2013’ün En Fazla Ses Getiren Bilimsel Olaylarý

Discover dergisi son sayýsýn 2013’ün en önemli 100 olayýna ayýrmýþ. Bu olaylarýn ortak noktasý geleceðin bilimini þekillendirecek geliþmelere öncülük etmesi.

1) Mars’ta yeni yaþam izleri

 Bir Mini Cooper otomobil boyutlarýndaki Curiosity Kasým 2011 tarihinde ABD’den fýrlatýldý, Aðustos 2012 tarihinde baþarýlý bir þekilde Mars yüzeyine indi. Bu yýl Dünya’ya Mars’ýn iklimine, jeolojisine, mikrobiyel yaþam belirtilerine iliþkin çok deðerli veriler gönderdi. Mars yüzeyinden örnek toplamak üzere tasarlanan Curiosity, uzayýp kýsalabilen kolu, kamerasý, laser pulslarý yardýmýyla Kýzýl Gezegen’in hiç bilinmeyen yönlerine ýþýk tuttu. Gezegende bir zamanlar yaþam olduðuna iliþkin somut bulgulara ulaþtý. Suyollarýný görüntüledi. Ayrýca aralarýnda karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen, sülfürün de bulunduðu bazý Mars minerallerini de teþhis etti. Gezegenin atmosferinde metan bulunmamasý, bir zamanlar burada metan üreten mikroplarýn bulunduðu tezini çürüttü.

Önümüzdeki günlerde araç 5-6 km daha yol aldýðýnda Mount Sharp adý verilen daða varacak. Burada gezegenin milyarlarca yýllýk geçmiþine iliþkin sýrlarý barýndýran kayaç tabakalarýný inceleyecek.

2) CO2 400 ppm’e ulaþtý

Mayýs ayýnda atmosferdeki CO2 miktarýnýn 400 ppm eþiðini aþmasý medyada büyük fýrtýna koparttý. CO2’nin bu sýnýrý aþmasý ne anlama geliyor?

Bir kere bu, CO2’nin bin yýl boyunca ulaþtýðý en yüksek seviye. Böyle yüksek bir seviye, CO2’nin çok hýzlý yükseldiðini ve son on yýldýr bu hýzýn en üst düzeye çýktýðýný gösteriyor. Ne var ki yoðunluðun bu noktaya ulaþmasý Yeryüzü’nün ikliminde dikkate deðer bir deðiþiklik yaratmadý. Bunun nedeni ölçümün Kuzey Yarýküre’de bulunan Hawaii Mauna Loa Yanardaðýnýn tepesinde yapýlmýþ olmasýydý. Ölçümün yapýldýðý günleri izleyen dönemde bitkilerin yeþillenip, fotosentez yoluyla havadaki CO2’yi emmesi yoðunluðu düþürdü.

Uzun vadede CO2 artmaya devam edecek. NOAA’dan (National Oceanic and Atmospheric Administration) Pieter Tans, yýllýk küresel ortalama CO2 düzeyinin 2016’dan önce 400 ppm’i aþmayacaðýný tahmin ediyor. Colorado Üniversitesi’nden James White ise bir sonraki kilometre taþý olan 800 ppm’e ulaþýldýðýnda –bu düzeye birkaç yüzyýl içinde ulaþacaðýmýzý tahmin ediyor- Bangladeþ ve Florida’nýn tamamýnýn sular altýnda kalacaðýný tahmin ediyor.

3) Özel yaþamýn sonunun sonu

 Özel yaþamýn ne büyük bir tehdit altýnda olduðu bu yýl bir kez daha su yüzüne çýktý. Amerikan Güvenlik Ajansý (NSA), eski CIA çalýþaný Edward Snowden'ýn gizli belgeleri dünyaya açýklamasýndan sonra yeni güvenlik önlemleri aldý. Ancak Snowden yalnýzca dünyanýn önde gelen liderlerinin ve önemli devlet adamlarýnýn gizli konuþmalarýný deðil, PRISM adý verilen insanlarýn özel baðlantýlarýný araþtýran bir programýn varlýðýný da kamuoyuna açýkladý. Bu olay, uzun süredir gündemi meþgul eden teknoloji ve özel yaþam arasýndaki çatýþmayý yeni bir düzeye taþýdý. Ýnsanlar þu anda bu ikisi arasýnda sýkýþmýþ durumda.

