ölüm yerinin tespiti. Şüpheli ve kurban bağlantısının gün yüzüne çıkarılmasında ve ölüm vakalarında tanıkların ifadelerinin teyit edilmesinde entomolojik deliller büyük önem arz eder. Ölümden sonra insan cesedi ve bunun üzerinden beslenen böcekler, fiziksel delil olarak kabul edilirler.
ADLİ ENTOMOLOJİHAKKINDA
Adli böcek bilimi veya biyokriminal entomoloji olarak da bilinir. Adli tıbba yardımcı olur ve onun yetersiz kaldığı noktada maktülün ölüm zamanına ilişkin yaklaşık bir tahmin elde edilmesini sağlayan bilim dalıdır. Bu da ceset üzerinde bulunan böcek ve başka bazı eklembacaklıların larva ve erginlerinden yola çıkılarak yapılmaktadır.
Ölüm sonrası oluşacak olan çürüme; nem, ortam ve ısı gibi etkenlere bağlı olarak değişiklik gösterebilmektedir. Çürüyüp yok olma sürecinde çürükçül (leşçil) canlıların rolü, göz ardı edilemeyecek bir öneme sahiptir. Fakat bu canlıların hepsi eş zamanlı olarak ceset üzerinde bulunmaz. Farklı zamanlarda görülürler ve bu durum cesedin bozulma süreçlerine bağlı olarak gerçekleşir. Adli entomoloji, buna benzer zaman farklılığını tespit ederek geriye dönük ölüm zamanını tespit etmeye yarar. Bu bilim dalı aslında adli tıbbın entomolojiye uyarlanmış halidir.
Adli yargılamalarda, ölüm yeri ve zamanın bilinmesi çok önemlidir. Adli entomolojide esas olarak böceklerin yaşam evreleri incelenmektedir. Bu canlılar; yumurta, larva, pupa ve ergin olmak üzere toplam dört yaşam evresine sahiptir. Bahsettiğimiz bu bilim dalının asıl yoğunlaştığı nokta ise bu evrelerin farklı zaman ve yerde hatta cesedin değişik bölümlerinde görülmesidir.
Ölüm vaktinin tespiti için çok çeşitli yöntem ve kriterler kullanılır. Ancak bunlardan hiçbirinin ”tam güvenilir” sonuçlar vermediği bilinmelidir.
İHMAL EDİLEN AYRINTI
Yıllardan beridir burun, göz hatta bazı başka deliklerde ve genel olarak cesedin üzerinde bulunan yaralarda kurtçuklar yer alır. Bu kurtçuklar önemsenmez ve ölünün tiksindirici bir öğesi olarak kabul edilirdi. Bu sebepten cesetler otopsi masasına konulmadan önce yıkanırdı. O dönemde adli bilimlerin dikkatle inceledikleri detaylar şunlarla sınırlıydı: ısırık izleri, sıçramış kan analizi, ateşli silah muayenesi, balistik ve barut tozu kalıntısı. Anlaşılacağı üzere böcekler ihmal edilirdi. Zaman geçtikçe adli entomoloji, araştırmalara dahil edilmeye başlandı.
ADLİ ENTOMOLOJİNİN GÜVENİLİRLİĞİ
Yapılan uygulamalarda, ölüm vaktinin belirlenmesi açısından birçok kriter ve yöntem mevcuttur. Fakat bunlar ölümden sonra geçen zaman diliminin belirlenmesinde her daim güvenilir sonuçlar vermezler. Bir de cesedin dış ortamda kalıp çürümeye başladığı durumlar göz önünde bulundurulursa, zaman belirlenmesinin önemi artar. Entomolojik araştırmaların, adli soruşturma ve otopsi bulguları ile karşılaştırılıp güvenilir olduğu konusunda ortak bir fikir oluşmuştur.
ÖLÜM ARAŞTIRMALARINDA KULLANILAN BİLGİLER
Entomologların genel olarak cinayet davalarında ve ölüm sonrası süreci çalıştığından önceki bölümde bahsetmiştik. Bu çalışmalarda türleri ayırmak için birtakım teknikler kullanılır. Bunların başında da larva boyutlarının incelenmesi gelir.
İşinde iyi bir entomolog, üzerinde çalıştıkları cesedin postmortem (ölüm sonrası) olası bazı hareketlerini de tespit edebilir. burada kastettiğimiz ölümün ardından cesedin başka bir yere taşınıp taşınmadığının tespitidir.
