Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 190 kayıt bulundu.

ABS

1. Alkil benzen sulfonat: deterjanlara eklenen, biyo- bozulmaya dirençli, kararlı bir yüzey aktif madde. 2. Akrilonitril-butadien-stiren (bir tür plastik madde).

http://www.biyologlar.com/abs

Eklembacaklılar (Artropoda)

Eklembacaklılar (Artropoda) Tüm omurgasızlar arasında en başarılı ve çeşitli olanlar, kuşkusuz eklembacaklılardır. Bunların vücutlarının dış kısmı, sert parçalı bir dış örtü (dış iskelet) ile kaplıdır. Üyeleri eklemlidir. Böcekler Örümcekler, Akrepler, Çokbacaklılar Ve Kabuk¬lular günümüzün eklembacaklılarındandır. Fosil¬ler arasında bugün, soyları tükenmiş olan Trilobitomorflar ve Öyripteridler veya dev su akrepleri bu¬lunmuştur. Bütün bu gruplar başlangıca doğru iz¬lendiklerinde olasılıkla ortak bir atadan, Halkalı Kurt’tan meydana gelmiş gibi görünürler. Ancak birçok eklembacaklı türünün ayrı atalardan türemiş olmaları da aynı derecede güçlü bir olasılıktır. İlk eklembacaklılar, alt Kambriyum devrinde birdenbire ortaya çıkmışlar ve son derece çeşitli gruplar oluşturmuşlardır. Bu durum, söz konusu hayvanların geçmişinin Kambriyum öncesine kadar uzandığını; ancak bu devirdeki atalarının mineral-leşmiş bir iskeletlerinin bulunmadığını akla getirir. Kambriyum devrinin başlangıcında çeşitli eklem¬bacaklı sınıfları vardı. Bunların başlıcaları trilobitler ve trilobitoidlerdir ve bu iki grup Trilobitomorflar adı altında toplanır. Trilobitoidlerin çeşitleri daha fazlaydı: ancak iskeletleri ince ve mineralsiz olduğundan, fosillerine sadece Kanada'nın Kam¬briyum devri ortalarından kalma ince taneli kaya¬larında (Burges Shales) rastlanmaktadır. Burgessia ile Marella tipik trilobitoidlerdir. Burgessia, küçük bir Kral Yengeç benzer. Marella, geriye doğru uzantılarıyla ilginç bir eklembacaklıdır. Bun¬ların her ikisinde de trilobitlerinkine benzer ayak¬lar bulunur ve ayağın vücuda yakın tarafında bir solungaç dalı ve öteki tarafında ise yürüme bacağı vardır. Trilobitlerin gövdeleri ise üç loblu bir dış iskelet ile kaplıdır. Ön kısım baş (cephalon). orta kı¬sım göğüs (thorax) ve geri taraf kuyruk (pygidium) adını alır. İlk trilobitlere örnek olarak dikenli, kısa kuyruklu Olenelluslar ile küçük ve kör Agnostuslar gösterilebilir. Paleozoik, trilobitlerin şanslarının hem açıldığı hem kapandığı bir dönem olmuş; bu dönemde dikenleri kısalmış. göz yapılan gelişmiş ve iri kuyruklu türler ortaya çıkmıştır. Diğer eklembacaklı gruplarından olan kral yen¬geçler, kabuklular ve pnikoforalar da Kambriyum devrinde ortaya çıkmışlardır. Kral yengeçler. Orta Ordovik ve Perm devirleri arasında yaşamış dev Öyripteridlerle ilintilidir. Silür devrinde kara hayvanı olarak ilk gerçek akrepler ortaya çıktı; Devon devrinde keneler, örümcekler ve böcekler on¬lara katıldı. Denizde yaşamayan birçok eklemba¬caklı gruplarının fosilleri, ancak özel koşullarda birikmiş tortularda bulunur ve ''zaman içinde görü¬nüp kaybolsalar" bile, giderek artan bir çeşitliliği gösterirler. 1.2. Evrim Kavramının Gelişimi Kalıtım ve evrim, canlılığın tanımlanmasında birbiriyle çok yakından ilişkisi olan iki bilim dalıdır. Birini, diğeri olmadan anlamak olanaksızdır. Kalıtım bilimi, döller arasındaki geçişin ilkelerini açıklar. Evrim ise geçmiş ile gelecekteki olayların yorumlan¬ masını sağlayarak, bugün dünyada yaşayan canlılar arasındaki akrabalığın derecesini ve nedenini ortaya koyar. Evrimsel değişmeler kalıtıma dayalıdır. Çünkü bireysel uyumlar döllere aktarılamaz. Değişikliklerin genlerde meydana gelmesi ve gelecek¬ teki çevre değişimlerine bir ön uyum olarak varsayılması gerekir. Çeşitlenmenin ve gelişmenin değişikliklerle meydana geldiğini savunan bazı tarihsel gözlemlere kısaca göz atalım. 1.2.1. Gözlemler ve Varsayımlar Canlıların birbirinden belirli kademelerde farklılıklar gösterdiğine ve aralarında bazı akrabalıkların olduğuna ilişkin gözlemler düşünce tarihi kadar eski olmalıdır. Doğayı ilk gözleyenler, doğan yavrunun ana ve babadan belirli ölçülerde farklı oldu¬ğunu görmüşlerdir. Hatta aynı batından meydana gelen yavruların dahi birbirinden farklı olduğu ta o zamanlar farkedilmiştir. Bitki ve hayvanlarda türden başlayarak yukarıya doğru benzerlik derecelerine göre grupların oluşturulduğu (bugünkü anlam¬da cins, familya, takım vs. gözlenmiştir. Bu yakınlık dereceleri sıralanmakla beraber, kalıtsal bilgi yeterli olmadığı için tam anlamıyla bir, yorum yapılamamış ve en önemlisi bir türün binlerce yıllık tarihsel gelişimi, bir düşünür birey tarafından sürekli, olarak gözlenemediği için, evrim, daha doğrusu çeşitlenme ve akrabalık bağlan tam olarak tariflenememiştir. Çünkü bir canlının yaşamı süresince bu şekildeki bir farklılaşma kesinlikle gözlenemeyecektir. Bazı hayvan yavrularının, hatta bu yavrular içinde bazılarının yaşama şansının diğerlerine göre büyük olduğu gözlenmiş ve doğal seçme konusunda, bilinçsiz de olsa ilk adımlar atılmıştır. evrim fikri ancak yakın yıllarda gelişen bilimsel yöntemler aracılığıyla gerçek yatağına oturtulabilmiştir. Daha önceki yorumlar, bilimsel düşüncenin tarihi açısından değerli olmakla beraber, yeterince bilimsel kanıtla donatılmadığı için doyurucu olamamıştır. evrim, bir gelişimi, bir değişimi ifade eder. değişken ve sonlu bir evrende herhangi bir şeyin değişmez ve sonsuz olduğunu düşünmek bilimsel yargıya ters düşer. evrim kavramı değişik fikre saygıyı bir fikrin her ortamda, her zamanda geçerliliğini koruyamayacağını; yaşayan her şeyin zamanla, kısmen de olsa bulunduğu ortama bağlı olarak değişebileceği fikrini düşünce sistemimize sokmuştur. Dolayısıyla evrim konusundaki eğitim, toplumları yeniliklere açık yapmakla kalmaz, değişik seçeneklerin hepsinin yerine göre saygıde¬ğer ve değerli olduğu fikrini toplumlara yerleştirebilir. Biz geçmişteki evrim kavramı¬nın gelişimini kısaca vermeye çalışalım. 1.2.2. Evrim Konusundaki İlk Yorumlar Elimizdeki bilgilere göre evrim konusundaki gözlemler ve yorumlar çok eskiye dayanmaktadır. 1.2.2.1. Fosillerin Bulunması Fosiller bulunmaya başlayınca geçmişteki canlıların bugünkünden farklı oldu¬ğu anlaşılmıştır ve bunu açıklayabilmek için şu sav ileri sürülmüştür: Geçmiş devirler¬ de her canlı türü, ayrı ayrı olmak üzere, tüm canlılar bir defada yaratılmış, daha sonra bir felaket veya afetle ortadan kalkmışlardır. Bunu takiben tekrar farklı ve yeni canlı¬lar yaratılmıştır. Bilgilerin birikmesiyle fosillerin kesik kesik değil birbirini izleyen jeolojik tabakalarda sürekli ve kademeli değişim gösterdiği bulunmuştur. O zaman felaketlerin birbirini izleyen diziler halinde olduğu savunulmuştur (genellikle 7 defa olduğuna inanılmıştır). Bu kurama göre her defasında yeni canlılar yaratılmıştır. On dokuzuncu yüzyılın başlarına kadar bilimsel anlamda herhangi bir evrim kavramı gelişmemiştir. On dokuzuncu yüzyılın başlarında Georges CUVİER, Paris civarındaki kalkerli tortullardan fosil toplamış ve bugünkü hayvanlarla karşılaştırmıştır. Farklı jeofojik tabakalarda hayvanların değişik yapılan gösterdiğini ortaya koyarak zoolojik sınıflandırmaya fosilleri sokmuş ve yeni bir sınıflandırma yöntemi geliştirmiştir. 1.2.3. Evrim Fikrine Direnişler İnsanın yapısında yeni düşüncelere direnme eğilimi vardır; bu, evrim konusun¬da da kendini göstermiştir. Geçmişte ve bugün evrim kavramına birçok karşı koyma¬lar olmuştur. Hatta yerleşmiş tutucu inançları değiştirdiği için, evrim kavramını savu¬nanlar ölüme mahkum edilmiştir. Bu karşı koymalar zamanımızda, değişik ideolojile¬rin ve dinsel inancın bir parçasıymış gibi varsayılarak, birçok kişi tarafından, herhangi bir dayanağı olmaksızın, sadece dogmatizmin sonucu olarak, hâlâ sürdürülmektedir. Fakat açık olan birşey varsa, bilimsel gözlem ve bulgulara dayanmayan hiçbir düşün¬ce sürekli olamaz. Belki bugün evrim konusunda yanlış yorumlamalar olabilir; ama, gelecekteki bilimsel gelişmelerle bu yanlışlar düzeltilebilir veya eksikler tamamlanabi¬lir; çünkü bilimsel düşüncenin kapısı evrim fikriyle her zaman açık bırakılmıştır. Zaten evrimin özünde, ileriye dönüklük, değişim ve gelişim yatar. Halbuki tutucu düşünce, bilim kapısını kapattığı için yenilenemez ve zamanla tarih içine gömülerek kaybolur. Evrim, var olanı, sabitliği değil; geleceği ve değişimi inceler. Bu nedenle evrim kavra¬mının kendisi de sabit olamaz. Örneğin, Rusya'da, Stalin, 1940 yılında, bitki ıslatıcısı Trofim LYSENKO'nun gülünç savını resmi politika olarak benimsediği zaman, bu fikri benimsemeyen birçok değerli genetikçi tutuklandı, sürüldü ve bir kısmı da sonuçta öldü. 1950 yılında poli¬tika değiştiğinde, eski fikrine bağlı kalanlar için artık çok geçti. Dinsel baskılar, bu konuda çok daha yoğun ve acımasız olmuştur. Ortaçağda birçok kişi bu nedenle yaşamını yitirmiş veya savundukları fikri geri almaya zorlanmıştır. Haçlı seferleri, gibi kanlı savaşlar da yine inanç farklarından doğmuştur. Bununla beraber özellikle son zamanlarda her dinde bazı liderlerin ve keza bazı dini liderlerin yeni fikirlere açık olduğu görülmüştür. Fakat yine de yeni fikirlerin topluma yerleşmesi büyük çabalarla olmaktadır. Evrim hakkındaki fikirlerin de büyük itirazlarla karşılanması, özellikle yaratılış konusunda yeni yaklaşımlar getirmesi açısından, bazı dinlere veya din kitaplarına veya yerleşmiş tutucu inançlara ters düşmesi veya en azından bazı kişiler tarafından bilinçsizce ve belirli bir artniyet ile yanlış değerlendirilerek öyle gösterilmesi, yukarıda anlatılan insanın "itirazcı yaratılışı" bakımından doğal sayılmalıdır. Bugün birçok kişi hâlâ eski inançlara bağlı olmakla beraber, evrim kavramı, insanlar büyük emekle yetiştirilip bilimsel düşünceye sahip oldukça ve bu kayram bilimsel verilerle desteklendikçe, ancak o zaman toplumun malı olabilecektir. 2. EVRİM KONUSUNDA BİLİMSEL DÜŞÜNCELERİN GELİŞİMİ On dokuzuncu yüzyıl, bilimsel düşüncenin patlarcasına geliştiği bir dönemin başlangıcı olarak bilinir. Gözlenen olayların nedenini mistik ve spekülatif açıklamalar yerine, bilimsel deneyler ve analizlerle açıklamalar almaya başlamıştır. Sonuç olarak toplumları uzun yıllar etkisi altına alan birçok kavram, temelden sarsılmaya ve yıkıl¬maya başlamıştır. Bu akım kaçınılmaz olarak evrim ve kalıtımın ilkelerine de ulaşmış ve evrim konusunda birçok yeni fikirler geliştirilmiştir. Biz burada evrim konusuna damgasını basmış bazı gözde bilim adamlarına yer vermekle yetineceğiz. 2.1. Jean Baptiste Lamarck Ondokuzuncu yüzyılın başlarında J.B. LAMARCK adlı bir Fransız bilgini hayvanları karmaşıklığına göre düzenlemeye çalıştı. Birçok hayvan grubunun basitten kar¬maşığa doğru, bir ağacın dallara ayrılması gibi, çeşitlendiğini ve gruplara ayrıldığını gördü. Bu gözlem, O'na, evrimle, canlıların gelişebileceği fikrini verdi. Fikirlerini 1809 yılında "Philosophie Zoologique" adlı bir eserde topladı. Kitabında, basit canlılardan diğerlerinin nasıl oluştuğunu açıklamaya çalıştı. Her generasyonun çevre koşullarına daha iyi uyum yapabilmesinin nedenlerini araştırdı. Bu, dinsel dogmanın hakim olduğu bir devirde, oldukça köklü bir yaklaşımdı. Bu dönemde Fransa'da bazı idari kargaşalıklar da olduğu için, ileri sürülen bu sava dini liderlerin fazla bir itirazı olmadı. 2.1.1. Bir Organın Kullanılıp Kullanılmamasına Göre Değişimi Daha sonra yanlışlığı kesin olarak saptanan evrimsel bir kuramı ortaya attı: "Eğer bir organ fazla kullanılıyorsa; o organ gelişmesine devam ederek daha etkin bir yapı kazanır." Örneğin, bir demircinin kolları, kullandığı çekiçten dolayı güçlenir; fakat ayaklarını kullanamadığından dolayı gittikçe zayıflar. LAMARCK, bu ilkeyi, evrimin uyumsal düzeneğinin esası olarak benimsedi. Böylece kazanılmış bir özellik, bireyler tarafından döllere aktarılabiliyordu ve bir demircinin çocuğu kol kasları bakımından diğerlerine göre daha iyi gelişebiliyordu. Zürafaları örnek vererek savını desteklemeye çalıştı: Zürafalar, dibi çıplak ve çay irsi z olan ortamlarda yaşıyorlardı. Dolayısıyla besinlerini çalıların ve ağaçların yap¬raklarından sağlamak zorundaydılar. Ağaçların ucuna ulaşmak için bir zorlama vardı ve bu zorlama zürafaların zamanla ön ayaklarının ve boyunlarının uzamasına neden oldu. Her generasyon, boynunu biraz daha uzatarak, sonuçta ayaklarını kaldırmadan 4-6 metrelik yüksekliğe başını uzatabilir duruma geçtiler. LAMARCK'a göre kazanılmış özellikler dölden döle aktarılmaktaydı. Bu açıklama o zaman için geçerli görüldü. Çünkü kalıtımın yasaları henüz bulunamamıştı, özelliklerin kalıtım yoluyla geçtiğine dair fazla birşey bilinmiyordu. Daha sonra özelliklerin bireye bağlı olmadan kalıtıldığı bulununca, kuram tümüyle geçerliliğini yitirdi. Doğal olarak her birey çevre koşullarına belirli ölçülerde uyum yapar; fakat kazanılan bu özellikler bireyin ölümüyle "birlikte" yitirilir. Her generasyon kendi uyumunu, doğduğu zaman taşıdığı genlerin özellikleri içerisinde yapmak zorundadır. Vücut hücrelerinin yapacakları uyum, kalıtsal materyali etkilemeyeceği için, sonradan kazanılmış özelliklerin yavruya geçmesi olanaksızdır. 2.1.2. Lamarckizme İlişkin Diğer Örnekler LAMARCK, köstebeklerin atasının yer altında yaşadığını ve gözlerini kullanmadıkları için zamanla görme işlevine gerek kalmadığı ve dolayısıyla birkaç nesil sonra tümüyle gözlerin köreldiğini savunmuştur. Karıncaayısının, dişlerini kullanmadan, besinlerini yutarak aldığı için, dişlerinin köreldiğini ileri sürmüştür. Buna karşılık su kuşlarının birçoğunda, besin, suyun dibimde arandığından, boyun devamlı uzamıştır. Keza yüzücü kuşların parmakları arasındaki derimsi zar da kullanıldığından döller boyunca gelişerek perde ayakları meydana getirmiştir. Hatta daha ileriye giderek, doğan çocukların gözlerinin birinin devamlı çıkarılmasıyla, bir zaman sonra tek gözlü insanların da meydana gelebileceğini savunmuştur. Bütün bu görüşlere karşın iki nesil sonra CHARLES DARWIN kazanılmış özelliklerin kalıplamayacağını göstermiş ve kalıtsal olan özelliklerin içinde en iyi uyum yapanların ayakta kalabileceğini ortaya çıkarmıştır. Daha önce BUFFON ve ERASMUS DARWIN, ileri sürdükleri buna benzer fikirlerde ve açıklamalarda pek inandırıcı" olamamışlardır. Yukarıda anlatılan hayvanların ve bitkilerin çevrelerine nasıl uyum yaptıklarını açıklayan; fakat yaşantılarında kazandık¬ları özelliklerin gelecek döllere kalıtıldığını savunan (bugünkü bilgilerimizde yaşamı, süresince kazanılan özelliklerin kalıtsal olmadığı bilinmektedir) bu kurama "Lamarckizm" denir. 