4) Karaciðer nakline alternatif mini-karaciðer

 Bugün binlerce insan karaciðer nakli için sýra bekliyor. Ne yazýk ki bu taleplerin çoðu verici yetersizliði nedeniyle yanýtsýz kalacak.

Japonya’daki Yokohama Kent Üniversitesi Rejeneratif Týp Bölümü’nden Takanori Takebe bu soruna alternatif bir çözüm getirdi. Bu yýl Takebe ve ekibi, insan derisinden alýnan kök hücrelerinden mini-karaciðerler veya karaciðer “tomurcuklarý” geliþtirmeyi baþardý.

Farelere nakledilen mini karaciðerler, þekeri ve ilaçlarý metabolize etmek gibi geliþmiþ bir karaciðerin yaptýðý iþlevlerin pek çoðunu yerine getirdi. Gelecek 10 yýl içinde mini karaciðerlerin insanlara da nakledilebileceði tahmin ediliyor.

5) Yeni DNA çýkartma tekniði ile fosil genomu çözülüyor

2013 yýlýnda ultra-modern DNA çýkartma ve çözme teknikleri sayesinde bilim insanlarý, eski genetik kodlara eriþerek, insanýn evrimsel öyküsünün eksik kýsýmlarýný tamamlama þansýna eriþti. Danimarka’da 700.000 yýllýk bir at iskeletinden ve Almanya’da 400.000 yaþýnda ayý kemiklerinden DNA’larýný eksiksiz bir þekilde çýkartmayý baþaran bilim insanlarý þimdi bu tekniði insansýlara ait kemikler üzerinde denemeye hazýrlanýyor.

Danimarka ekibinden Lodovic Orlando, permafrost altýnda donmuþ halde bulunan at DNA’sýnýn, bugüne dek dizilimi çýkartýlan en eski DNA’dan en az 6 kat daha yaþlý olduðunu bildirdi. Ýspanya’da bir maðarada bulunan ayý iskeletinin ise Almanya’da gen haritasý çýkartýldý. Alman ekip, þimdi bu teknikler yardýmýyla Ýspanya’da ayný maðarada bulunan Atapuerca hominid kalýntýlarýndaki genetik deðiþikliklerinin ne zaman meydana gelmiþ olduðunu hassas bir þekilde tespit edebilecekler.

6) Dünya’ya çarpan asteroid

15 Þubat tarihinde Sibirya’nýn güneybatýsýnda bulunan Çelyabinsk yakýnlarýna düþen bir asteroid, 4.000 binanýn hasar görmesine, bölgedeki binlerce evin camýnýn kýrýlmasýna ve 1.500 kiþinin camlardan yaralanmasýna yol açtý.

Uzay taþýnýn hýzýný ve diðer verileri inceleyen NASA, patlamanýn 30 Hiroþima tipi atom bombasýna eþit bir enerjiyi açýða çýkarttýðýný hesapladý. Asteroidlerin çoðunun Mars ve Jüpiter arasýndaki “kuþak” içinde bulunduðuna dikkat çeken astronomlar, Çelpabinsk asteroidi gibi Yeryüzü’ne yakýn geçenlerin ciddi tehlike oluþturduðuna dikkat çekiyor. Þimdi NASA çalýþanlarý böyle bir tehlike karþýsýnda zararý minimuma indirmek için neler yapýlmasý gerektiðini araþtýrýyor.

7) Asal sayýlarýn gizi çözülüyor

Sadece kendisi ve 1 sayýsýna bölünebilen 1'den büyük pozitif tam sayýlar olarak tanýmlanan asal sayýlar, matematiðin atomlarý gibidir. Bütün sayýlar bu yapý taþlarýnýn çarpýmý sonucu elde edilir. Peki asal sayýlara bir sayý ilave ederseniz ne olur? Veya, tam tersi bir sayý ne zaman asallarýn toplamý olur? Matematikçiler yüzyýllardýr bu sorularýn yanýtýný bulmaya çabalýyor.