Adli entomolojide böceklerin coğrafi dağılımı da önemlidir. Bütün sinekler aynı yerde bulunmazlar ve dolayısıyla bıraktıkları yumurtalar da farklı yerdedir. Bu canlıların geçirdiği evreleri etkileyen bazı faktörler vardır: ortamın açık ya da kapalı olması, havanın kapalı veya güneşli olması vb. Soğuk ortamda gelişen türler ile sıcak ortamda gelişen türler birbirinden farklı olacaktır. Bu tarz bilgilerden yola çıkılarak araştırmalara yön verilmektedir.
Laboratuvarlarda sıkça kullanılan mikroorganizma boyama tekniklerinin amacı genel olarak bakterileri mikroskop altında daha görünür ve incelenebilir hale getirmektir. Mikrobiyolojide bunu gerçekleştirebilecek birçok boyama tekniği bulunuyor. Metilen mavisiyle boyama, gram boyama ve Ziehl Neelsen metodu bunlara örnek olarak verilebilir. Bunlardan ilki bakterilerin sadece morfolojisi hakkında fikir sahibi olmamızı sağlıyor. Buna karşın diğer ikisi, bakteri morfolojisine ek olarak hücre yapısı ve duvarının kimyasal özelliklerinin belirlenmesini de sağlıyor. Yazının ilerleyen bölümlerinde gram boyama yöntemi üzerinde duracağız ve bu tekniği kullanarak inceleyeceğimiz iki farklı bakterinin gram pozitif mi yoksa gram negatif mi olduğunu saptayacağız . Çalışma kapsamında inceleyeceğimiz iki bakteri Bacillus subtilis ve Escherichia coli olacak.
GENEL BİLGİ
İlk kez 1884 yılında Danimarkalı bilim insanı Christian GRAM tarafından geliştirilmiştir. Boyama yöntemi de adını buradan alıyor. Bu yönteme göre bakteriler iki gruba ayrılır: Gram(+) ve Gram(-). Bakterilerin bu gruplardan birine dahil olmaları, alkol ile renk giderimi işlemi boyunca kristal viyole boyasının mor renginin korunması veya kaybolmasına dayanır. Boyama sürecinin sonunda bakteri mikroskop altında mor renkte görülüyorsa o bakterinin gram(+), eğer pembe-kırmızı renkte görülüyorsa da bakterinin gram(-) olduğu anlaşılır. Bu farklılığın sebebi renk giderici solventlere (çözücüler) karşı iki grubun farklı permeabilite (geçirimlilik) göstermesidir.
GRAM BOYAMANIN BASAMAKLARI
aşama: Preparat kristal viyole ile boyanır.( 1 dk) …………. tüm hücreler mor renkte görülür.
aşama: Lugol çözeltisi ile muamele edilir.(1 dk)……………tüm hücreler mor renkte görülür.
aşama: Alkol ile dekolarizasyon (15 sn)…………….gram(+) hücreler mor, gram(-) hücreler renksiz görülür.
aşama: Bazik fuksin ile boyama(30 sn)….. gram(+) hücreler mor, gram(-) hücreler pembe-kırmızı görülür.
Yazının başında da belirtildiği gibi mikroorganizmaların boyanması için gram boyama yönteminden başka yöntemler de mevcut. Maya formunda üreyen funguslar boyanacağında genellikle metilen mavisi tercih edilir. Aside dirençli bakteriler ve bakteri sporları boyanacağında ise genellikle Ziehl Neelsen metodu tercih edilir.
Bakterilerin gram özelliklerine göre gram(+) ya da gram(-) olarak ayrıldıklarına değinmiştik. Morfolojik özelliklerine göre ise dört gruba ayrılırlar: basil (çomak), kokobasil, kok (yuvarlak) ve spiral (kıvrık).
Gram(+) ve gram(-) şeklinde bir ayrım, bakterilerin hücre duvarlarının yapısal farklılıklarından kaynaklanıyor.
BAKTERİLERİN YAPISAL FARKLILIKLARI
Gram pozitif bakteri hücre duvarında lipopolisakkarit protein tabaka bulunmaz. buna karşın gram negatif bakterilerin hücre duvarında bulunur.
Gram pozitif bakterilerin hücre duvarında teikoik asit bulunmasına rağmen gram negatiflerde bulunmaz.