1887 yılında WElSMANN tarafından somatoplazma ve germplazma arasındaki kuramsal farklar bulununca, sonradan kazanılan özelliklerin kalıtsal olmadığı ortaya çıktı ve bu görüşe paralel tüm varsayımlar çürütüldü. 2.2. Charles Darwin C. DARWIN, getirdiği yepyeni yaklaşım nedeniyle, evrim biliminin babası olarak benimsenir. Evrim sözcüğü çoğunlukla Darwin ile eş anlamlı kullanılır ve bu nedenle Darwinizm denir. Biz, Darwin'in yaşamını diğerlerine göre daha ayrıntılı olarak öğreneceğiz. 2.2.1. Yaşamının İlk Evreleri ve Eğitimi Darwin, 12 Şubat 1809'da İngiltere'nin Shrewsburg şehrinde Dr. Robert Darwin'in oğlu olarak dünyaya geldi. Babası tanınmış bir doktordu ve oğlunun da doktor olmasını istiyordu. Darwin'in Latince ve Yunanca'ya ilgisi azdı. O, zamanının çoğunu böcek, bitki, kuş yumurtası ve çakıltaşı toplamakla geçiriyordu. Babası, O'nu, 16 yaşında, doktor olsun diye Edinburg Üniversitesine gönderdi. Öğreniminin ilk yıllarında bayıltılmadan bir çocuğa yapılan ameliyatı gözledi ve doktor olamayaca¬ğına karar vererek okulu bıraktı. Hukuk öğrenimi yapmak istedi; fakat bu mesleğin de kendine hitap etmediğini anladı. Son seçenek olarak babası O'nu Kambriç Üniversitesine dini bilimler (teoloji) öğrenimi yapmak için gönderdi. Orayı yeterli bir derece ile bitirdi. Fakat O'nun esas ilgisi başka bir konudaydı. DARWİN'in Edinburg'daki arkadaşlarının çoğu zooloji ve jeoloji ile ilgileniyordu. Zamanının çoğunu botanikçi arkadaşı John HENSLOW ile araziye gidip kınkanatlıları toplamakla geçirmeye başladı. Bu arada LAMARCK'ın çalışma¬sını ve kendi büyük babasının yazmış olduğu "Zoonomia" adlı şiir kitabını okudu. Kitaplarda geçen "canlılar belki tek bir soydan türemiştir" cümleciğini benimsedi; fakat genel olarak kabul edilen özel yaratılma fikrine de bağlı, kaldı. Bu arada; bir İngiliz gemisi" H.M.S. BEAGLER denizcilere hârita yapmak için, Güney Amerika'yı yakından tanımış kaptan ROBERT FITZROY'un yönetiminde/dünya turu yapmak üzere beş sene sürecek bir sefere hazırlanıyordu. Kaptan, daha önce güney Amerika'daki alışılmamış jeolojik yapıyı gözlemiş ve bu nedenle gemisine bu jeolojik yapıyı gözleyebilecek ve açıklayabilecek iyi yetişmiş bir doğa bilimcisini almak istiyordu. DARWIN, babasının itirazına karşın, arkadaşı HENSLOW'un ikna etmesiyle bu geziye çıkmayı kabul etti. 27 Aralık 1831 yılında 22 yaşındaki DARWIN, BEAGLE’nin güvertesinde, Devonport limanından denize açıldı. 2.2.2. İngiltere'deki Gözlemler Darwin, ileri süreceği fikrin yankı uyandıracağını, dolayısıyla tüm dünyanın inanması için yeterince kanıt toplanması gerektiğini biliyordu. bir şey canını sıkıyordu. Bütün kanıtlar canlılığın evrimsel işleyişini göstermekle beraber, nasıl çalıştığı konusunda herhangi doyurucu bir açıklama yapılamamıştı. Güvercin yetiştiricilerini ziyaret ederek, onların seçme yoluyla nasıl yeni özellikler elde ettiklerini öğrendi. Örneğin bir yetiştirici büyük kuyruklu bir güvercin yetiştirmek istiyorsa, yavrular arasında bu özelliği gösteren yavruları seçerek seçime devam ediyordu. Birkaç döl sonra da gerçekten büyük kuyruklu güvercinler elde ediliyordu. Buradaki evrimsel süreç, yapay seçme ile sağlanıyordu. Diğer hayvan ve bitki ıslahı çalışmalarını ve ya¬bani formların gösterdiği çevre koşullarına uymayı da dikkatlice not etti. Darwin bu düşüncelerini, 20 yıllık bir çalışmanın sonucu olarak, "Origin of Species = Türlerin Kökeni" adlı bir kitapta topladı. DARWlN'e yapay koşullar altında yapılan bu seçmenin, doğal koşullar altında da yapılabileceği fikri mantıki geldi. Bir türün tüm üyelerinin aynı uyumu gösteremeyeceğini de anlamıştı. Çünkü topladığı canlılar içinde, aynı türe bağlı bireylerin göster¬dikleri varyasyonları not etmişti. Doğanın güçleri, bu bireyler içerisinde o ortamda yasayabilecek özellikleri taşıyanları yaşatma, daha doğrusu yaygın duruma geçirme yönündeydi. 1838'in Ekim ayında THOMAS MALTHUS'un 1798 yılında yazdığı "An Essay onthe Principlesof Population = Populasyonun Kuralları Üzerine bir Deneme" adlı bir makaleyi okurken, evri¬min ikinci önemli bir işleyişini düşünmeye başladı. Bu makale, tüm türlerin, sayılarını sabit tutacak düzeyden çok daha fazla yavru meydana getirme yeteneğinde oldu¬ğunu savunuyordu. Açıkça yavruların büyük bir kısmı yaşamını sürdüremiyordu. MALTHUS, bu kavramı insana uygulamıştı ve insanların geometrik olarak çoğalması¬nın, savaş, hastalık, kıtlık ve diğer afetlerle belirli bir düzeyde tutulduğunu savun¬muştu. DARWIN, evrim sorununun açıklanamayan bir işleyişini MALTHUS'dan esinlene¬rek ortaya çıkardı. Tüm türler gerekenden fazla ürüyorlardı; bunların içerisinde başa¬rılı olan varyasyonlar uyum yaparak ayakta kalıyordu. Bu varyasyonlar özünde, gelecek için seçeneklerin doğmasını sağlıyordu. Biz tekrar DARWIN'in Türlerin Kökeni adlı yapıtına dönelim. Bu çalışmada iki gerçek ve üç varsayım ortaya çıkmıştı. Gerçekler: 1. Tüm organizmalar, gereğinden fazla yavru meydana getirme yeteneğine sahiptirler. Bununla beraber elemine edilenlerle populasyonlarda denge sağlanmak-tadır. 2. Bir türün içerisindeki bireyler, kalıtsal özellikleri bakımından farklıdır. Varsayımlar: 1. Yavruların çoğu ayakta kalabilmek için bir yaşam kavgası vermek zorundadırlar. 2. İyi uyum yapacak özellikleri taşıyan bireylerin çoğu yaşamını sürdürür; iyi uyum yapabilecek özellikleri taşımayanlar ortadan kalkar. Böylece istenen (çevre koşullarına uyum sağlayacak) özellikler kalıtsal olarak gelecek döllere aktarılır. 3. Çevre koşulları bir bölgede diğerinden farklı olduğundan özelliklerin seçimi her bölgede ve koşulda farklı olmak zorundadır. Canlılardaki varyasyonlar bu şekilde uzun süre saklanabilir ve yeterli bir zaman süreci içerisinde yeni türlere dönüşe¬bilir. Bu, çok çarpıcı bir varsayımdı ve DARWIN, bu savın desteklenmesi için yeterince kanıta da sahipti. Fakat eserini yayınlamaktan hâlâ çekiniyordu. Hatta düşüncesini arkadaşlarına açtı ve arkadaşları, O'nu, bu konuda daha ileri gelişmeleri beklemeden şimdiki durumuyla yayınlamasını istediler. O, ayrıntılı verilmiş dokümanlarla hazırlan¬mış dört bölümlük bir yayın planlamıştı. 3.4. Sınıflandırmadan Elde Edilen Kanıtlar Sınıflandırma bilimi evrim kavramından çok daha önce başlamıştır. Bu bilimin kurucusu sayılan RAY ve UNNAEUS, türlerin sabitliğine ve değişmezliğine inanmışlar¬dı. Fakat bugünkü sistematikçiler bir türün isminin ve tanımının verilmesini onun evrimsel ilişkileri içinde ele almayı zorunlu bulmuşlardır. Bugünkü sistematik akraba¬lık, gruplar arasındaki morfolojik benzerliklere dayandırılmaktadır. Bu karşılaştırma her zaman homolog (kökendeş) organlar arasında yapılmaktadır. Yaşayan canlıların özelliği, belirli bir hiyerarşik sıraya göre dizilip, tür, cins, familya, takım, sınıf ve filum meydana getirmeleridir. Bu hiyerarşik diziliş evrimin en belirli kanıtlarından biridir. Eğer bitki ve hayvanlar kendi aralarında akraba olmasaydılar, bu hiyerarşik sıra mey¬dana gelmeyecek ve birçok grup birbirine benzer olmayacak şekilde gelişmiş ola¬caktı. Sistematiğin temel birimi türdür. Tür, bir populasyondaki morfolojik, embriyolojik, fizyolojik özellik bakımından birbirine benzeyen ve doğal koşullar altında birbir¬leriyle birleşip döl meydana getirebilen, aynı fiziksel ve kimyasal uyarılara benzer tepki gösteren, aynı atadan meydana gelmiş birey topluluğudur diye tanımlanmıştır. Bütün canlılarda özellikle birkaç yaşam devresi olan türlerde (bazı sölenterlerde, parazit kurtlarda, larvadan gelişen böceklerde, kurbağagillerde vs.'de) bu tanım bir¬çok bakımlardan yetersiz kalmaktadır. Eğer bir populasyon geniş bir alana yayıl¬mışsa, kendi aralarında bölgesel birçok farklılıklara sahip olur ki biz buna alttür diyo¬ruz. Yapılan ayrıntılı araştırmalarda birçok türün kendi aralarında alttürlere bölün¬düğü ve her alttürün yanındakinden, küçük farklarla ayrıldığı (deme); fakat onlarla çiftleşebildiği gösterilmiştir. Fakat bu zincirin uçlarının bazı durumlarda farklı tür özel¬liği gösterebileceğini daha sonraki konularda anlatacağız. Bugün yasayan hayvanla¬rın büyük bir kısmının gruplandırılması kolaydır; çünkü aralarındaki geçit formları kaybolmuştur. Fakat bazı gruplarda geçit formları görüldüğü için, yani her iki grubun da özelliklerini belirli ölçüde taşıyan bazı formlar olduğundan, bu sefer iki grubu bir¬birinden nerede ayıracağımızı kestirmek oldukça zordur. Bugünkü türler, soy ağacı¬nın en uçtaki dallarıdır ve genellikle kendine en yakın olan diğer dallarla karşılaştırılır. Ana gövde ve ana dallar zamanımızda kaybolmuştur. Evrimde bütün sorun hangi dalın hangi ana daldan ve gövdeden çıktığını şematize edebilmektir. 3. EVRİMLEŞMEYİ SAĞLAYAN DÜZENEKLER 'Ayakta Kalmak için Savaşım' ve 'En iyi Uyum Yapan Ayakta Kalır' sözcükleri Darwin WALLACE Kuramının anahtarıdır. Fakat besin, yer, su, güneş vs. için bireyler arasındaki savaşımın, zannedildiği gibi büyük bir evrimsel güç olmadığı, buna karşın döller boyunca sürekli olan populasyonların evrimsel değişme için önemli olduğu daha sonra anlaşıldı. Bu durumda evrimsel değişikliklerin birimi birey¬ler değil, populasyonlardır. Biz, bir populasyonun yapısını döller boyunca süren bir etkiyle değiştiren evrimsel güçleri, önem sırasına göre inceleyelim. Özünde Hardy-Weinberg eşitliğini bozan her etki evrimsel değişikliği sağlayan bir güç olarak kabul edilir. 3.1. Doğal Seçilim Bir populasyon, kalıtsal yapısı farklı olan birçok bireyden oluşur. Ayrıca, mey¬dana gelen mutasyonlarla, populasyonlardaki gen havuzuna yeni özellikler verebile¬cek genler eklenir. Bunun yanısıra mayoz sırasında oluşan krossing -överler ve rekombinasyonlar, yeni özellikler taşıyan bireylerin ortaya çıkmasını sağlar. İşte bu bireylerin taşıdıkları yeni özellikler (yani genler) nedeniyle, çevre koşullarına daha iyi uyum yapabilme yeteneği kazanmaları, onların, doğal seçilimden kurtulma oranlarını verir. Yalnız çevre koşullan her yerde ve her zaman (özellikle jeolojik devirleri düşü¬nürsek) aynı değildir. Bunun anlamı ise şudur: Belirli özellikleri taşıyan bireyler, belirli çevre koşullarına sahip herhangi bir ortamda, en başarılı tipleri oluşturmalarına kar¬şın, birinci ortamdakinden farklı çevre koşulları gösteren başka bir ortamda, ya da zamanla çevre koşullarının değiştiği bulundukları ortamda, uyum yeteneklerini ya tamamen ya da kısmen yitirirler. Bu ise onların yaşamsal işlevlerinde güçlüklere (döl¬lenmelerinde, embriyonik gelişmelerinde, erginliğe kadar ulaşmalarında, üremelerin¬de, besin bulmalarında, korunmalarında vs.) neden olur. Böylece erginliğe ulaşanla¬rının, ulaşsalar dahi fazla miktarda yavru verenlerinin, verseler dahi bu yavruların ayakta kalanlarının sayısında büyük düşmeler görülür. Burada dikkat edilecek husus, bireylerin ayakta kalmalarının yalnız başına evrimsel olarak birşey ifade etmemesidir. Eğer taşıdıkları genler, gelecek döllere başarılı bir şekilde aktarılamıyorsa, diğer tüm özellikleri bakımından başarılı olsalar da, evrimsel olarak bu niteliklere sahip bireyler başarısız sayılırlar. Örneğin, kusursuz fiziksel bir yapıya sahip herhangi bir erkek, kısırsa ya da çiftleşme için yeterli değilse, ölümüyle birlikte taşıdığı genler de ortadan kalkar ve evrimsel gelişmeye herhangi bir katkısı olmaz. Ya da güçlü ve sağlıklı bir dişi, yavrularına bakma içgüdüsünden yok¬sunsa, ya da yumurta meydana getirme gücü az ise, populasyonda önemli bir gen frekansı değişikliğine neden olamayacağı için, evrimsel olarak başarılı nitelendirile¬mez. Demek ki doğal seçilimde başarılı olabilmek için, çevre koşullarına diğerlerin¬den daha iyi uyum yapmanın yan/sıra, daha fazla sayıda yumurta ya da yavru meydana getirmek doğal seçilim çevre koşullarına bağımlı olarak farklı şekillerde meydana gelir. Bunları sırasıyla inceleyelim. 3.1.1. Yönlendirilmiş Seçilim Doğal seçilimin en iyi bilinen ve en yaygın şeklidir. Özel koşulları olan bir çevre¬ye uzun bir süre içerisinde uyum yapan canlılarda görülür. Genellikle çevre koşulla¬rının büyük ölçüde değişmesiyle ya da koşulları farklı olan bir çevreye göçle ortaya çıkar. Populasyondaki özellikler bireylerin o çevrenin koşullarına uyum yapabileceği şekilde seçilir. Örneğin nemli bir çevre gittikçe kuraklaşıyorsa, doğal seçilim, en az su kullanarak yaşamını sürdüren canlıların yararına olacaktır. Populasyondaki bireylerin bir kısmı daha önce mutasyonlarla bu özelliği kazanmışlarsa, bu bireylerin daha fazla yaşamaları, daha çok döl vermeleri, yani genlerini daha,büyük ölçüde populasyonun gen havuzuna sokmaları sağlanır. Bu arada ilgili özelliği,sapta¬yan genlerde meydana gelebilecek mutasyonlardan, yeni koşullara daha iyi uyum sağlayabilecekler de seçileceğinden, canlının belirli bir özelliğe doğru yönlendirildiği görülür. Bu, doğal seçilimin en önemli özelliğinden biridir 'Yönlendirilmiş Yaratıcı¬lık'. Her çeşit özelliği meydana getirebilecek birçok mutasyon oluşmasına karşın, çevre koşullarının etkisi ile, doğal seçilim, başarılı mutasyonları yaşattığı için, sanki mutasyonların belirli bir amaca ve yöne doğru meydana geldiği izlenimi yaratılır. Yukarıda verdiğimiz örnekte, uyum, suyu artırımlı kullanan boşaltım organlarının yararına ise, bir zaman sonra suyu bol kullanan ilkel boşaltım organlarından, suyu en idareli kullanan böbrek şekline doğru gelişmeyi sağlayacak genler yararına bir seçim olacaktır. Su buharlaşmasını önleyen deri ve post yapısı, kumda kolaylıkla yürümeyi sağlayan genişlemiş ayak tabanı vs. doğal seçilimle bu değişime eşlik eden diğer özelliklerdir. Önemli olan, evrimde bir özelliğin ilkel de olsa başlangıçta bir defa ortaya çıkmasıdır; geliştirilmesi, mutasyon-doğal seçilim düzeneği ile zamanla sağlanır. Bu konudaki en ilginç örnek, bir zamanlar İngiltere'de fabrika dumanlarının yoğun olarak bulunduğu bir bölgede yaşayan kelebeklerde (Biston betalarla) meydana gelen evrimsel değişmedir. Sanayi devriminden önce hemen hemen beyaz renkli olan bu kelebekler (o devirden kalma koleksiyonlardan anlaşıldığı kadarıyla), ağaçların gövdelerine yapışmış beyaz likenler üzerinde yaşıyorlardı. Böylece avcıları tarafın¬ dan görülmekten kurtulmuş oluyorlardı. Sanayi devrimiyle birlikte, fabrika bacaların¬ dan çıkan siyah renkli kurum vs. bu likenleri koyulaştırınca, açık renkli kelebekler çok belirgin olarak görülür duruma geçmiştir. Bunların üzerinde beslenen avcılar, özellik¬le kuşlar, bunları kolayca avlamaya başlamıştır. Buna karşın sanayi devriminden önce de bu türün populasyonunda çok az sayıda bulunan koyu renkli bireyler bu renk uyumundan büyük yarar sağlamıştır. Bir zaman sonra populasyonun büyük bir kısmı koyu renkli kelebeklerden oluşmuştur 'Sanayi Melanizmi'. Günümüzde alı¬nan önlemler sayesinde, çevre temizlenince, beyaz renkli olanların sayısı tekrar art¬ maya başlamıştır. Son zamanlarda tıp bilimindeki gelişmeler ile, normal olarak doğada yaşayamayacak eksiklikler ile doğan birçok birey, yaşatılabilmekte ve üremesi sağlanmaktadır. Böylece taşıdıkları kalıtsal yapı, insan gen havuzuna eklenmektedir. Dolayısıyla bozuk özellikler meydana getirecek genlerin frekansı gittikçe artmaktadır, örneğin, eskiden kalp kapakçıkları bozuk, gözleri aşırı miyop ya da hipermetrop olan, gece körlüğü olan, D vitaminini sentezleme ya da hücre içine alma yeteneğini yitirmiş olan, kân şekerini düzenleyemeyen (şeker hastası), mikroplara direnci olmayan, kanama hastalığı olan; yarık damaklı, kapalı anüslü, delik kalpli ve diğer bazı kusur¬larla doğan bireylerin yaşama şansı hemen hemen yoktu. Modern tıp bunların yaşa¬masını ve üremesini sağlamıştır. Dolayısıyla insan gen havuzu doğal seçilimin etki¬sinden büyük ölçüde kurtulmaya başlamıştır. Bu da gen havuzunun, dolayısıyla bu gen havuzuna ait bireylerin bir zaman sonra doğada serbest yaşayamayacak kadar değişmesi demektir. Nitekim 10 - 15 bin yıldan beri uygulanan koruma önlemleri, bizi, zaten doğanın seçici etkisinden kısmen kurtarmıştır. Son zamanlardaki tıbbi önlemler ise bu etkiyi çok daha büyük ölçüde azaltmaktadır. Böylece doğal seçilimin en önemli görevlerinden biri olan 'Gen havuzunun yeni mutasyonların etkisinden büyük ölçüde korunmasının sağlanması ve mutasyonların gen havuzunda yayılmala¬rının önlenmesi, dolayısıyla gen havuzunun dengelenmesi ve kararlı hale geçmesi, insan gen havuzu için yitirilmeye başlanmıştır. 