Mayýs ayýnda o güne dek adý duyulmamýþ bir matematikçi olan New Hampshire Üniversitesi’nden Yitang Zhang, bu güne dek ispatlanmamýþ “ikiz asal varsayýmý” çözümünün ilk basamaðýný çözdü.

Ýlginç olan ayný gün Ecole Normale Superieure’dan Harald Helfgott, asal sayýlarla ilgili bir diðer “belalý” problemin çözümüne giden bir adým attý.

Zhang ve Helfgott, asal sayýlarla ilgili iki zor problemi bütünüyle çözmemiþ olsalar da geleceðim matematikçilerin elini güçlendirmiþ oldular.

8) Fiziðin geleceðini þekillendiren buluþ

Fizikçiler uzun süredir atom altý parçacýklarýnýn çarpýþmasý sonrasý neler olacaðýný anlamakta zorlanýyordu. Onlarca yýldýr bunu anlamak için ellerindeki en iyi seçenek Feynman diyagramlarýydý. En basit senaryo için bile bu yöntem, sayfalar dolusu çizim ve denklem gerektiriyordu. 2004 yýlýnda ortaya atýlan yeni bir bilgisayar yöntemi çarpýþmayý tanýmlamaya yarayan kâðýt-kalem çalýþmalarýný büyük ölçüde azalttý. Bu yýl Princeton Üniversitesi’nden fizikçi Nima Arkani-Hamed, kuantum hesaplamalarýný kolaylaþtýrmak için formülleri inceledi ve yalnýzca kalem ve kâðýt kullanarak yeni bir geometrik þekil yarattý. Amplitudehedron adý verilen bu þekil evreni görmenin yeni bir yolu olduðunu gösteriyor. Arkani-Hamed bu þekli “bebek örnek” olarak nitelendiriyor ve yeni bir fiziðin yaratýlmasýnda “sýfýr noktasý” olduðunu kabul ediyor. Þimdilik amplitudehedron bu yeni dünyanýn neye benzeyeceðinin ipuçlarýný veriyor.

9) Genetik testlerin maliyeti azalýyor

ABD’de Yüksek Mahkeme, gen araþtýrmalarýnýn sonucunda bazý genlere patent verilmemesi gerektiðine karar verdi. Bu kararýn saðlýk sektörüne yansýmalarý farklý olacak. Örneðin patentli testler çok pahalý olduðu için hastalarýn testlere eriþimi kýsýtlanýyor.

Son birkaç on yýldýr DNA moleküllerine 40.000 patent hakký verildi. Ancak bu patent verme süreci geçen yaz, Yüksek Mahkeme’nin yeni bir kararý ile farklý bir noktaya getirildi. Söylenmeyen miktarda DNA patentleri artýk geçersiz sayýlacak, çünkü doðal olarak oluþan DNA dizilimleri için patent baþvurusu artýk yapýlamayacak. Bu karar bilim insanlarý ve doktorlara büyük avantajlar saðlarken, biyotek ve ilaç sanayilerinin elini zayýflatacak.

Kaldý ki bugüne dek verilen patentlerin süresi 20 yýl olduðuna göre yakýnda patentlerin çoðunun süresi dolacak.

Bu arada insanýn genom haritasýnýn çýkartýlma maliyetinin düþmesi tek bir genin ayrýþtýrýlmasýna gerek býrakmýyor. Örneðin meme kanserine yol açan BRCA genlerini araþtýran patentli testlere talep azalýyor.

10) Buzun altýnda hapsolmuþ yaþamlar

 Ocak ayýnda klimatolog Vladimir Lipenkov Antarktika’da 15 milyon yýldýr buzun kilometrelerce altýnda bulunan Vostok Gölü’nden örnekler alarak içindeki yaþam belirtilerini araþtýrdý. Mart 2013 tarihinde alýnan örnekte yeni bir bakteriyel DNA bulundu. Ancak örneðin karosen delme sývýsý ile kirlenmiþ olduðu ortaya çýktý.