Gram pozitif bakterilerin hücre duvarında mürein tabaka (peptidoglikan tabaka) daha kalındır. Gram negatif bakterilerde daha incedir.
MÜREİN TABAKA ( PEPTİDOGLİKAN )
Mürein tabakasını oluşturan temel yapılar glikan ve peptid zincirleridir. Glikan zincirinin oluşabilmesi için N-asetilglukozamin (N.A.G.A) ve N-asetilmuramik asit (N.A.M.A) gibi şeker türevlerinin Beta 1-4 glukozidik bağlar ile polimerize olması gerekir. Bu glikan zincirleri de birbirlerine peptid köprüleriyle bağlanarak sert peptidoglikan tabaka oluşturulmuş olur. Bakteride peptidoglikan tabaka sentezlenirken N-asetilmuramik asite bağlı pentapeptitteki subterminal D-alaninin karboksil grubu ile pentaglisin ara peptid köprüsündeki glisinin amino grubu arasında amid bağı meydana gelir. Bakteride bulunan karboksipeptidaz enzimi bu amid bağının oluşturulmasında önemli rol oynar.
HÜCRE DUVARI
Bakterilerin gram özellikleri bakterinin sahip olduğu hücre duvarının kimyasal özellikleriyle alakalıdır. Peki bu hücre duvarının başlıca işlevleri nelerdir?
Hücre bölünmesinde rol oynar.
Hücrenin şekil kazanmasını sağlar.
Hücreyi ozmotik lizise karşı hücreyi korur.
Hücrenin içine ve dışına madde geçişini kontrol eder.
BOYALAR
Gram boyama deneyinde kullanılan boyalara ve bunların hazırlanışına geçmeden önce birtakım boyaların listesine göz atalım.
Bazik boyalar (katyonik):
Tionin
Lugol
Hematoksilen
Auramin
Bazik fuksin
Metil viyole
Safranin
Kristal viyole
Metilen mavisi
Nötral Boyalar:
Giemsa
Leishman
Wright’s
Asidik Boyalar (anyonik):
Floksin
Kongo kırmızısı
Pikrik asit
Maloşit Yeşili
Eosin
Asit fuksin
Nigrosin
Çini mürekkebi
GRAM BOYAMADA KULLANILAN BOYALAR VE HAZIRLANIŞI
Bu yöntemde bazik boyalar listesinde olan kristal viyole, lugol ve bazik fuksin kullanılıyor.
Lugol Boyasının Hazırlanışı:
İyot…………………………………………. 1 gr
Distile su………………………………… 300 ml
KI (potasyum iyodür)………………2 gr
Kristal Viyole Boyasının Hazırlanışı:
Distile su………………………100 ml
Kristal Viyole………………..0,5 gr
Bazik Fuksin Boyasının Hazırlanışı:
Etil Alkol……………………. 100 ml
Bazik Fuksin………………3 gr
Boyalar havanda iyice öğütüldükten sonra 48 saat etüvde bekletilmek üzere yavaşça renkli şişeye boşaltılır.
Gram boyama deneyini iki kısma ayırarak ilerleyelim.
→Preparat hazırlama işlemi
→Gram boyama işlemi
PREPARAT HAZIRLAMAİŞLEMİ
Bakteri lamın hangi yüzüne süspanse edilecekse diğer yüzüne cam kalemiyle bir işaret koyulmalıdır. Bu sayede bakterileri boyarken lamın yanlış yüzünü boyamaktan kaçınabiliriz.
Bakterileri lam üzerine almadan önce serçe parmak yardımıyla bir damla su lam yüzeyine damlatılır.
Laboratuvarda bazı gruplar gram pozitif (Bacillus subtilis), diğer gruplar ise gram negatif (E. coli) bakterileri kullanırlar. Hangi bakteri kültürü kullanılıyorsa o kültür lam üzerinde suda süspanse edilerek yayma yapılır.
Süspansiyon işleminden sonra lam, kuruması için bekletilir.
Hazırlanan preparat bunzen beki ateşi üzerinden üç defa ekmek keser gibi geçirilir. Bu esnada lam, bakteri yayılan kısmı üst tarafa bakacak şekilde tutulmalıdır. Lamın ateşten geçirilmesinin sebebi bakterileri lama sabitlemek ve boyama işlemleri sırasında boyayla birlikte bakterilerin de akıp gitmesini önlemektir. Bu işlem fiksasyon olarak adlandırılır.