3.1.2. Dengelenmiş Seçilim Eğer bir populasyon çevre koşulları bakımından uzun süre dengeli olan bir ortamda bulunuyorsa, çok etkili, kararlı ve dengeli bir gen havuzu oluşur. Böylece, dengeli seçilim, var olan gen havuzunun yapısını devam ettirir ve meydana gelebilecek sapmalardan korur, örneğin, Keseliayılar (Opossum) 60 milyon, akrepler (Scorpion) 350 milyon yıldan beri gen havuzlarını hemen hemen sabit tutmuşlardır. Çünkü bulundukları çevrelere her zaman başarılı uyum yapmışlardır. 3.1.3. Dallanan Seçilim Dengeli seçilimin tersi olan bir durumu açıklar. Bir populasyonda farklı özellikli bireylerin ya da grupların her biri, farklı çevre koşulları nedeniyle ayrı ayrı korunabilir. Böylece aynı kökten, bir zaman soma, iki ya da daha fazla sayıda birbirinden farklı¬laşmış canlı grubu oluşur (ırk  alttür  tür  vs.). Özellikle bir populasyon çok geniş bir alana yayılmışsa ve yayıldığı alanda değişik çevre koşullarını içeren bir-çok yaşam ortamı (niş) varsa, yaşam ortamlarındaki çevre koşulları, kendi doğal seçilimlerini ayrı ayrı göstereceği için, bir zaman sonra birbirinden belirli ölçülerde farklılaşmış kümeler, daha sonra da türler ortaya çıkacaktır. Bu şekildeki bir seçilim 'Uyumsal Açılımı' meydana getirecektir 3.2. Üreme Yeteneğine ve Eşemlerin Özelliğine Göre Seçilim Populasyonlarda, bireyler arasında şansa dayanmayan çiftleşmelerin ve farklı üreme yeteneklerinin oluşması HARDY - WEINBERG Eşitliğine ters düşen bir durumu ifade eder. Bu özellikleri taşıyan bir populasyonda Hardy-Weinberg Eşitliği uygulanamaz. Bireylerin çiftleşmek için birbirlerini rasgele seçmelerinden ziyade, özel nite¬liklerine göre seçmeleri, bir zaman sonra, bu özellikler bakımından köken aldıkları ana populasyondan çok daha kuvvetli olan yeni populasyonların ortaya çıkmasına neden olur. Bu özel seçilim, yaşam kavgasında daha yetenekli olan (beslenmede, korunmada, gizlenmede, yavrularına bakmada vs.) populasyonların ortaya çıkmasını sağlayabilir. Eşemlerin Arasındaki Yapısal Farkların Oluşumu: Dişiler genellikle yavrula¬rını meydana getirecek, koruyacak ve belirli bir evreye kadar besleyebilecek şekilde özellik kazanmıştır. Özellikle memelilerde tam olarak belirlenemeyen bir nedenle dişiler başlangıçta çiftleşmeden kaçıyormuş gibi davranırlar. Dişilerin kuvvetli olduğu bir toplumda çitfleşme çok zor olacağından, seçilim, memelilerde, kuvvetli erkekler yönünden olmuştur. Bugün birçok canlı grubunda, özellikle yaşamları boyunca birkaç defa çiftleşenlerde erkekler, dişileri çiftleşmeye zorlar; çok defa da bunun için kuvvet kullanır. Bu nedenle erkekler dişilerinden daha büyük vücut yapısına sahip olur. Buna karşın, yaşamları boyunca bir defa çiftleşenlerde ya da çift¬leştikten sonra erkeği besin maddesi olarak dişileri tarafından yenen gruplarda (peygamber develerinde ve örümceklerde olduğu gibi), erkek, çok daha küçüktür. Çünkü seçilim vücut yapısı büyük dişiler, vücut yapısı küçük erkekler yönünde olur. İkincil eşeysel özellikler, çoğunluk eşey hormonları tarafından meydana getirilir (bu nedenle ikincil eşeysel özellikler, bireylerde eşey hormonlarının üretilmeye başla¬masından sonra belirgin olarak ortaya çıkar). Eşeysel gücün bir çeşit simgesi olan bu özellikler, eşemler tarafından sürekli olarak seçilince, özellikler gittikçe kuvvetlenir: Bu nedenle özellikle erkeklerde, yaşam savaşında zararlı olabilecek kadar büyük boy¬nuz (birçok geyikte, keçide vs.'de), büyük kuyruk (Tavuskuşunda ve Cennetkuşlarında vs.), hemen göze çarpacak parlak renklenmeler (birçok kuşta, memelide); dişiler¬de, süt meydana getirmek için çok büyük olmasına gerek olmadığı halde dişiliğin simgesi olan büyük meme bu şekilde gelişmiştir. Üreme Yeteneğinin Evrimsel Değişimdeki Etkisi: Daha önce de değindiği¬miz gibi bir bireyin yaşamını başarılı olarak sürdürmesi evrimsel olarak fazla birşey ifade etmez. Önemli olan bu süre içerisinde fazla döl meydana getirmek suretiyle, gen havuzuna, gen sokabilmesidir. Bir birey ne kadar uzun yaşarsa yaşasın, döl meydana getirmemişse, evrimsel açıdan hiçbir öneme sahip değildir. Bu nedenle bu bireylerin ölümü 'Genetik Ölüm' olarak adlandırılır. Evrimsel gelişmede en önemli değişim, gen havuzundaki gen frekansının deği¬şimidir. Gen frekansı ise birey sayısıyla saptanır. Bu durumda bir populasyonda, üreyebilecek evreye kadar başarıyla gelişebilen yavruları en çok sayıda meydana getiren bireylerin gen bileşimi bir zaman sonra gen havuzuna egemen olur. Buna 'Farklı Üreme Yeteneği' denir. 3.3. Yalıtımın (İzolasyonun) Evrimsel Gelişimdeki Etkisi Türlerin oluşumunda, yalıtım, kural olarak, zorunludur. Çünkü gen akımı,de¬vam eden populasyonlarda, tür düzeyinde farklılaşma oluşamaz. Bir populasyon, belirli bir süre, birbirlerinden coğrafik olarak yalıtılmış alt populasyonlara bölünürse, bir zaman sonra kendi aralarında çiftleşme yeteneklerini yitirerek, yeni tür özelliği kazanmaya başlarlar. Bu süre içerisinde oluşacak çiftleşme davranışlarındaki farklılaş¬malar, yalıtımı çok daha etkili duruma getirecektir. Kalıtsal yapı açısından birleşme ve döl meydana getirme yeteneklerini koruyan birçok populasyon, sadece çiftleşme davranışlarında meydana gelen farklılaşmadan dolayı, yeni tür özelliği kazanmıştır. Şekil : Allopatrik yalıtım ile tür oluşumu. Eğer bir populasyonun bir parçası coğrafik olarak yalıtılırsa, değişik evrimsel güçler yavaş yavaş bu yalıtılmış populasyonu (keza ana populasyonu) değiştirmeye başlar ve bir zaman sonra her iki populasyon aralarında verimli döl meydana getiremeyecek kadar farklılaşırlar. Üreme yalıtımının kökeninde, çok defa, en azından başlangıç evrelerinde, coğrafik bir yalıtım vardır. Fakat konunun daha iyi anlaşılabilmesi için üreme yalıtımını ayrı bir başlık altında inceleyeceğiz. Populasyonlar arasında çiftleşmeyi ve verimli döller meydana getirmeyi önleyen her etkileşme 'Yalıtım = izolasyon Mekanizması' denir. 3.3.1. Coğrafik Yalıtım (- Allopatrik Yalıtım) Eğer bir populasyon coğrafik olarak iki ya da daha fazla bölgeye yayılırsa, ev¬ rimsel güçler (her bölgede farklı olacağı için) yavaş yavaş etki ederek, populasyonlar arasındaki farkın gittikçe artmasına (Coğrafik Irklar) neden olacaktır. Bu kalıtsal farklılaşma, populasyonlar arasında gen akışını önleyecek düzeye geldiği zaman, bir zamanların ata türü iki ya da daha fazla türe ayrılmış olur Anadolu'daki Pamphaginae'lerin Evrimsel Durumu: Coğrafik yalıtıma en iyi örneklerden biri Anadolu'nun yüksek dağlarında yaşayan, kanatsız, hantal yapılı, kışı çoğunluk 3. ve 4. nimf evrelerinde geçiren bir çekirge grubudur. Özünde, bu hay¬vanlar, soğuk iklimlerde yaşayan bir kökenden gelmedir. Buzul devrinde, kuzeydeki buzullardan kaçarak Balkanlar ve Kafkaslar üzerinden Anadolu'ya girmişlerdir. Bu sı¬rada Anadolu'nun iç kısmında Batı Anadolu’yla Doğu Anadolu'yu birbirinden ayıran büyük bir tatlısu gölü bulunuyordu. Her iki bölge arasındaki karasal, bağlantı, yalnız, bugünkü Sinop ve Toros kara köprüleriyle sağlanıyordu. Dolayısıyla Kafkaslar'dan gelenler ancak Doğu Anadolu'ya, Balkanlar'dan gelenler ise ancak Batı Anadolu'ya yayılmıştı. Çünkü Anadolu o devirde kısmen soğumuş ve bu hayvanların yaşayabil¬mesi için uygun bir ortam oluşturmuştu. Bir zaman sonra dünya buzul arası devreye girince, buzullar kuzeye doğru çekilmeye ve dolayısıyla Anadolu da ısınmaya başla¬mıştı. Bu arada Anadolu kara parçası, erozyon sonucu yırtılmaya, dağlar yükselmeye ve bu arada soğuğa alışık bu çekirge grubu, daha soğuk olan yüksek dağların başına doğru çekilmeye başlamıştı. Uzun yıllardır bu dağların başında (genellikle 1500 - 2000 metrenin üzerinde) yaşamlarını sürdürmektedirler. Kanatları olmadığı için uçamazlar; dolayısıyla aktif yayılımları yoktur. Hantal ve iri vücutlu olduklarından rüzgar vs. ile pasif olarak da yayılamamaktadırlar. Belirli bir sıcaklığın üstündeki böl¬gelerde (zonlarda) yaşayamadıklarından, yüksek yerlerden vadilere inerek, diğer dağsilsilelerine de geçemezler. Yüksek dağlarda yaşadıklarından, aşağıya göre daha yoğun morötesi ve diğer kısa dalgalı ışınların etkisi altında kalmışlardır; bu nedenle mutasyon oranı (özellikle kromozom değişmeleri) yükselmiştir. Dolayısıyla evrimsel bir gelişim ve doğal seçilim için bol miktarda ham madde oluşmuştur. Çok yakın mesafelerde dahi meydana gelen bu mutlak ya da kısmi yalıtım, bir zamanlar Ana¬dolu'ya bir ya da birkaç tür olarak giren bu hayvanların 50'den fazla türe, bir o kadar alttüre ayrılmasına neden olmuştur. Bir dağdaki populasyon dahi, kendi aralarında oldukça belirgin olarak birbirlerinden ayrılabilen demelere bölünür. Çünkü yukarıda anlattığımız yalıtım koşullan, bir dağ üzerinde dahi farklı olarak etki etmektedir. Coğrafik uzaklık ile farklılaşmanın derecesi arasında doğru orantı vardır. Birbir¬lerinden uzak olan populasyonlar daha fazla farklılaşmalar gösterir. Bu çekirge gru¬bunun Hakkari'den Edirne'ye kadar adım adım değiştiğini izlemek mümkündür. Batı Anadolu'da yaşayanlar çok gelişmiş timpanik zara (işitme zarına) ve sırt kısmında tarağa sahiptir; doğudakilerde bu zar ve tarak görülmez. Toros ve Sinop bölgelerinde bu özellikleri karışık olarak taşıyan bireyler bulunur. Her türlü yalıtım mekanizmasında, ilk olarak demelerin, daha sonra alttürlerin, sonunda da türlerin meydana geldiğini unutmamak gerekir. Aynı kökten gelen; fakat farklı yaşam bölgelerine yayılan tüm hayvan gruplarında bu kademeleşme görülür, Ayrıca tüm coğrafik yalıtımları kalıtsal bir yalıtımın izlediği akıldan çıkarılmamalıdır. 3.3.2. Üreme İşlevlerinde Yalıtım (= Simpatrik Yalıtım) Yalıtımın en önemli faktörlerinden biri de, genellikle belirli bir süre coğrafik yalı¬tımın etkisi altında kalan populasyonlardaki bireylerin üreme davranışlarında ortaya çıkan değişikliklerdir. Bu farklılaşmaların oluşumunda da mutasyonlar ve doğal seçi¬lim etkilidir. Yalnız, üreme işlevlerindeki yalıtımın, coğrafik yalıtımdan farkı, ilke ola¬rak, farklılaşmanın sadece üreme işlevlerinde olması, kalıtsal yapıyı tümüyle kapsa-mamasıdır. Deneysel olarak döllendirildiklerinde yavru meydana getirebilirler. Çünkü kalıtsal yapı tümüyle farklılaşmamıştır. Coğrafik yalıtım ise hem kalıtsal yapının nem davranışların farklılaşmasını hem de üreme işlevlerinin yalıtımını kapsar. Eşeysel çekim azalınca ya da yok olunca, gen akışı da duracağı için, iki populasyon birbirinden farklılaşmaya başlar. Böylece ilk olarak hemen hemen birbirine benzeyen; fakat üreme davranışlarıyla birbirinden ayrılan 'ikiz Türler' meydana gelir. Bir zaman sonra mutasyon - seçilim etkileşimiyle, yapısal değişimi de kapsayan kalıtsal farklılıklar ortaya çıkar. Üreme yalıtımı gelişimin çeşitli kademelerinde olabilir. Bun¬lar; Üreme Davranışlarının Farklılaşması: Birbirlerine çok yakın bölgelerde yaşayan populasyonlarda, mutasyonlarla ortaya çıkan davranış farklılaşmalarıdır. Koku ve ses çıkarmada, keza üreme hareketlerinde meydana gelecek çok küçük farklılaşmalar, bireylerin birbirlerini çekmelerini, dolayısıyla döllemeyi önler. Daha sonra, bu populasyonlar bir araya gelseler de, davranış farklarından dolayı çiftleşemezler. Üreme Dönemlerinin Farklılaşması: İki populasyon arasında üreme dönemlerinin farklılaşması da kesin bir yalıtıma götürür. Örneğin bir populasyon ilkbaharda, öbürüsü yazın eşeysel gamet meydana getiriyorsa, bunların birbirlerini döllemeleri olanaksızlaşır. Üreme Organlarının Farklılaşması: Özellikle böceklerde ve ilkel bazı çok hücre¬lilerde, erkek ve dişi çiftleşme organları, kilit anahtar gibi birbirine uyar. Meydana ge¬lecek küçük bir değişiklik döllenmeyi önler. Gamet Yalıtımı: Bazı türlerin yumurtaları, kendi türünün bazen de yakın akra¬ba türlerin spermalarını çeken, fertilizin denen bir madde salgılar. Bu fertilizinin farklılaşması gamet yalıtımına götürür. Melez Yalıtımı: Eğer tüm bu kademeye kadar farklılaşma olmamışsa, yumurta ve sperma, zigotu meydana getirir. Fakat bu sefer bazı genlerin uyuşmazlığı, embri¬yonun herhangi bir kademesinde anormalliklere, ya da uygun olmayan organların or¬taya çıkmasına neden olur (örneğin küçük kalp gibi). Embriyo gelişip ergin meydana gelirse, bu sefer, kalıtsal yapılarındaki farklılaş¬malar nedeniyle erginin eşeysel hücrelerinde, yaşayabilir gametler oluşamayabilir (katırı anımsayınız!). Genlerin kromozomlar üzerindeki dizilişleri farklı olduğu için, sinaps yapamazlar ya da kromozom sayıları farklı olduğu için dengeli bir kromozom dağılımını sağlayamazlar.  KAYNAKLAR   Hayvanlar ve Bitkilerin Evrim Ansiklopedisi-Remzi Kitapevi   Kalıtım ve Evrim – Prof.Dr.Ali DEMİRSOY   Yaşamın Temel Kuralları - Prof.Dr.Ali DEMİRSOY   www.bilimaraştırmavakfı.com