Ocak ayýnda ayrýca bir Amerikalý ekip Antarktika’da buzlarýn altýndaki baþka bir göl olan Whillans Gölü’nden örnek almayý baþardý. Bir çay kaþýðý örnekte 450.000 bakteriyel hücre buldular.

Bilim adamlarýnýn bu zor koþullarda yaþam þekillerinin peþine düþmelerinin nedeni, baþka dünyalarda ne tür bir yaþamla karþýlaþabilecekleri konusunda fikir sahibi olmak

11) Beyindeki devreleri netleþtiren teknik: CLARITY

Ýnsan beyninin yapýsýný haritalandýrmak göz korkutan bir uðraþtýr. Milyarlarca hücre milyarlarca baðlantý oluþturur ve düðüm olmuþ fiberlerin izini sürmek müthiþ bir emek ve zaman ister. Stanford Üniversitesi’nden nörobiyolog Karl Deisseroth’un geliþtirdiði CLARITY adýný verdiði tekniði, beyin dokusunu saydamlaþtýrýrken yapýsýný bozmamayý baþarýyor. Nature’ýn Nisan sayýsýnda yayýmlanan yöntem, bütün bir fare beyninin üç boyutlu yapýsýný mikroskobik ayrýntýlarýyla incelenmesine olanak tanýyor.

Deisserýth bu tekniðin otizm gibi nörolojik ve psikiyatrik hastalýklardaki hasarlý baðlantýlarýn ortaya çýkartýlmasýna olanak saðlayacaðýný söylüyor.

12) Laboratuvar kabýnda üretilen et

Aðustos ayýnda çok sayýda bilim insaný uzun süredir üzerinde çalýþtýklarý yapay eti nihayet yenebilecek hale getirdiler.

Ýki donör inekten alýnan doku örneðinden ayrýþtýrýlan kök hücreler, laboratuvar kabýnda jöle benzeri büyüme malzemesi içine yerleþtirildi. Zaman içinde hücreler bölünerek kas fiberleri haline geldi. Ancak etin tadýna bakanlar bunun ancak baharat ve sos ilavesiyle yenebileceðini belirtiyor.

Gezegenin pek yakýnda et talebini karþýlamayacaðýna dikkat çeken çevreciler, laboratuvarda üretilen eti “her derde deva” bir çözüm olarak deðerlendirdiler. Ne var ki bu etin endüstriyel ölçekte üretilip üretilemeyeceði henüz bilinmiyor. Bu olasý bile olsa, etin raflardaki yerini almasý 20 yýlý bulacak.

13) Sýcaklýk genetik deðiþikliðe yol açýyor

Genetik deðiþikliðin, kuþaklarla ölçülebilen yavaþ bir süreç olduðunu düþünürüz. Ancak Haziran ayýnda yayýmlanan bir çalýþmaya göre bir popülasyon sýcaklýk deðiþikliklerine günlerle ölçülebilecek bir süre içinde uyum saðlayabiliyor. Bunun için genomunu yeniden yapýlandýrabiliyor.

Kuzey Ýspanya’da bir grup bilim insaný bir cins sinek olan Drosophila subobscura popülasyonunu izledi. Genetik mutasyonlarýnýn frekansýndaki deðiþiklikleri kaydetti. Nisan 2011 tarihinde sýcak dalgasý Batý Avrupa’yý etkisi altýna aldýðýnda sineklerin genomu hâlâ “kýþ genomundaydý”. Fakat sýcaklýðýn fýrlamasýndan hemen sonra “yaz” genomuna geçiþ yapýlar.

Bilim ekibi bu etkinin altýndaki genetik mekanizmayý henüz anlamýþ deðil, ancak Universitat Autonoma de Barcelona’dan evrim biyoloðu Francisco Rodriguez-Trelles þu olasýlýk üzerinde duruyor: “Yaz genomunu taþýyan sinekler, sýcak dalgasý ile baþ edebilmek için normal yýllara göre beþ misli yavru yapýyorlar.”