GRAM BOYAMA İŞLEMİ
Bakterilerin yayıldığı lam yüzeyine, lamı kaplayacak miktarda kristal viyole damlatılır. Bir dakika bekletilir ve su ile yıkanır.
Aynı lamın üzerine bu kez lugol damlatılır. Bir dakika bekletilir ve su ile yıkanır.
Bazik fuksin ile boyamadan evvel lama alkol damlatılır. 15 saniye bekletilir ve suyla yıkanır.
Lama son olarak bazik fuksin damlatılır ve 30 saniye bekletilir. Su ile yıkanır.
Kurutma kağıdı yardımıyla kurutulur.
Mikroskop altında incelemelere, immersiyon yağı damlatılarak 100’lük immersiyon objektiflerinde başlanmalıdır. İmmersiyon yağı damlatılarak mikroskop ışığının kırılma indisi ayarlanır. Bu sayede ışığın odaklanması sağlanır.
Bu yazımızda mikrobiyoloji laboratuvarlarında kullanılan örnek alma teknikleri ve ekim yapma yöntemleri üzerinde duracağız. Detaylı anlatıma geçmeden önce konuya hakim olmayı kolaylaştırmak adına birkaç kavramın ne anlama geldiğine bir göz atalım.
Kültür: İçinde ya da üzerinde istenilen mikroorganizmaların üretildiği besiyerlerine kültür denir.
Kültürasyon: Mikroorganizmaların bulundukları ortamdan doğru yöntemlerle alınarak uygun ve steril besiyeri ortamına aktarılması ve geliştirilmesi işlemine denir.
İnokülasyon: İncelenecek mikroorganizmaların steril bir besiyerine (içine ya da üzerine) ekim yöntemlerinden yararlanılarak aktarma işlemine inokülasyon denir. Ekim ve aşılama ile aynı anlama gelir.
İzolasyon: Karışık halde bulunan mikroorganizmaların içinden istenilen mikroorganizmayı ayırarak saf halde elde etmektir. Mikroorganizmalar doğada nadiren saf halde bulunurlar.
İdentifikasyon: İzole edilen bir mikroorganizmanın kim olduğunun cins, tür veya serotipinin saptanması olayıdır. Tanıma anlamına gelir.
Kontaminasyon: Besiyeri ortamında bulunması ve üremesi istenmeyen mikroorganizmaların, kirlerin ve atıkların steril besiyerine bulaşması ya da hastalık yapıcı bir mikroorganizmanın (patojen) canlıları enfekte etmesi olayıdır.
İnkübasyon: Ekimi yapılan besiyerlerinin etüvde belli sıcaklık derecelerinde – bu sıcaklık mikroorganizmaların üreyebileceği optimum sıcaklıktır- belli sürelerde tutulmasıdır. Bu sayede mikroorganizmanın üreyebilmesi için uygun koşullar sağlanmış olur.
KÜLTÜR TİPLERİ:
Saf Kültür: Besiyerinde sadece tek bir mikroorganizma türü üretilmiş kültürler saf kültürdür. Mikroorganizmaların karakterlerinin ve diğer bazı özelliklerinin tanınması hedeflendiğinde karışık olarak üretilmedikleri bu kültür kullanılır.
Karışık Kültür: Aynı besiyerinde birden fazla çeşitte mikroorganizma üretilmişse buna karışık kültür denir. Karışık kültür elde etmek için özel bir tekniğe ihtiyaç yoktur. Mikroorganizma içeren örneklerden besiyerine ekim yapmak birçok mikroorganizmanın bir arada üremesini zaten sağlayacaktır.
Sıvı Kültür: Petri kabında ya da tüpte hazırlanabilen, sıvı haldeki besiyerinde geliştirilip üretilen kültürlerdir.
Katı Kültür: Petri kabında ya da tüpte hazırlanabilen, katı besiyerine (agar içeren) üretilen kültürlerdir. Agarlı besiyeri bileşimi farklı isimlerle karşınıza çıkabilir. Bu isimler besiyerinin hazırlanması ve örneğin ekim şekline göre belirlenir.
İNOKÜLASYONDA KULLANILAN ALETLER:
Bunzen Beki: Isıtma, sterilizasyon ve yanma işlemleri için kullanılır. İnokülasyon sırasında bunzen beki alevi, ateşin etki alanını ve ekim alanını sterilize eder. Olabildiğince ateşe yakın çalışılır. Çalışma yapan kişinin yanmayacağı fakat herhangi bir kontaminasyonun engellenebileceği bir mesafe özenle ayarlanmalıdır.