http://www.biyologlar.com/eklembacaklilar-artropoda

CANLILARDA DAVRANIŞ VE UYARLAMA

Tüm canlılar yaşadıkları çevre ile uyum içerisinde yaşarlar. Organizmalar acaba çevresindeki değişimlere karşı nasıl davranırlar? Aynı tür canlılar birbirleri ile karşılaştı-ğında nasıl tepki gösterirler? Canlılarda kalıplaşmış ve değişmez davranışlarla mı doğar yoksa çevrenin ve yaşadığı alanın özelliklerine göre bu davranışlar sonradan mı kazanı-lır? İnsanlar bu tür sorulara hem yanıt ararlar hem de bu tür soruları artırırlar. Etoloji = (Davranış bilimi ): Canlılardaki davranışları inceleyerek bu sorulara vb arayan bilim dalına yada adı verilir Davranış: Organizmanın iç ve dış ortamdan gelen uyarılar karşısında meydana getirdiği aktivitelerin tamamıdır. Uyarı :İç yada dış ortamda meydana gelen ve canlıda tepki oluşturabilecek fiziksel, kimyasal ve biyolojik değişiklikler olarak adlandırılır. Tepki: Uyarılara karşı efektör organların verdiği cevaba denir. Davranışlar uyarılar ve tepkilerin bir sonucudur. Davranış canlıya, eş, su, besin ve barınak bulmaya yada olumsuz çevre şartlarından( düşman, kıtlık, yangın, sel vb.) uzak-laşmada yardımcı olur. Örnek olarak aç bir köpek için besinin kokusu uyarıdır. Köpeğin besin kokusunu algıladığında tükürük salgısı artar. Tükürük salgısının oluşması ve artma-sı fizyolojik bir tepkidir. Bu tepki ile köpeğin besinin yerini bulmaya çalışması ise bir dav-ranıştır. İnsanlarda terlemeyi bu olaya örnek verebiliriz. Terleme olayı insan vücudunun aşırı ısınmasını önleyen ve homeostasiyi (iç dengeyi) sağlayan fizyolojik bir tepkidir. Ter-lediğimiz zaman, üzerimizdeki kalın giysileri çıkarmak, daha serin ve soğuk bir yer ara-mak, pencereleri açmak veya ılık duş almak ise davranıştır. Bir canlının tüm özelliklerinin yanında davranışlar genetik ve çevresel olayların bileşenleri ile ortaya çıkar ve gelişir. Davranışlarda bazen genetik etmenler bazen de çevresel faktör daha ağır basar. Yumurtadan henüz yeni çıkmış, gözleri açılmamış kuş yavrularının çoğu başları-nı yukarı kaldırıp ağızlarını açarlar ve öterek yiyecek istedikleri belirtebilir. Bu davranış doğuştan gelen kalıtsal yönü ağır basan davranıştır. Her davranışın sadece genlerle ortaya çıktığı bağlı söylenemez. Bazı davranışlarda çevresel faktörler kalıtsal faktörler-den daha fazla etkilidir. İnsanda lisan öğrenme o lisanın konuşulduğu çevresel ortamda gelişen bir davranıştır. Davranış; doğuştan gelen davranış, öğrenilmiş davranış ve sosyal davranış olarak üç grupta incelenir. 1.Doğuştan Gelen Davranışlar Canlıların doğuştan itibaren yaptığı, öğrenilmiş davranışlara doğal yada doğuştan gelen davranışlar denir. Doğuştan gelen davranışlar kalıtsaldır. Çevrenin bu davranışlar üzerindeki etkisi çok azdır. Aynı tür canlıların doğuştan gelen davranışları çevresel et-kenlere bağlı olmaksızın hemen hemen aynıdır. Örneğin aslanların avlanması veya so-mon balıklarındaki üreme gibi yapılan pek çok davranış doğuştan gelen davranışlara ör-nek verilebilir. Doğuştan gelen davranışlar, refleksler ve içgüdüler olarak iki grupta incelenir. a.Refleksler Refleks: Hayvanlarda çeşitli uyarılara karşı oluşan ani ve değişmez tepkilere denir.. Sinir sistemine sahip tüm canlılarda refleks görülür. Bir çok örnek vermek mümkün-dür. Bunlar elektrik şoku verilen bir solucanın otomatik olarak büzülmesi, yeni doğan be-beğin emmesi, kedinin fareyi görünce saldırması, yumurtadan yeni çıkan balıkların yüze-bilmesi birer reflekstir. b.İçgüdüler Doğuştan gelen bir davranış da içgüdülerdir. İçgüdüler bireyin yaşamını kolaylaştırıcı role sahiptir. Bunlar üreme, yuva yapma, yavru bakımı gibi davranışlardır. İçgüdüler kalıtsaldır, öğrenmeyle oluşmaz fakat bilinçli olarak gerçekleştirilir. Hayvanlar aleminde bir çok canlıda içgüdüsel davranışlar gözlenir. Her türün, türe ait tipik içgüdüsel davranışları vardır. Örneğin arıların buldukları besinin yerini kovandaki diğer arılara bildirmek için yaptıkları dans içgüdüseldir. Kazların göçler sırasındaki dizilimleri birer içgüdüsel davranıştır. Örümcekler ağlarını içgüdüleri ile yapar. Örümceklerin yaptığı ağın şekli farklı türlerin teşhislini yapılmasın kullanılır. Böceklerde yaşamın farklı evrelerinde gösteriler davranışlar içgüdüseldir. Örneğin mayıs böceği larvaları içgüdüsel olarak ışıktan kaçar ancak erginleri ışığa doğru hareket eder. Tırtırlar pupa evresine girmeden hemen önce içgüdüsel olarak etrafına koza örer. Hayvanlarda yuva yapımı da içgüdüseldir. Örneğin kuşlarda yuva yapılacak malzemelerin bulunması, taşınması ve yuvaya özel şeklinin verilmesi içgüdüsel olarak gerçekleşir. Balıklarda yuvalarını içgüdüleri ile yapar. Erkek güneş balığı örnek olarak verilebilir. Erkek güneş balığı gölün tabanına yuva yapar. Bu yuvaya dişi balık yumurtalarını bırakır ve bu yumurtalar erkek balık tarafından döllenir. Yumurtaların bakımını sadece erkek balık yapar. Örneğin; erkek balık, kuyruk yüzgeci ile yumurtaları oksijenlendirir ve yu-murtaları açılıncaya kadar korur. Kuşlardaki göç etme davranışları da içgüdüler ile kontrol edilir. Bir çok kuş türü kışı daha iyi yaşam şartlarında geçirmek için belirli zamanlarında sıcak bölgelere göç ederler. Göçmen kuşlar her yıl aynı rotayı izler. Norveç de bilim insanları tarafından yapılan bir araştırmada ayağına halka takılan bir grup yavru kutup deniz kırlangıcı uzun yıllar izlenmiştir. Kırlangıçların, üreme yerlerinin Kuzey Kanada, Grönland, Kuzey Avrupa, Sibirya ve Alaska olmasına rağmen , sonra güneye doğru göç ederek güney kutbun da yazı ge-çirdikleri belirlenmiştir. Kırlangıçlar bu yol boyunca yaklaşık 35 bin kilometrelik yolculuğun sonunda tekrar üredikleri yere döndükleri gözlenmiştir. Bu araştırmalar sonunda 27 yıl önce Norvec'de ayağına halka takılan bir kutup deniz kırlangıcı yine aynı bölgede görülmüştür. Araştırmalar pek çok göçmen kuşun kılavuz alarak güneşi yada yıldızları kullanarak yollarını bulduklarını göstermiştir. Bir çok göçmen kuş ve balığın ise dünyanın man-yetik alanını algılayarak göç ettikleri düşünülmektedir. I. İçgülerin Kontrolü Hipotalamus içgüdüsel davranışların kontrol merkezi olarak bilinir. Hipotalamus, yeme, içme, üreme, uyku, yavru bakımı ve sıcaklık değişimlerinde de etkilidir. Canlılarda açlık, susuzluk ve hormonlar gibi bir çok fizyolojik uyarıda içgüdüleri tetikler. İç dengenin bozulması da İçgüdüsel davranışların başlamasında önemli bir etkendir. İçgüdüsel davranışların incelendiği keçilerle yapılan bir deneyde, su içme ve su arama içgüdüsünün hipotalamus tarafından kontrol edildiği hipotalamus tarafından ve bu davranışın başlamasında kandaki ozmatik dengenin bozulmasının neden olduğu bulun-muştur. Keçinin kanındaki su miktarı düşerse keçideki su içme isteği ve su arama içgüdüsü başlar. Keçinin hipotalamusu, hipofiz bezini uyararak antidiüretik hormon salgılar. Antidiüretik hormon etkisi ile böbreklerden daha fazla su geri emilir. Hipotalamus ve hipofiz tarafından salgılanan hormonların bazıları üreme ve yav-ru bakımı davranışlarını da kontrol eder. Mevsimlere bağlı olarak artan güneş ışığı miktarı hipotalamusu etkiler. Bu uyarıyı alan hipotalamus, hipofiz bezini uyarır. Hipofiz bezi de üreme organlarından hormon salgılanmasını sağlar. Bu şekilde üreme ve yavru bakımı davranışlarının düzenlenmesini sağlar. Prolaktin hormonu güvercinlerde yavru besleme davranışını başlatır. Örneğin güvercinler yavrularını kursaklarında ürettikleri güvercin sütü adı verilen beyaz renkli bir sıvı ile besler. Bu salgılanan sıvı, yavrularının yumurtadan çıkmasına yakın bir zamanda prolaktin hormonu etkisiyle üretilir. Güvercinler böylece yavruyu besleme davranışını gerçekleşir. Kuşların göç etmelerinde hipotalamustan salgı-lanan hormonlarla kontrol edilir. Kuşlar bu şekilde yavruların daha uygun şartlarda büyü-yebileceği bölgelere doğru göç başlatırlar. 2.Öğrenilmiş Davranışlar Canlıların çoğu, öğrenme ile ortaya çıkan davranışlar gösterir. Davranış şekilleri aynı türdeki canlılar arasında bile bazı farklılıklar gösterebilir. Sonradan kazanılan bu davranışların oluşmasında en önemli etken öğrenmedir. Öğrenilmiş davranışlar: Deneyimler sonucu değişen davranışlar olarak adlandırı-lır. Hafıza: Deneyimler beyinde kayıt edilerek saklanır ve ihtiyaç duyulduğunda tekrar hatırlanır buna denir. Hatırlanan olay yeni bir durum karşısında davranışın düzenlenmesinde kullanılır. Doğuştan gelen davranışların aksine öğrenilmiş davranışlar uygun davranışın gösterilmesine yardımcı olur. Neticede öğrenme, hayvanı değişiklere karşı adapte eder. Doğuştan gelen davranışlar doğrudan genlerle kontrol edilir, öğrenilmiş davranışlarda ise genlerin kontrolü dolayı yoldan gerçekleşir. Kalıtım, sinir sisteminin yapısını ve öğrenme özelliklerini belirlerken canlının uyarılara karşı gösterdiği davranış da bu sırada etkilenir. Buna örnek olarak susamış bir hayvanın su arama davranışı içgüdüsel bir dav-ranıştır. Suyu bulan hayvanın suyun bulunduğu yeri öğrendikten sonra hayvanın her susadığında aynı yere gelmesi öğrenilmiş bir davranıştır. Sinir sistemi gelişmiş olan hayvanların öğrenme kapasiteleri gelişmemişlere göre daha fazladır. Örneğin maymunun öğrenme kapasitesi fareye göre daha fazladır. Uzun yaşam süresi ve yavru bakımı olan hayvanların çoğunlukla davranışlar ebeveynlerin davranışlarından öğrenir. Örneğin yavru çıtalar avlanmayı ailesinden öğrenir. Öğrenmenin çeşitli şekilleri vardır. Bunlar; Alışma Şartlanma İzleme yolu ileöğrenme Kavrama yolu ile öğrenme 1.Alışma Belirli bir uyarıya karşı tepkimenin bir süre sonra kararlı bir şekilde azalması ve zamanla ortadan kalmasına denir. Öğrenmenin en basit şeklidir. Bu öğrenme şeklinde hayvan art arda uyarıyla karşılaştığında gösterdiği tepkinin çeşidi ve şiddeti bir süre sonra azalır. Sonunda tepki tamamen ortadan kalkar. Çevremizde alışmayla ilgili çok sayıda örnek gözleyebiliriz. Bir örümceğin ağına dokunursanız, başlangıçta hayvan hızla dokunulan yere doğru hareket eder. Aynı hareket belirli aralıklarla tekrarlandığında tepkimenin giderek azaldığı ve bir süre sonra hiç tepki vermediği görülür. Hayvanat bahçesindeki bazı maymunlar insanlara alışkındır bu hayvanlar kafeslerine yaklaşıldığında kaçmaz, verilen yiyecekleri alıp yer. Ancak aynı türün ormanda yaşayan bir hayvan bu tür bir davranış gözlenmez. Bir başka örnek ise tarlaya konulan bostan korku-luklarıdır. Başlangıçta korkuluktan kaçan kargalar, bir süre sonra bostan korkuluğunun bir zararı olma-dığını öğrenir ve kaçmaz. Fazla sayıda aracın geçtiği yol kenarlarında yaşayan bazı kuşların ise zamanla gürültüye karşı tepki-leri azalır ve araba geldiğinde kaçmaz. Alışma durumunda hayvanlar kendileri için zararlı olmayan uyaranlara karşı tepki göstermemeyi öğrenir. Buda canlıya bir uyarı karşısında gereksiz davranışlar göstermesini önler. 2.Şartlanma Refleks hareketi; canlının doğuştan sahip olduğu davranışlardır. Bu davranışlardan bazıları zamanla değiştirilebilir bu olaya şartlanma denir. Şartlanma olayı ile ilgili ilk ciddi çalışmayı Rus bilim insanı İvan Pavlov (İvan pavlof) yapmıştır. A-Köpeğe zil çalındığı zaman tepki vermez. Burada zil nötr uyarıcıdır. B-Köpeğe zil çalıp yemek verdiğimiz zaman köpeğin salyası akar.Zil sesi nötr uyarıcı,yemek koşulsuz uyarıcı,salya koşulsuz uyarıcıdır. C-Köpeğe zil çaldığımız zaman köpeğin salyası akar. Burada zil koşullu uyarıcı, salya koşullu tepkidir. Böylece Pavlov, doğuştan gelen reflekslerin, doğal uyaranlarının değiştirebileceğini kanıtlamıştır. Burada uyaranın yerine bir başka uyaran almıştır. Pavlov 'un bu çalışması şartlı refleks yada şartlanma olarak tanımlanmıştır. Şartlanmanın iki şekli vardır. Birincisi klasik şartlanmadır. Bu şartlanmada Pavlov' un örneğindeki gibi basit bir uyaran başka bir uyaran ile aynı anda verilir, bu durumda uyaranlar eşleşirler ve basit bir refleks olur. İkincisi işlevsel (operant) şartlanmadır. Bu şartlanmada öğrenme; herhangi bir uyaranın yanında başka bir ödül yada ceza ile birleştirme sonucu gerçekleşir. Başka bir ifade ile canlıya ödül veya ceza verilerek bir davranış yapması yada yapmaması öğretilir. Örneğin bilim insanı B.F. Skinner (Sikınır) yaptığı deneyde farenin yaşadığı kafesin içine bir pedal koymuş, fare pedala bastıkça yiyecek düşmesini sağlamıştır. Fare bu şekilde pedala basmayı öğrenmiştir. Bu yöntemle hayvanların çeşitli davranışları yapmaları ve eğitilmeleri sağlanır. Atlar bu şekilde eğitilerek ;eğitimi sırasında istenilen davranış gerçekleştiğinde atlara şeker yada havuç verilir. 3.İzlenim yoluyla öğrenme 1935 yılında Avustralyalı bilim insanı biyolog Konratd Lorenz bazı canlılarda yeni doğan genç bireylerin izlenimle bazı davranışları öğrendiklerini fark etmiştir. Lorenzin, bu çalışmasından önce yumurtadan çıkan ördek ve kaz yavrularının annelerini takip etmele-rinin iç güdüleri düşünülmekteydi. Lrenz yaptığı çalışmada kuluçka makinesinden çıkan ördek yavrularını gözlemlemiştir. Lrenz, ördek yumurtalarını iki guruba ayırmıştır. Bir grubu anneleri ile bırakmış diğer grubu kuluçka makinesine yerleştirmiştir. Anneleri tarafından yetiştirilen bireyler normal davranışlar göstermiştir. Kuluçka makinesinden çıkanlar ilk saatlerini LORENZ ile geçirmiş ve kararlılıkla onu izlemişlerdir. Annelerine yada aynı türden başka bireylere karşı tepki göstermemiştir. Lorenz canlıların bu şekilde gördükleri objeleri taklit ederek öğrenmelerine izlenim yoluy-la öğrenme adı verilmiştir. İzlenim, basit bit öğrenme şeklidir. Diğer bir ifadeyle yaparak, yaşayarak öğrenmedir. Bu öğrenme şekli özellikle yeni doğmuş yada yumurtadan çıkmış yavrularda görülür. Bazı hayvanların yavruları, annelerin arkasında yürümeyi, avlanmayı saklanmayı izleyerek öğrenir. 4. Kavrama yoluyla öğrenme Gelişmiş omurgalı hayvanların yeni bir sorunla karşılaştığında önceki deneyimlerinden yararlanarak sorunu çözmelerine kavranma yoluyla öğrenme yada iç yüzüyle öğrenme adı verilir. Öğrenmenin en ileri şekli olarak kabul edilen davranıştır. Gelişmiş omurgalı hayvanlarda rastlanır. Kavrama yoluyla öğrenme yeteneğine sahip bir hayvanın besin kaynağına giden yol kapatılırsa, hayvan önceki deneyimlerinden yararlanarak uygun başka bir yol seçer ve yiyeceğe giden yolu bularak yiyeceğe ulaşır. Yapılan araştırmalar ve deneyler böyle bir durumda yalnızca maymunların ve şempanzelerin yiyeceğe ilk aşamada ulaştıklarını göstermiştir. Şempanzelerin denek olarak kullanıldığı deneyde tabandan aşağıya bir ip sarkıtılmış ve ucuna besin bağlanmıştır. Aç şempanzenin çevresindeki sandıkları kullanarak besine ulaştığı görülmüştür. şempanzeler ve maymunlarda problem çözme yetenekleri gelişmiştir.. Hayvanların bireysel olarak yaptıkları davranışlarının yanında, bazı hayvan gruplarında gözlenen sosyal davranışlar vardır. 3. SOSYAL DAVRANIŞLAR Hayvanların bazıları tek başlarına bazıları da gruplar halinde yaşar. Bir çok çok çevresel etken bazı hayvanları bir araya getirir. Çeşitli çevresel etkenlerle bir araya gelmiş canlılara topluluk adı verilir. Afrika'nın zengin otlakları zebra, antilop gibi canlıların bir araya geldikleri yaşam alanları örnek olarak verilebilir. Bu örneğin yanında bir sokak lambamsı böceği kendine çeker. Bu şekilde bir araya gelen canlılar organize olmuş gruplar değildir. Bazı hayvanlar sosyal grup adı verilen organize olmuş gruplar oluşturur. bir sosyal grup belirli görevleri yerine getirmek için özelleşmiş üyelerden meydana gelen ve kendi kendine yeterli olan bir populasyondur. Grubun hayatta kalması özelleşmiş olan üyelerin yakın iş birliğine bağladır. Bundan dolayı bir sosyal grubu çok hücreli bir organizmaya benzetebiliriz. Farklı görevleri üstlenen hücrelerden meydana gelen organizma bir bütün halinde çalışır. Bir sosyal grubu oluşturan bireyler de özel görevleri yerine getirmek içi farklılaşmışlardır. Çevremizi incelediğimizde çok çeşitli sosyal grup örnekleri ile karşılaşırız. Bu tür grupları oluşturan bireylerin sergiledikleri davranışlar sosyal davranışlar olarak adlandırılır. Sosyal davranışlar iş birliğine dayalı davranışlar, çatışma davranışları ve ileti-şim davranışları şeklinde gruplandırılarak incelenebilir. Sosyaldavranışlar 1-İş birliği 2-Çatışma ve baskınlık 3-Yurt savunması 4-Sosyal iletişim 1. İş birliğine dayalı davranışlar Aynı türü oluşturan bireyler, besin bulma, düşmana karşı koyma ve savunma, yaşam alanı bulma, çiftleşme, yavruları koruyarak soylarını devam ettirme gibi davranışları karşılıklı iş birliğine dayalı olarak sergilerler. Bu davranışları, bazı balık sürülerinde, bazı kuş sürülerinde, misk öküzlerinde, aslanlarda vahşi köpeklerde ve bir çok canlı gruplarında görebiliriz. grubu oluşturan bi-reylerin hayatta kalabilmesi iletişime dayanır. grup üyeleri arasında iletişim sesle, görsel ya da kimyasal uyarıcılar ile sağlanır. Örneğin grup üyelerinden birisi bir tehlike olduğunu hissettiğinde diğer bireylere de haber verir ve bütün grubu uyarır. Böylece grup, tehlikeden kaçma davranışı gösterir. gruplar ayrıca iş birliği yaparak avcılara karşı savunma davranışı sergiler. Örneğin erkek misk öküzleri tehlike karşısında halka oluşturur ve yavruları bu halkanın ortasına alır. böylece hem yavrularını hem de kendilerini korumaya çalışır. Küçük kuşlar ise iş birliği yaparak avlanma davranışı ile kurtlar aslanlar ve vahşi köpeklerde görülür. Aile içindeki ilişkiler ebeveyn ve yavrular arasındaki iş birliğine dayalı davranışları içerir. Bu ilişkiler hem ailedeki genç bireylerin besin bulmasını savunmasını ve korunmasını sağlamada hem de ebeveynlerin soyunu sürdürmesinde önemli rol oynar. 2 Çatışma ve baskınlık davranışları Sosyal gruplar halindeki bir arada yaşayan hayvanlarda bazen karşılıklı iş birliği yerine çatışma davranışları da görülebilir. Populasyonda canlı sayısı arttıkça canlılar arasında besin yaşam alanı ve eş için rekabet artar. Rekabet grup içindeki çatışmayı artıran bir etkendir. Bu olaylar grubu oluşturan hayvanlar arasında sosyal hiyerarşinin ortaya çıkmasına neden olur. Sosyal hiyerarşi bireylerinin üstünlüklerine göre sıralanarak birbir-lerini kontrol etmesidir. Üstünlük hiyerarşisi yada tecrübeli birey üstünlüğü tür içi kavgalar sonucu kurulur. Üstünlüğünü ispatlayan birey yaşam ihtiyaçlarını diğerlerinden önce karşılama hakkına sahiptir. Bu bireyler sembolik tehdit davranışları gösterir. Bu tehdit davranışları grubun diğer bireyleri tarafından açıkça anlaşılan ve galibiyeti gösteren davranışlardır. Baskınlık davranışına örnek olarak; kurt ve köpeklerde kaybedenin yenilgiyi kabul etmesi, kazananın önünde boyun eğmesi olarak gösterilebilir. Bu durumda kazanan köpeğin saldırgan davranışları son bulur ve üstünlük pozisyonunu kurulmuş olur. Tavuklarda , ördeklerde ve hindilerde ise üstünlük gagalama davranışı ile sağlanır. Hiyerarşik olarak üst düzeyde bulunan en tecrübeli birey ihtiyaçlarını en önce karşılar. Bu durumdaki canlı; besin, su ve tüneklere ilk önce sahip olur ve diğer bireyler ta-rafından da kabul edilir. Böylece toplulukta kimin neyi alacağı konusundaki kargaşayı ortadan kaldırır. Topluluğun alt düzeyindeki bireyler yemek ve su için beklemek zorunda kalır. En alt düzeydeki bireylerin yaşama sansı azdır. Bu şekildeki bir populasyonda güçlü olanların hayatta kalma güçsüzlere göre daha fazla olur. 3.Hayvanlarda Yurt Savunması Hayvanlar yaşadıkları çevrede bir çok aktivite içindedirler. Bunlar varlıklarını sürdürmek ve yaşamlarını devam ettirmek, beslenmek ve üremektir. Yurt (territoryum, savunak,egemenlik alanı) :Bir bireyin beslenme, eşleşme ve yavru büyütme amacıyla kendi türünden başka bireylere karşı koruduğu alana denir. Yurt savunması , kuşlarda kolayca anlaşılır. Üreme döneminde erkek kuş kendine bir yer seçer. Burası için diğer kuşlarla kavga eder ve sınırları belirler. Kuşlarda bu alan küçüktür bunun yanında aslanlarda yurt çok daha büyük alana sahiptir. Sumsuk kuşlarında yurt savunması şu şekilde olur; erkek kuşlarla sınırlar tamamen belirleninceye kadar boyunlarını uzatır ve birbirlerini gagalayabilecek kadar küçük mesafeler bırakacak şekilde yuva yapar,yutlarını bağırıp çağırırarak ve birbirlerini gagala-yarak yuvalarını savunur. Yurt edinme eğilimi hayvanların yaşadığı ortamı en verimli şekilde kullanmaya yöneliktir. Yurt savunması bireyler arasındaki; 1-Tür içi çekişmeyi azaltır. 2-Populasyon büyümesini kontrol altında tutar. 3- Bireylerin habitatları içinde eşit olarak dağılmasını sağlar. 4-Abiyotik (çevresel) kaynaklar en iyi şekilde kullanılır. 4.Sosyal Gruplarda İletişim iletişim, sosyal davranışların gerçekleşmesinde önemli bir yere sahiptir. bu sebepten sosyal grubu oluşturan bireyler aralarında iletişimi sağlayan çok çeşitli mesajlar oluşturur. Bu mesajlar 1-Kimyasal mesajlar, 2-Sesli mesajlar 3-Görsel mesajlar şeklinde olabilir. 1-Kimyasal salgılar: Bir çok hayvan tarafından haberleşmede kullanılan kimyasal salgılar vardır bunlara feromon denir. Aynı türe ait bireyleri uyararak davranışlarını etkiler. Feromonlar eşeysel çekim için kullanılabilir. Aynı tür canlıların salgıladığı feromon kendine özgüdür. Dişi ipek böceği, o kadar güçlü feromon salgılar ki 3 km den daha uzaktaki erkeği uyarabilir. Feromon salgılayan canlılara örnek olarak: ipek böceği, ağaç güvesi, hamam böceği ve diğer birçok böcek verilebilir. Bunlar karşı eşeyi çekici feromonlar da salgılar. 2-Sesli mesajlar: Böceklerde , kurbağalarda, kuşlarda, balinalarda sesli mesajlar önemlidir. Örneğin erkek cırcır böcekleri, oluşturdukları sesle dişleri cezbeder. Balinalar 10 km den fazla mesafe boyunca kendi aralarında su altı şarkılarıyla iletişim kurar. 3-Görsel mesajlar: Görsel mesajlar arılar arasındaki iletişimi kurmada önemli bir yere sahiptir.. Arılar aralarındaki iletişimlerini kendilerine has vücut hareketlerinden oluşan bir çeşit dans ile sağlar. Örneğin bir arı polence ve nektarca zengin bir çiçek tarlası veya alanı bulduğunda, bu alanın yönünü ve kovana uzaklığı diğer arılara haber verir. Arılardaki iletişim davranışlarını inceleyen bilim insanı K.V.Frisch (Friş) arıların iki çeşit dans yaparak haberleştiklerini bulmuştur. Bunlar 1-Halka dansı:Bu dans,besin kovana yakın olduğunda yapılır 2.Sallanma dansı: Arı bu dansı besin, kovana uzaksa yapar. Besinin yönünün de belirlenmesi sallanma dansı ile gösterilir. Arılar besinin yönünü anlatırken güneşin konumunu ve yiyeceğin bu konumu olan açısını esas alır.