Pipet ve Pipetlik: Pipetlerin ağız bölgesinde pamuk tampon yer alır. Sterilize edileceğinde pipetlik içerisine yerleştirilip pasteur fırınına konulur. Besiyerine ekimi yapılacak örnekler, sıvı kültürlerden alınacağında kullanılır. Pipetler inokülasyon sonrasında herhangi bir yüzeye ya da alete değdirilmeden lavaboya veya dezenfektan bir solüsyona konulmalıdır.
Eküvyon: Uç kısmında pamuk bulunan tahtadan yapılmış bir çubuktur. Sterilize edileceğinde bir tüp içerisinde ve tüpün ağız kısmına pamukla sabitlenip pasteur fırınında bekletilir. Örnek almak için kullanılır.
Öze: İnokülasyonda kullanılan en temel malzemedir. Üç kısımdan oluşur: ısıya dayanıklı, paslanmaz bir tel, vida ve sap kısmı. 6-7 cm boyundaki öze, ekim sırasında sap kısmından kalem tutarcasına tutulur. Özenin üç kısmı da bunzen beki alevinde sterilize edilir. Ekim sonrasında tekrar sterilize edilmelidir. Kullanılacak ekim tekniğine göre özenin ucu düz veya yuvarlak olabilir.
Steril Besiyerleri ve Kültürler: Sıvı veya katı olabilirler. Katılar petride ve tüpte, sıvılar erlende ve tüpte bulunabilir. Erlen ve tüplerin ağız kısmı gazlı bez ve pamuktan oluşan bir tampon ile kapalı tutulur. Mikroorganizmanın türü, cinsi, ekim tarihi gibi bilgiler kültürlerin üzerinde belirtilir.
Besiyerine tampon tekrar takılmadan ağız kısmının ateşten geçirilmesi
Özenin bunzen bekinde sterilize edilmesi
Etiketleme yapılması
DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN KURALLAR
İnokülasyon sırasında laboratuvarda önlükle çalışmak gerekir. Ekim yapılırken seri hareket edilmeli, beklenilmemeli ve konuşulmamalıdır. Bu sayede kontaminasyon önlenir. Ekim sırasında bir elde kültür diğer elde öze ( veya pipet) yer alır. Kültürün tamponu, özeyi tutan elin küçük parmağı yardımıyla çıkartılır. Bunzen bekinde ısıtılan öze, kültürün içinde camın çeperinde soğutulur. Sıvı besiyerleri, inokülasyon öncesi ve sonrasında yatık halde bırakılmaz. Eğer mikroorganizma ekimi sıvı besiyerine yapıldıysa, ekim sonrasında tüpün birkaç saniye çalkalanması gerekebilir.
EKİM TEKNİKLERİ
Genel olarak dört farklı şekilde ekim yapılabilir:
Sıvı kültürden sıvı besiyerine inokülasyon
Sıvı kültürden katı besiyerine inokülayon
Katı kültürden katı besiyerine inokülasyon
Katı kültürden sıvı besiyerine inokülasyon
sıvı kültür →özeyle (yuvarlak uçlu) →zikzak ekim tekniği → katı besiyeri
sıvı kültür → özeyle (yuvarlak uçlu) → tek koloni ekim tekniği → katı besiyeri
sıvı kültür → pipetle yayma tekniği → katı besiyeri
sıvı kültür → özeyle (yuvarlak uçlu) → homojen süspansiyon → sıvı besiyeri
sıvı kültür → pipetle → homojen süspansiyon → sıvı besiyeri
katı kültür → özeyle ( yuvarlak uçlu) → zikzak ekim tekniği → katı besiyeri
katı kültür → özeyle (iğne uçlu) → batırma ekim tekniği → katı besiyeri
katı kültür → özeyle (yuvarlak uçlu) → tek koloni ekim tekniği → katı besiyeri
katı kültür → özeyle (yuvarlak uçlu) → homojen süspansiyon → sıvı besiyeri
Şimdi bu ekim tekniklerine yakından bakalım.
Yayma ekim tekniği: plak yüzeyine yaygın ekimde amaç mikroorganizmaların tüm yüzeyinde üremesini sağlamaktır. Bu ekim tekniğinde besiyeri yüzeyinin kuruluk ve nemlilik miktarı iyi ayarlanmalıdır. Yüzeyin çok nemli veya kuru olması besiyerine ekim yapılmasını engeller. Sıvı kültürden pipetle 0,1 ml örnek petrinin ortasına bırakılır. Özenin uç kısmı L haline getirilir. Öze sterilize edildikten sonra besiyerinde soğutulur. Ardından merkezden başlayarak çepere doğru yayma yapılır. Besiyerinin parçalanmasını önlemek için ekim sırasında özeyi fazla bastırmamak gerekir.
Batırma ekim tekniği: Bu ekim tekniğinde iğne öze kullanılır. Tüpte dik konumda dondurulmuş besiyerine, ekilecek mikroorganizmaları taşıyan iğne öze dik biçimde batırılır ve geri çekilir. Bu esnada özenin besiyeri dışında hiçbir yere temas etmediğinden emin olunmalıdır.. Mikroorganizmalar inkübasyonun ardından batırma çizgisi boyunca üreme gösterirler.
Zikzak ekim tekniği: Ekim örneğinde az miktarda mikroorganizma bulunduğu durumlarda tercih edilen bir ekim tekniğidir. Öze, tüpün dip kısmından ağız kısmına doğru zikzak çizilerek hareket ettirilir.
Homojen süspansiyon tekniği: Eğer katı kültürden örnek alınıyorsa örnek öncelikle besiyerinin cam ile birleştiği kısımda cama sürülür. Ardından besiyerine karıştırılıp tüp bir süre çalkalanır. Örnek eğer sıvı kültürden alınıyorsa özenin uç kısmında zar benzeri bir yapı meydana gelir. Öze direkt sıvı besiyerine batırılıp geri çekilir. Ardından tüp çalkalanır ve ekim işlemi tamamlanmış olur.
Tek koloni ekim tekniği: Tek koloni ekimi yapılacağında petride geniş yüzeyli besiyeri tercih edilir. İnkübasyona bırakılan mikroorganizma hücrelerinin ayrı ayrı gelişip koloni oluşturabilmesi için mikroorganizmaların geniş yüzeye yayılabilmesi önemlidir. Bakteriler petri kabına belirli aralıkta ekilir. Bu sayede tek tek düşüp ayrı koloniler meydana getirebilirler. ortamda bulunan bakterilerin birbirlerinden farklılığı, onların oluşturduğu kolonilerin morfolojilerini de farklılaştırır. Koloni morfolojisinden kastettiğimiz aslında koloninin matlığı, şeffaflığı, rengi, şekli, çapı, kenar yapısı, yapışkan görünümü gibi özelliklerdir. Bu özellikler sayesinde bakteri kolonileri birbirinden ayrı belirlenir.. Öze yardımıyla bu belirlenen mikroorganizma steril besiyerine ekilerek saf kültür elde edilir. Bu işlemlerin ardından tanımlama (identifikasyon) testleri uygulanır.
Tek koloni ekimi yapılacak her bölge karşıya alınır. baş parmak ve işaret parmak yardımıyla petri kapağı kaldırılır. Petri kabını 4 eşit bölgeye ayırdığımızı düşünürsek birinci bölgeye geniş zikzaklar çizilir. İkinci bölgeye ekim yapılmadan önce öze sterilize edilir ve soğutulur. Birinci bölgeden ikinci bölgeye bir miktar bakteri çekilir. Özenin yakılıp soğutulması üçüncü bölgeye geçmeden önce tekrarlanır. Üçüncü bölgeye ekim yapılır. Öze tekrar ateşten geçirilip boş bir alanda soğutulur. Son olarak üçüncü bölgeye birkaç kez dokunup dördüncü bölgeye zikzak çizerek ekim yapılarak orta alana gelinir.
Petri kabındaki bölgeler arasında her seferinde özenin yıkılmasının sebebi mevcut mikroorganizma sayısını azaltmaktır. İnkübasyonun ardından birinci bölgede yoğun, ikinci ve üçüncü bölgelerde seyrek ve dördüncü bölgede kolonilerin tek tek bulunuşu rahatlıkla gözlemlenebilir.
Kültürler inokülasyon sonrasında etüvde üretime bırakılır ve ardından +4°C’de muhafaza edilebilir ya da liyofilize (dondurarak kurutma) edilebilir.