http://www.biyologlar.com/canlilarda-davranis-ve-uyarlama

Toprağın Mineral Madde Verimliliği

Toprakta bitkilerin gereksinim duyduğu maddeler de toprak suyu gibi değişik formlarda bulunur ve bu formların bazıları bitkilerin yararlanmasına uygun, diğerleri ise yararsızdır. Bu değişik formların bir kısmı arasında dinamik ilişkiler olması bitkilerin sürekli besin sağlayabilmesine olanak verir. Topraktaki su iyi bir çözücü olduğundan serbest haldeki, çözünür iyonik mineral maddelerin çözünmesini sağlar ve bitkilerin en kolay şekilde besin elementi sağlayabildiği toprak çözeltisini oluşturur. Bu çözeltideki iyonların bitki köklerince tüketilmesi ile doğan kimyasal potansiyel ile çözelti toprak taneciklerinden ve toprak organik maddesinden çözünebilir iyon çeker. Yukarıda bitki hücreleri için anlatılmış olan ve canlılık olayları ile doğrudan ilgili olmayan pasif kuvvetlerin etkili olduğu mekanizmalar ile toprak çözeltisi ve toprak tanecikleri arasında dinamik dengeler kurulur. Bu dengeler toprak çözeltisinin bileşimini belirler. Toprak çözeltisinin iyonik maddelerce zenginliği çözeltinin elektriksel iletkenliği ile ölçülür. Canlı materyalden farklı olarak toprağın pH değeri geniş bir aralıkta değişir. Canlıların solunumla çıkan CO2 in suda çözünmesi ile oluşan bikarbonat (HCO3 - ) ve sembolik olarak sentezlenen organik asitlerden bazik karakterli  hidroksitlerine kadar açılım gösteren maddeler yanında red-oks tepkimeleri ve özellikle amfoter karakterli proteinler arasındaki dengelerle sağladıkları aktif tamponlama kapasitesi ürünü olan fizyolojik pH aralığı toprak için söz konusu değildir. Toprağın pH değerinin farklılığı ise toprak çözeltisindeki mineral elementi kompozisyonunda büyük değişikliklere yol açar. Çünkü maddelerin iyonlaşarak çözünmeleri yanında iyon değişimi olayları pHa bağlıdır. Asidik ve alkali veya nötr topraklar için seçicilik bitki türlerinin farklı yayılışlar göstermesine neden olan çok önemli bir etmendir. Bunun da nedeni bu farklı toprak tiplerinin bitkilere sağladığı besim elementi kompozisyonunun da çok farklı oluşudur. Toprağın tamponlama kapasitesi, yani pH değişimlerine karşı direnme gücü toprak taneciklerinde ve bitki artıklarının bozunması ile oluşmuş olan toprak organik maddesi, humusda adsorbe edilmiş olan iyon kapasitesi ve bileşimi ile iyon değişimine girebilen iyon miktarı ve bileşimine bağlıdır. Bu ilişkiler toprak çözeltisinin aktüel pH değeri, çözünmüş besin elementi yanında depo pH değeri ve değiştirilebilir katyon kapasitesi (CEC) ile belirtilir. Genelde K+, Na+, Ca++ ve Mg++ un mek.gr. olarak çözünür tuzları haline geçirilmesi için gereken H3O derişimi veya tersi olarak belirtilir ve 20-200 mek=mg H+/kg. toprak aralığında değişir. Toprak mineral maddesinde ortalama %70-80 oranında silis, %10-15 alümina, %5 kadar demir oksitler, % 2 civarında potasyum oksit, %1 kadar kalsiyum oksit ile aynı oranlarda mağnezyum oksit bulunur ve diğer tüm element oksit ve tuz formları ancak %3 oranı civarındadır. Yani temel olarak toprak silikatlar ile oksitler ve organik maddeden oluşur, su e haa içerir. Toprak azotlu mineral içermez, çünkü bu inorganik azot tuzları yüksek sıcaklıklarda durağan yapılı değildir ve mağma soğurken gazlaşmışlardır. Bundan dolayı atmosferin %78i azot gazıdır. Toprakta azot organik maddede bulunur. Bu nedenle de uzun süre bitki örtüsüz kalan ve mikroflorası zayıflamış topraklar azotça fakirleşir. Toprağın azotça zenginliği humus adı verilen, nemli ortamda mikrobiyolojik aktivite ile bozunmuş organik madde miktarına bağlıdır. Humus mineral partiküllerini çevirerek örter ve koyu kahve rengini renk verir. Bunun en tipik örneği kahverengi orman toprağıdır. Humus kolloidaldir, oluşumu gereği toprağın en üst tabakasında, toprağın A horizonunda yığılır. Bunun altındaki B tabakası genelde killi, Al silikatlarınca zengin tabakadır. Bu en ince tanecikli Al silikat mineralleri tabakası da kolloidal özelliği nedeniyle su adsorbe ederek şişme özelliğine sahiptir. Al silikatların zamanla bozunma eğilimleri farklıdır, bu nedenle toprak yaşlandıkça B tabakasında bozunmaya daha dayanıklı olan Al silikatlar kalır, bozunanlar daha alt tabakalara iner. Çünkü A tabakası güneş, rüzgar ve yağış ile donma ve çözülmenin etkilerine açıktır. Sonuç olarak toprak yaşlanması üst tabakada dirençli ve toprak çözeltisine yeni mineral madde sağlama kapasitesi düşük tabaka oluşmasına neden olur. Çok yaşlı topraklarda killerin büyük kısmı süzülen su ve yerçekimi etkisiyle B tabakasına toplanır ve A - B horizonları farklılaşır. Erozyona uğramadan çok yaşlanan topraklarda B horizonu da aynı şekilde fakirleşir. Erozyon ile üst tabakaları sürüklenen topraklar organik madde ve kilce fakirleştiğinden verimliliğini kaybeder. Eğimli yerlerde bitki artıklarının ve organik maddelerin sürüklenmesi sonucu aynı anakayadan oluşan topraklar düz arazidekinden farklı yapıda olur. Toprakların temel karakteristikleri oluşum kaynağı olan anakayanın özelliklerine bağlıdır. Anakayanın jeolojik devirlerdeki temel özellikleri ve parçalanma eğilimleri, topografya, etkisinde kaldıkları iklim koşulları gibi etkenlere göre mineralojik ve kimyasal özellikleri farklılık gösterdiğinden üzerlerinde oluşan topraklar da çok farklı olur. Ayrıca anakayanın su altında kalması ile üzerinde sedimanter kayaç oluşması gibi ikincil gelişmeler etkili olur. İklim de aynı anakayadan oluşan topraklar arasında farklılıklara neden olan önemli etkenlerdendir. Sonuç olarak toprak anakaya, topoğrafya, iklim ve bitki örtüsü ile süreç, tarihçenin ürünüdür. Bu 5 değişkenin 10(5) farklı tip oluşturması mümkündür. Temel kimyasal yapıları ise alüminyum ve demir silikatlar, yani Si, Al ve Fe ile Oksijenin ana elementleri olması, önemli miktarlarda Ca, Mg ve K ile Na içermeleri nedeniyle benzerdir. Bu katyonlar topraktaki silikat ve karbonatların bozunması ürünüdürler, toprak organikmaddesine bağlanmadıklarından anak iyondeğişimi dengesine girdikleri oranda toprakta tutunabilir, aksi halde yıkanarak derinliklere doğru süzülürler. Esas makroelementlerin diğer grubu olan azot, fosfor ve sülfür ise organik maddeyle yakın ilişkili olan elementlerdir ve organik madde bozulumu ile toprağa karışırlar. Fe ve Al gibi polivalentlerin iki değerlikleri hidroksille ve ancak bir değerlikleri diğer bir anyonla birleşir. Fosfatın -1, 2 veya üç değerlikli formlarının birbirine oranı ise toprak pHdeğerine bağlıdır. Topraklar içerdikleri kum, silt, kil ve organik madde oranlarına göre tekstür sınıflandırması sisteminde kum, kil ve silt üçgenine yerleştirilen organik maddeli kum, kumlu organik madde gibi sınıflara ayırılır. Bu sınıflandırma elek analizine, yani tanecik boyutlarına göre oranlamaya dayanır. Killer, kolloidal düzeye kadar çok ince taneciklere kadar ayrışmış toprak mineralleri karışımıdır. Bu incelme mineral kristallerinin parçalanmasına kadar ilerlemiş olduğundan anyonik ve katyonik bileşikler içerirlerse de çok büyük oranda - yükler hakimdir ve bu nedenle killi toprakların CEC değeri yüksektir. Bu kapasitenin hidroksonyum veya Ca, Mg, K veya Na tarafından doyurulması toprağın depo pH değerini belirler. Topraktaki K kaynağı genellikle Al silikatları olan biyotit, muskovit gibi minerallerdir ve depo K oranı yüksektir. Fakat bitkilere yarayışlı K oranı düşük olduğu gibi bunun bir kısmı da az yarayışlıdır. Çünkü K lu silikatların bozunma ürünlerindeki K tuzları büyük oranda kolay çözünüp suyla yıkanır maddelerdir ve toprak CEC inin büyük kısmı H+, Na+, Ca++ ve Mg+ tarafından kullanılır. Çünkü K+ un su zarfı / iyonik çekim kuvveti oranı diğerlerinden büyüktür ve tipik olarak kapasitenin %5 ini kullanabilir, diğer kısmını Ca >% 60, H >%20, Mg>%10 oranında paylaşır. Bu üç K fazı arasında kinetik bir denge vardır ve tipik oranları >%90 depo, % 1 - 2 tam yarayışlı çözünür K fazı, aradaki fark da değiştirilebilir fazdır. Bu fazlar arası dengeler de organik madde ve kil, mineralojik bozunum düzeyi, K ile değişim kapasitesi rekabeti gösteren katyonlar, toprak nemi gibi etmenlere bağlıdır. K+ su sferi genelde birçok killerin kristalografik kafes yapısına uyumlu olduğundan adsorpsiyonu ve iyon değişim kapasitesine girmesi kolay olmakta ve bu sayede bitkilere sağlanması süreklilik kazanmaktadır. Ancak kaolen gibi su alarak şişme özelliği düşük olan bazı killer ile uyuşmadığından toprakların K değişim kapasitesi farklı olmaktadır. Önemli bir etmen de toprak pH sıdır, asitleşme H3O rekabeti ile, alkalileşme ise su sferi küçük ve iyonik kuvveti daha çok olan Ca+2 rekabeti ile K bağlama kapasitesini azaltır, bu nedenle tipik olarak pH 5.5 - 8.5 aralığında değişebilir K oranı artar. K+ bağlayan killerin tutma kapasitesi için benzeri özelliklere sahip amonyum da rekabet eder. Ayrıca toprağın donması ve çözülmesi, ıslanıp kuruması olaylarının tekrarı da değişim kapasitesini arttırırken çözünmüş K miktarını azaltır. Yağış bitki örtüsü zayıf toprakta K yıkanması ile kaybına neden olur ve bu nedenle seyrek, düzensiz ve şiddetli yağış alan bölgelerde bitki örtüsünün giderek daha da zayıflamasına neden olur. Bitki örtüsü yeterli olan yörelerde de otlatma, hasat gibi olayların tekrarı aynı şekilde etkili olur. Çünkü, ancak derindeki yıkanmış K kapasitesini kullanabileek derin köklü bitkiler ve taban suyuna kadar inen K un yüzeydeki buharlaşmanın emme kuvveti ile dipten K çekmesi dışında toprakta N gibi K döngüsü yoktur. Kum oranı yüksek ve kili az topraklar su tutma kapasitesi ve mineral verimliliği düşük topraklardır. Havalanmaları iyidir ve suyu kolay alırlar. Bu nedenle de organik maddeleri yüksek verimli topraktırlar. Killi topraklar iyi tekstürlü topraklardır, iyon değişim kapasiteleri yüksektir, yalnız yaşlandıkça bu kapasiteleri azalır, toprak çözeltisiyle birlikte iyonları alt tabakalara doğru yıkanarak (leaching) kil dağılımı A zonunda %10, B zonunda %50 oranına kadar çarpılabilir. Nemli ılıman bölgelerde verimlilikleri yüksektir, ancak derindeki kil tabakası şiddetli yağışlarda taşmaya da neden olabilir. Kurak ve sıcak bölgelerde ise az killi topraklar daha yüksek verim sağlar, çünkü üst tabakadaki kilin tuttuğu su buharlaşarak kaybolur ve bitki köklerine ulaşamaz. Buralarda ancak saçak köklü ve yüzeye yakın kök sistemi olan bitki türleri yaşamlarını sürdürebilir. Böyle ortamlarda kilin aşağı tabakalar indiği yaşlı topraklar daha yüksek verimlilik sağlar. Yaşlı topraklarda C horizonunda biriken kum e siltin bozunarak kile dönüşmesi de görülür. Kum, kil ve organik madde dengesi iyi olan ve derin üst tabaka yeterli su tutma ve iyon değişimi, düşük buharlaşma ve yüksek su geçirgenliği (permeabilitesi) ile ideal üst horizon tabakasıdır. B tabakasında yeterli kil bulunursa süzülen su da bitkilerce kullanılabilir ve buharlaşma halinde de yukarıya yönelerek su deposu oluşturur. Yeterince killi topraklar topaklanarak ideal strüktür sağlarlar, kumlu veya siltli ve organik maddeli olanlar ise masif yapılar oluşturur ki bunların porozitesi çok düşüktür. Toprak taneciklerinin agregalar halinde topaklanması, fungus ve aktinomiset miselleri, kolloidal kil taneciklerinin katyonları ile organik maddelerin anyonları veya kil anyonları ile organik anyonların mineral katyon kelatları halinde birleşmesi gibi mekanizmalarla olur. Organik madde en üst tabakanın % 1 - 6 sını, ortalama olarak %3 ünü oluşturur. Kuru ağırlık olarak %20 civarında organik madde içeren topraklara organik, diğerlerine mineral toprak adı verilir. Organik madde bitki ve hayvan artıkları, bozunma ürünleri ve canlı eya ölü mikroorganizmaları içerir. Organik madde azot kaynağıdır ve özellikle humus su tutma kapasitesini, iyon