Peru’da Amazon akarsuları boyunca bulunan orman benzeri bir zemindir. Bu bölgenin neredeyse tamamında tek bir bitki türü bulunmaktadır ve o da Duroia hirsuta adı verilen küçük boyutlu çiçekli bir ağaçtır. Bu alan ilk kez fark edildiğinde ziyaretçiler kadar yerliler de şaşırmıştır. Şaşkınlığın sebebi ise bu orman benzeri yerde tek tip bitkinin bulunması ve çok da bakımlı gözükmesidir. Akıllara gelen ilk soru, bir bahçıvan uğraşmışcasına oluşan bu düzenin nasıl oluştuğuydu. Yerliler çeşitli efsaneler nedeniyle, Duroia ağaçlarından meydana gelen bu araziye şeytan bahçeleri adını vermişlerdir.
ŞEYTAN BAHÇELERİNİN BAHÇIVANI KARINCALAR MI?
Stanford Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı bu konuya yoğunlaştığında, bu bahçeleri oluşturup bakımını yapanların aslında karıncalar olduğu ortaya çıkmıştır. Bu karıncalar Duroia ağaçlarının boş gövdelerinde yaşamlarını sürdürürler.
Çiftçi misali iş gören karıncalar bu işi tahmin edileceği üzere ağaç dikerek yapmıyor. Zehirli bir kimyasal enjekte ederek başka türden bitkilerin bahsettiğimiz bahçe içerisinde gelişmesine engel oluyorlar.
Duroia ağaçları, Myrmelachista schumanni türü karıncalar tarafından yuva olarak kullanılır. Buna karşılık karıncalar da sahiplendikleri bu ağaçların gelişmesi için bir alan yaratmış olur.
ÇİFTÇİ KARINCALARIN KULLANDIĞI KİMYASAL NEDİR?
Bölgedeki yabancı otların temizlenmesi için karıncaların kullandığı kimyasallar araştırıldığında formik asit olduğu saptanmıştır. Bu bileşik yalnızca Myrmelachista schumanni türü değil birçok karınca türü tarafından üretilmektedir. Kimyasalın ismi, latincede karınca anlamına gelen formica sözcüğünden gelmektedir.
Formik asit birçok karınca türünde bulunur. Karıncaları, potansiyel mikrobiyal parazitlere karşı koruyan bir dezenfektan olarak etki göstermektedir.
ŞEYTAN BAHÇELERİNİN OLUŞUMUNA İLİŞKİN HİPOTEZLER
1. hipotez, Duroia ağaçlarında barınan Myrmelachista schumanni türü karıncaların başka türden ağaçları öldüren zehirli bir kimyasal ürettiği yönündeydi.
2. hipotez ise bölgedeki Duroia ağaçlarının kendisinin, başka rakip ağaçları bir kimyasal ile öldürdüğü yönündeydi.
Yapılan çalışmaların ardından birinci hipotezin doğru olduğu belirlenmiştir.
Bu arazi deneyi Peru’da 10 tane şeytan bahçesi baz alınarak yapıldı.
Şeytan bahçelerinin her birine Cedrela odorata türüne ait ağaçtan ikişer adet fidan dikildi. Bu ağaç türü, karıncaların konakçısı değildir. Dikilen fidanlardan birinin taban kısmına yapışkan bir bariyer uygulanmıştır. Buradaki amaç böcekleri engellemektir. Diğer fidana ise herhangi bir koruma uygulanmadı. Son olarak da her bir şeytan bahçesinin 50 metre dışına ikişer Cedrela fidanı ( bariyer içeren ve içermeyen) daha dikildi.
dav
Bir günün ardından ölçümler yapılmış ve Cedrela yapraklarındaki karıncaların aktiviteleri incelenmiştir. Buna ek olarak karıncaların zehir bezlerindeki içerik de analiz edilmiştir.
ELDE EDİLEN BULGULAR
Karıncalar abdomenlerinin uç tarafından , korunmayan fidanların yapraklarına kimyasal enjekte etmiştir. 24 saatlik bir süreçte bu yapraklar üzerinde ölü kısımlar oluşmaya başlamıştır.
dav
SONUÇ
Myrmelachista schumanni türü karıncalar; kendi konakçısı olmayan fidanların yapraklarına, bünyelerinde barındırdıkları kimyasal olan formik asiti enjekte eder ve ölmelerine sebep olur. Böylece şeytan bahçeleri oluşabilmektedir.
MARJİNAL KAFA 