dezorpsiyonu ve değişimi kapasitesini arttırarak bitkilerin büyüyüp, gelişme şansını arttırır. Kimyasal ve biyolojik ayrışma ve dönüşümler sonucunda kolloidal, gri - kahverengi - mor - siyah renk aralığında ve ortalama olarak % 60 C, % 6 N ile P ve S içeren humus meydana gelir. Bakteriler, fungi ve protozoa ile mikro artropod, solucan gibi canlıların etkinlik ürünü olarak meydana gelir. Bol miktarda polimerleşmiş organik asitleri içerir. Humik asit adı verilen bu yapı jel halinde, kil tanecikleri arasında çimento oluşturarak sağlam bir su ve iyon tutucu yapı meydana getirir. Renk polimerleşmenin ilerlemesi ile koyulaşır. Humuslaşma bitki artıkları, mikro populasyonların etkinlik oranları ve ortam şartları ile toprağın mineralojik yapısına göre farklılıklar gösterir ve buna göre gerek humus tipleri, gerekse topraklar sınıflandırılır. Örneğin mor tip humus asidiktir ve özellikle soğuk bölgelerdeki iğne yapraklı ormanlarında görülür, fulvik asit denen az polimerleşmiş humik asit podzoller adı verilen toprakları oluşturur. Humus tipi podzollerin kil oranını değiştirmesine göre de alt toprak tiplerini ortaya çıkartır. Canlı artıklarında C/N oranının düşük oluşu mikrobiyal aktiviteyi arttırarak bozunmayı hızlandırır. C mikroorganizmalar tarafından kullanıldıktan sonra CO2 olarak salındığından zamanla toprak organik maddesindeki C/N oranı düşer e bu oran 1/17 oranına geldiğinde mikroflora azotu kendi metabolizması için kullanamaz hale gelerek NH3 halinde salgılar ve toprak organik maddesi bozunması bu iki gazın çıkışı ile sürer. Oran 1/11 civarına indiğinde de organik madde bozunması dengeye yaklaşır ve yavaşlar. Kayaçlarda azotlu mineral bulunmaması, mağmanın soğuması sırasında azotun gaz halinde atmosfere geçmesi nedeniyle yeryüzündeki tüm azot canlılar tarafından fikse edilmiş olan azottur. Havadaki azot kozmik ışınlar ve yıldırım düşmesi gibi enerji sağlayan olaylarla toprakta fikse edilebilirse de bu önemsiz düzeydedir. Havadaki azotun fikse edilmesini, bitkiler tarafından kullanılır hale getirilmesinde rol alan mikroorganizmalar Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nitrobacter, Nitrosomonas ile bitkilerle ortak yaşayan Rhizobium ve Spirillium bakterileridir. Rhizobium Leguminosae ve Mimosoidae familyaları cins ve türleri bitkilerin köklerinde ortak yaşayarak azot fikse eden nodüller oluşturduğundan, Spirillium ise Graminae türleri simbiyontu olarak diğer serbest yaşayan cinslerden farklıdır. Azotobacter hava azotu fiksasyonunda rol alan ototroflar arasındaki en önemli gruptur ve tümü toprak organik maddesinde C/N oranı yüksek olduğunda çoğalıp etkili olmaya başlarlar. Serbest azot termodinamik açıdan çok kararlı bir molekül olduğundan tepkimeye sokulması için çok enerji gerekir. Bu açıdan azot fikse eden bakterilerin canlılığın sürmesindeki rolü fotosentetik canlılar kadar önemlidir. Tipik olarak toprak üst tabakasında %3 - 5 oranında olan organik maddede %5 civarında azot bulunur. Oran bunun altına doğru azaldıkça bu bakteri grubunun etkinliği artar. Karbohidratları kullanarak havanın azotunu amonyak ve nitrata çevirirler. Ortalama olarak 1 ton topraktaki 100 kg. karbohidratı uygun nem ve sıcaklıkta 20 günde tüketirler, arazi koşullarında ise 1 dönümde ancak 10 - 15 kg. azotlu biyomas oluştururlar. Fakat ortamda diğer mikroorganizmalarca sağlanan inorganik azot bileşikleri varsa tercih ederler. Mavi - yeşil alglerden Anabaena, Nostoc cinsleri de havanın azotunu fikse edebilen canlılardır. Bakterilerle funguslar arasında bulunan aktinomisetler gene kalsiyumca zengin ve otların hakim olduğu topraklarda bulunur, funguslar ise asidik topraklara dayanıklıdır ve orman topraklarında boldurlar, bakterilerden daha az sayıda olmakla birlikte toplam kütleleri daha yüksektir. Toprakta mikrobiyolojik aktivite artışına paralel olarak onlarla beslenen protozoa da artarsa toprak organik madde artışına önemli katkıda bulunur. Topraktaki amonyak ve amonyumu nitrata oksitleyen ototrofik nitrifikasyon bakterileri çevrimi nemli ve sıcak, iyi havalanan toprakta en etkin olarak yürüten aerobik canlılardır. Enerjiyi canlı artıklarından, azotu havadan sağlayan bakteriler yanında Leguminosae ve Mimosoidae türlerinin kök nodüllerinde yaşayan ve enerji ile karbon gereksinimini bitkiden sağlayan bakteriler de vardır. Nitrifikasyon yüksek sıcaklıklarda solunumun artışı sonucu fosfor dekompozisyonunun da maksimum olmasını sağlar. Genellikle kalsiyum gereksinimleri yüksek olduğundan hafif alkali topraklarda gelişirler. Nemli, sıcak ve iyi havalanan hafif alkali topraklarda 1 gr. toprakta yoğunlukları 1 milyar bakteri / 1 gr. toprağa kadar yükselebilir. Amonyaklaşma canlı artıklarının anaerobik ortamda mikrobiyal bozunma ürünüdür ve havaya karışır veya amonyum hidroksit halinde çözünür, ya da oksitlenerek fikse edilir. Nitrobacteriaceae familyasından Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus nitrozobakterileri amonyağı nitritlere yükseltger. Bitki ve hayvanlar için toksik olan nitritler ise özellikle Nitrobacter ve Nitrospina, Nitrococcus tarafından nitratlara yükseltgenir. Organik maddenin bozunması sırasında proteinlerin azotu amonyak haline açığa çıkarsa da suyla hemen oluşturduğu amonyum hidroksit bakterilerce oksitlenerek nitrata dönüştürüldüğünde çözünürlüğü yüksek tuzlar yapar. Cinsler arasında amonyum ve nitrat alım oranları açısından farklılıklar görülür, örneğin bazı Graminae cinsleri özellikle ilk büyüme ve gelişme dönemlerinde amonyumu daha etkili kullanırken pamukta durum tersinedir. Azotobacter, Clostrodium, Nitrosomonas ve Nitrobacter havanın azotunun amonyağa ve daha sonra da oluşan amonyum hidroksitin nitröz asidi üzerinden nitrik aside oksidasyonunu sağlar, son ürün olarak ta CaNO3 başta olmak üzere tuzlar oluşur, bitkilerce alınarak kullanılır. Rhizobium ise legümler ve Mimosoidae türleri ile diğer bazı odunlu cinslerinin köklerinde oluşturdukları nodüllerde azot fiksasyonu yaparlar ve özellikle nötr-hafif asidik, yeterli P, Ca, Mo içeren topraklarda etkilidirler. Azotobacter alkali, Clostrodium ise asidik topraklarda daha etkindir. Azotobacter C/N oranı 33 den büyük ve P, Ca, Fe ve Mo elementleri yeterli topraklarda yeterli etkinlik gösterebilir. Toprakta azot iz miktarlardaki N2O, NOx ve daha yüksek olabilen NH3 gazları, NH4+, NO2- , NO3- iyonlarının asit ve özellikle tuzları halinde bulunur. Tuzlar bitkilerce alınamazsa kolayca yıkanarak alt horizonlara iner. Bu nedenle erozyon toprağın azotça fakirleşmesine neden olur. Günümüzde artan hava kirliliği nedeniyle atmosferde biriken NOx gazlarının yağışla toprağa inmesi sonucu oluşan azotlu asitler ve toprakta dönüştükleri tuzları bitkilere önemli oranda azot kaynağı sağlayabilmektedir. Öte yandan azotlu gübrelerin kullanımı da kirletii azotlu gazların oluşumu ile hava kirliliğine, yıkanan nitrit ve nitratlarla da toprak ve su kirliliğine katkı yapmaktadır. Nemli koşullarda organik maddece zengin ve fakir topraklar arasında da CO2 ve NH3 çıkışı toplamı arasında 1/11 gibi büyük bir fark vardır. Toprağın alt horizonlarında ise C/N oranı 6/1e kadar düşebilmektedir. Toprak organik maddesindeki proteinler ve peptidlerin bozunması ile amino gruplarını içeren maddelerin bir karışımı oluşur. Bu aminasyon ürünleri mikrobiyolojik aktivite sonucu su ile birleşerek amonyağa dönüşür. Amonifikasyon sonrası açığa çıkan amonyağın bir kısmı ototrof nitrifikasyon bakterilerince nitrite yükseltgenir. Bu bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik tuzları, C kaynağı olarak da CO2 i kullanırlar. Amonyağı oksijenle birleştirerek nitritlere dönüştürürken hidroksonyum açığa çıkışı olur ve bakteriler enerji elde ederler. Nitritlerin oksijenle nitratlara yükseltgenmesi de eksotermiktir. Oksijen gereksinimi nedeniyle bakteryel etkinlik iyi havalanan, kaba tekstürlü topraklarda artar ve toprak organik maddesinin pH değeri biraz düşer. N2 + 10 H3O + 8 e- ® 2 NH4 + 3O2 ® 2 NO2- + 2 H2O + 4 H3O+ + E ® 2 NO3- + E nitrojenazlar Özellikle anaerobik koşullarda organik biyoması sübstrat olarak kullanan ve elektron kaynağı olarak Mo, Fe veya Cu, V içeren nitrit redüktaz etkisiyle denitrifikasyon sonucu serbest N2 çıkışı azot çevrimini tamamlar. Anaerob koşullar N2 benzeri koordinasyon molekülü olan O2 in rekabetini engeller, aerobik koşullarda ise heme proteinleri gibi Fe li O2 akseptörleri ile bakteri rekabeti önler. Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından alınarak organik azot bileşiklerine çevirilebilen azot formlarıdır. Amonyum ise killerce değişebilir ve sabitleşmiş şekilde adsorbe edilir ve çözeltiye geçen oranı düşüktür. Köklerce özellikle iyon değişimi ile alınır. Killerin mineralojik bileşimlerine göre amonyum değiştirme ve fikse etme oranları değişir. Fiksasyon oranı arttıkça mikrobiyolojik veya bitkilerce kullanılabilir oran uzun vadeli olarak düşer. Topraktaki tipik yararlı/ toplam azot oranı %2, organik maddece zengin üst katmanda fikse azot ise %7dir. Derinlere doğru fikse azot oranı %60 a kadar artar. Bu nedenle toprak ıslahı için derin köklü ve azot fikse edebilen nodüllere sahip bitki dikiminden yararlanılır. Bitkiler genelde nitratın birkaç ppm düzeyindeki miktarlarından yararlanabilir. Çünkü daha yüksek miktarları toksiktir. Ancak kumul bitkileri organik maddesiz ortamda normal gelişimlerini gösterebilir. Organik madde bozulumu moleküler düzeye kadar sürdüğünden iyon bağlama kapasiteleri yüksektir. Özellikle linyin gibi dayanıklı moleküller CE depo kapasitesini arttırırlar. 1 gr. toprak organik maddesinin CEC değeri 1 gr. kilinkinden daha yüksek olduğundan en verimli topraklar orman topraklarıdır. Organik maddede de CEC > AECdir, çünkü reaktiv grupların çoğunluğunu karboksiller oluşturur. Sülfür bakterileri de topraktaki S formu dönüşümlerinde çok önemli yer tutar. Topraktaki pirit (-2 değerlikli iyonik FeS2 ) veya FeS, CuS, CuFeS2 içeren mineralleri ve elementel S ü, CO2 i redükte ederek elde ettikleri elektronlarla suda sülfürik asit olarak çözünen SO3 e oksitleyen Thiobacillus türleri gibi kemoototroflar ağır toksisitesi ve düşük pH a dayanıklılıkları ile dikkat çekicidirler. Topraktaki S kaynakları iklim bölgelerinde farklılık gösterir. Nemli iklimlerde özellikle pirit- FeS2, jips - CaSO4 mineralleri halinde bulunur ve tipik olarak %0.01 - 0.15 oranında toplam S ile 50 - 500 ppm çözünür sülfat sağlar. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde ise toplam miktarının çoğunu çözünür toprak alkali sülfatları oluşturursa da toplam S %80 -90 oranında organik maddede bulunur. Sülfat killerce, özellikle Al ve Fe oksitleri tarafından AEC çerçevesinde depo olarak tutulabilmektedir. Organik maddedeki biyolojik S büyük oranda proteinlerdeki -S-H ve S-S bağları ile bağlı olan, az bir kısmı ise çözünür sülfat tuzlarından oluşur. Aerobik koşullarda sülfat mikroorganizmalar ve bitkilerce alınır veya yıkanarak derinlere inerken proteinlerdeki sülfürün bir kısmı oksitlenir, diğer kısmı ise önce redüklenerek hidrojen sülfür gazına dönüşür. S ancak mikrobiyolojik canlıların O2 ile H2S ü tersinir bir tepkimeyle oksitleyerek sülfata dönüştürmesiyle yararlı hale geçebilir. Bu arada toprak asitleşirse de fosfatdan farklı olarak toprak kolloidlerince adsorplanabildiğinden toprağın organik ve kil kolloid miktarı artışı asitleşmeyi azaltır. Topraktaki S yıkanma ve bitkisel tüketime ek olarak erozyon etkisiyle tükenebilir. Özellikle bazı türler çok S kullanırlar ve toprağı fakirleştirirler, hava kirliliği ve asit yağmurları ise toprağa S sağlar. Topraktaki S genelde %0.05 civarındadır ve üst tabakada 500 kg/dönüm kadar bulunur.

http://www.biyologlar.com/topragin-mineral-madde-verimliligi

EKOSİSTEMLERİN BELİRGİN ÖZELLİKLERİ

Canlılarla (hayvanlar,bitkiler,mikroorganizmalar) içinde bulundukları maddi ortamı birleştiren fonksiyonel (işlevsel) bütün. Yeryüzünde canlı yaratıkların tümü, biyosfer denilen ince bir kabukta yaşar. Biyosferin belirgin özelliği onu oluşturan hayvan ve bitki türlerinin çok çeşitliliği ve yapısındaki düzensizliktir. Bu düzensizlik, canlı yaratıklarla fizik ortam öğelerinin eşitsizlik eşitsiz dağılımında açıkça görülür. Ama bu çeşitliliğe karşın, canlıların biyosferdeki yerleşimi bir kargaşa şeklinde değildir. 1935 yılında ingiliz botanikçisi Arthur C. Tansley'in ekosistem adına verdiği birimler halindedir. Belirli bir ortamda yaşayan canlıların tümüne biyosenoz, bunların barındıkları ortama da biyotop denir. Ekosistem bu ikisinin ilişkisi ortak tanımlanabilir ; Biyotop + Biyosentez = Ekosistem EKOSİSTEMLERİN BELİRGİN ÖZELLİKLERİ Bir ekosistem biyosferin, bir bölümü ya da parçasıdır ; büyüklüğü ya da genişliği çok değişik olabilir. Bir su birikintisi, bir buğday tarlası birer ekosistemdir. Fakat kurumuş bir ağaç kütüğü gibi son derece belirgin ve dar sınırlı öğeler de birer ekosistem parçası sayılabilir. Ama kısıtlı ekosistemelerin genellikle zaman içinde sınırlı bir yaşamı vardır. Bu yüzden bunlar birer ekosistem parçası sayılır, sinüzi adıyla anılır. Bunun tam tersine Afrika savanaları ya da Avrupa'nın geniş yapraklı ormanları gibi, kimi ekosistemler çok geniş bölgeleri kaplar. İklimin denetimi altında bulunan kutuplardan ekvatora kadar az çok paralel bölgelere yayılan bu öğeler deformasyon (oluşum) veya biyom adıyla anılır. Bunlar, bir genel görünümün kendine özgü bir direy (fauna) ve bitey (flora) içeren karakteristik ana öğeleridir. Boyutları ne olursa olsun, bir ekosistemin sınırları az çok belirgindir. Çoğunlukla birbirine komşu ekosistem arasında bir geçiş bölgesi (ekoton) vardır. Geçiş bölgesi, bir ormanın kıyı çizgisi gibi veya ekvator ormanından savanalara geçişte olduğu gibi yaygın bir bölge olabilir. Ekotonların belirgin özelliği, kendine özgü iklimi ve daha zengin direyidir. Bunun için, kıyı kuşu türlerinin sayısı kara ve açık deniz kuşlarınınkinden fazladır. (Çünkü kıyı kesimi, anakara ile okyanus arasında bir ekoton oluşturur.) Ekosistemlerin sınırlarının belirlenmesi, özellikle hayvan sayısı gözönünde bulundurulacak olursa, hiç de kolay değildir. Bu konuda birçok örnekleme ve istatistik verilerini değerlendirme yöntemleri bulunmuştur. Bu bakımdan, bellibaşlı hayvan türlerinin bolluğunu, dağılımını, yıllık çevrimlerini, sayılarının azalıp çoğalmasını, metabolizmalarını bilmek gerekir. Bu veriler ya yerinde ya da yetiştirme yoluyla elde edilebilir. Bu birinci aşama tamamlandıktan sonradır ki, ekosistemleri yapısını ve işleyişini incelemeye başlamakmümkün olabilir. EKOSİSTEMLERİN EVRİMİ Bir ekosistem, insana durağan gözükse bile, jeolojik ölçü içinde evrime uğrar. Nitekim, ılıman Avrupa'da, çıplak toprağa canlıların yerleşmesi, otsu bitkilerin öncü olarak yerleşmesiyle başladı. Sonradan bunun yerini, birbirini izleyen çeşitli bitki toplulukları aldı ve klimaks da denen son evrede ormanlar ortaya çıktı. Ekosistemlerin bu evrimi de bazı yasalarla yönetilir. Evrim süresinde ekosistemlerin karmaşıklığı giderek artar ; türlerin sayısı çoğalır ; canlıyığın büyür, genişler. Brüt üretkenlik canlıyın oranı azalır, brüt üretkenlik solunum oranı bire yaklaşır. Bunun sonucu olarak da net üretkenlik sıfıra yönelir. Klimaks evresindeki bir ekosistem kararlı bir durumdadır : canlıyığını artık büyümez. EKOSİSTEM ÇEŞİTLERİ Belirli bölgede bulunan ve birbiri ile dolaylı ya da dolaysız ilişkide olan canlılarla bu canlıların yer aldığı cansız çevre ekosistemi oluşturur. Doğada büyük ekosistemler ve bunların içerisinde de daha küçük ekosistemler bulunur. Tabiat farklı özellikte pek çok ekosistemin birleşmesinden oluşur. Kara ve su ekosistemi olmak üzere başlıca iki çeşit ekosistem bulunur. Kara ekosistemlerini çayırlar, çöller, mağara, step, tundra, ova, dağ gibi daha küçük olan ekosistem parçaları oluşturur. Su ekosistemlerini de okyanus, deniz, göl, ırmak, havuz, bataklık gibi ekosistem parçaları oluşturur. Çevredeki ekosistemlerin birleşmesiyle yeryüzünün doğal ortamı oluşmaktadır. Çevredeki her ekosistem çeşidinin kendisine has olan farklı fiziksel ve kimyasal özellikleri bulunur. EKOSİSTEMDEKİ BOZULMALARIN ÇEVREYE ETKİLERİ Ekosistemdeki bozulma bir bütün olan çevrenin yapı ve işleyişini olumsuz etkiler. Bazı varlıkların azalması diğer bazı varlıkların azalmasına da neden olur. Madde döngülerinin gerçekleşmesi zorlaşır. Sonuçta doğadaki enerji tükenmeye doğru gider. 1. Dünya Coğrafyasının Değişmesi Ekosistemin yapı ve işleyişini oluşturan iklim, toprak, hava, bitki hayvan gibi faktörlerin olumsuz yönde değişmesi çevrenin ekolojik özelliklerini de değiştirir. - Uzun süren kuraklıklar sonucu bir ekosistemdeki bitki ve hayvan sayısı hızla azalır. - Suların kirlenmesi sonucu suya ışık girişi azalır, suyun hava oranı düşer. Toprakta oluşan tahribat ve kirlenmeler önce bitkilerin sonrada diğer canlıların zamanla ölmesine neden olur

http://www.biyologlar.com/ekosistemlerin-belirgin-ozellikleri

3. Uluslararası Biyosidal Kongresi

3. Uluslararası Biyosidal Kongresi

Kongre Tarihi : 22-25 Kasım 2016 Kongre Merkezi : Antalya Maritim Pine Beach Hotel

http://www.biyologlar.com/3-uluslararasi-biyosidal-kongresi

KITALARIN VE KARA PARÇALARININ KONUMLANMASI İLE İLGİLİ GÖRÜŞ VE KURAMLAR

Mevcut hayvan yayılışının açıklanmasında Kararlılık, Köprüler ve Kıtaların kayma kuramı olmak üzere üç temel kuramdan yararlanılmıştır. Bunlar: 1. Kararlılık (Permanenz) Kuramı Dünyadaki kıtaların ve bununla ilgili olarak ana karaların ve deniz tabanlarının oluşumundan beri ufak abzı değişiklilikerin dışında durumunu ve konumunu koruduğu ve değişmediğini varsayılmıştır. Bu kuramın en önemli savunucularından olan Wallace (1876) zoocoğrafik yayılışın, göçler ve bugünkü kara ve su bağlantıları ile açıklamaya çalışır. Bu kurama destek veren Darlington (1957) geç ortaya çıkmış olan memeli hayvanların günümüzde bu yoları etkin biçimde kullandıklarını öne sürmüştür. 2. Kara Köprüleri Kuramı Bir çok canlı grubunun yayılışını bugünkü kıta konumlanması ile açıklamak oldukça zordur. Bu nedenle 1800 yılların başından itibaren kara köprülerinin kabul edilmesi eğilimi ortaya çıktı. Bu kurama göre; Dünyadaki büyük kıta ve kara parçaları arasındaki hayvan geçişinin dar bağlantılar, suların buz ve kar halinde yüksek dağ başlarına veya kutuplarda tutulması sonucunda deniz seviyesinin düşmesiyle oluşan kara köprüleri aracılığı ile gerçekleşmiş olduğunu ileri sürmektedir. Wallace bu kurama da destek vermiştir. Farbes (1846) İngiltere’nin ana kıta ile olan bir karasal bağlantı yoluyla faunalarının bezerliğini açıklamıştır. Hooker (1847) Avustralya ve Güney Amerika kıtaları arasındaki bağlantıyı, bir zamanlar var olduğu öne sürdüğü “ Transokyanusya” kara parçasına bağlamaktadır. Bununla ilgili çok sayıda kara köprüleri ile ilgili kuramlar ortaya konulmuştur. Çoğu bilim adamının vardığı önemli kurama göre, büyük kıtalar arasındaki geçiş, ya dar bağlantılarla ya da suların buz ve kar halinde yüksek dağların başına ve kutuplara yığılması sonucunda denizlerdeki su seviyesinin düşmesi ile oluşan kara köprüleri aracılığı ile sağlanmıştır. ( örneğin Bering boğazının Asya ile Kuzey Amerika arasındaki geçişi sağlaması gibi). Kara köprüleri ile İngiltere ile Avrupa, Asya ile Japonya arasındaki geçişler açıklanmıştır. Afrika ile Güney Amerika arasındaki köprü (Atlantis) bir varsayımdan öte geçmemiştir. Ana kıtalara yakın ve sığ sularda bulunan adalara geçişler, bu yaklaşımlarla kolay açıklanabilmektedir. Uçamayan kuşların kıtalardaki dağılımı kara köprüleri kuramlarına göre de tam açıklanamıyordu. Günümüzde yaşayan deve kuşlarının yapısal özellikleri, hepsinin ortak bir atadan türediğini göstermektedir. Bu kanatsız kuşların okyanuslardaki büyük mesafeleri aşması olanaksız görülmektedir. Kıtaların kayma kuramı bu soruna açıklık getirmiştir. Kara köprüleri kuramı bir açıdan da geçerli bir kuramdır. 2.1. Buzullaşmalar ve Kara Köprülerinin Oluşumu Buzul dönemlerinde, bugünkü buz birikiminin yaklaşık 3 katı daha fazla buz birikimi olmuştur. Buzla kaplı alanların miktarı, Antartika hariç, bugünkünün 13 katı daha fazlaydı. Buzulların ortalama kalınlığı yaklaşık 2 km civarındaydı. Kuzey yarımküre’deki buz miktarı , Güney Yarımküre’den kabaca iki kat fazlaydı Güneyde, buzullar Antartika kıtasının dışına taşmamıştı. Buna karşın Kuzey Amerika ve Avrasya’da, buzlar karalara büyük ölçüde yayılmıştı. İskandinavya’daki buzullar 48o enleme kadar inmişti. Kuzey Amerika’daki nemli iklim ve büyük miktardaki kar yağışı ise 37 o enleme kadar inmişti. Son buzul dönemindeki, buzulların yayılışı, hareketi ve konumlanması ayrıntılı olarak haritalanmıştır. Avrasyadaki buzlar bir çok yeri tamamen örtmüştü (İngiltere, Benelüks ve İskandinavya ülkeleri Almanya’nın önemli bir bölümü ve Sibirya gibi yerler buzlar altında kalmıştı). Buzulların yığılmasıyla birlikte, altlarında bulunan taşküre, dengeyi sağlayabilmek için, magmaya gömülmeye başlar ve buzul arası dönemlerde de tersi ortaya çıkar. Böylece kara parçaları bir duba gibi yükselir ve alçalır. Buzulların erimesiyle karaların yükselmesi yaklaşık 15 000 yıldan beri sürmektedir. Suların buz halinde kıtalara yığılması deniz seviyesinin düşmesine, erimesi ise yükselmesine neden olmuştur. Denizlerde yaşayan kabuklu hayvanların fosillerini kıyılardaki katmanlarda saptamak ve izlemek yoluyla su seviyesindeki değişmeler gözlemlenebilir. Genel bir kabul, buzul devirlerde, deniz düzeyinin bugünkünden 100-150 m’den daha fazla düştüğü yönündedir. Buzullar arası dönemlerde ise deniz düzeyi bugünkünden yaklaşık 20 m. daha fazla yükseldiği kabul edilmektedir. Böylece kara ve su köprülerinin oluşmasının yanı sıra, keza bitki ve hayvanlar için yaşam alanlarının genişlemesi veya kısıtlaması durumu ortaya çıkmıştır. Hem buzul arası dönemin sürmesi, hem de CO2 birikimi ile dünya atmosferinin normal seyrinden daha fazla ısınması, dünyadaki buzların erime sürecini hızlandırmıştır. Antartika ve Grönland’daki buzların erimesi, dünya denizlerinin 6 m. yükselmesine, bu da bir çok kıyı şeridi ile birlikte bugünkü liman şehirlerinin bir çoğunun su altında kalmasına neden olacaktır. Buzullaşma dönemine girseydik, deniz düzeyi en an 100 m düşeceği için, kıyılarda bir çok yeni toprak elde edilecekti. Buzul dönemlerinde bölgeler arasındaki sıcaklık farkları çok daha fazla olduğundan, meydana gelen rüzgarların miktarı, şiddeti ve yönleri bugünkülerden farklıydı. Pleistosen’de (kuaterner’in ilk dönemi, 1 milyon 800 bin yıl önce başlamış, 10 bin yıl öncesine kadar devam etmiş olan jeolojik bölüm) ortaya çıkan buzullaşmalar zoocoğrafya açısından oldukça önemlidir. Pleistosen’de belirgin olarak 4 buzul dönemi saptanmıştır. Her buzul döneminin arasında, sıcaklığın bugünkü gibi yüksek olduğu bir dönem vardır. Tropiklerde ve subtropiklerde kurak (arid) ve yağışlı (pluvial) iklimler birbirini izlemiştir. Zamanımız buzularası (interglasiyal) evredir. Pleistsende meydana gelen buzul dönemleri, dünyanın tümünü etkilemiştir. Tundra yapısında olan Holarktik bir çok canlı için yaşanamaz duruma gelmiştir. Tersiyer türlerinin bir kısmı tamamen ortadan kalkmış, bir kısmı güneye sığınmıştır. Doğu-Batı yönünde uzanan sıradağlar (Alpler, Toroslar, v.s), güneye olan göçü büyük ölçüde önlemiştir. Sonuç olarak Tersiyer’in tür zenginliği ortadan kalkmıştır. Bir çok tür refigiyum (=sığınak) denen uygun ortamlara sığınarak, tür ve alttür oluşumuna zemin hazırlamış ve buzularası dönemde bu refigiyumlar yeniden bir yayılma ya da gen merkezi olarak görev yapmıştır. Anadolu önemli bir refigiyum olarak buzul dönemleri sırasında hizmet vermiştir. Bu dönemde Avrupa’da Alp dağları ve diğer dağlar arasına sığınmış türlere arktik-alpin türler denir. Deniz canlıları da buzullardan etkilenmiştir (suların soğumasından dolayı). Akdeniz, bu dönemde sıcak seven türlerinin hemen hepsini yitirmiştir. Suların buz halinde karalara yığılası ile birbirine 100-150 m sığlıktaki denizlerle bağlanmış kara parçaları arasında kara köprüleri kurulmuş; kara canlıları için yeni yayılma yolları açılmış; fakat daha önce yalıtılmış olan bazı adalarda oluşmuş birçok tür de, ana kıtadan gelen yeni türlerle ortadan kaldırılmıştır. İç sular arasında da buzulların etkisiyle su köprüleri kurulmuştur. Buzul dönemlerinde güneye göç edenlerin bir kısmı, buzul arası dönemlerde tekrar kuzeye gelirken , bir kısmı da yüksek dağların başına çekilerek soğuk yerler aramıştır. Böylece yüksek dağların belirli yüksekliklerinde Arktik Relikt adı verilen bir çok canlı yerleşmiştir. Darwin bu konuda da araştırma yapmıştır. 2.2. Kara Köprüleri Canlıların yayılmasında önemli rol oynayan kara köprüleri iki şekilde oluşmuştur. Birincisi tektonik nedenlerle, yani kara parçalarının yükselmesi ile "Isostatic"; diğeri ise buzul devirlerde deniz düzeyinin düşmesi ile (bu sonuncular "Eustatic" diye adlandırılır) ortaya çıkar. BERİNG KANALI VE KÖPRÜSÜ Senozoyik'in sonlarına doğru Kuzey Amerika ile Avrasya arasında oluşmuş geniş bir kara köprüsüydü. Deniz seviyesinin 100 m. düşmesiyle yaklaşık Alaska'nın genişliğinde bir köprü oluşmuştur (HOPKİNS, 1967). İlave olarak iki kıta arasında Senozoyik boyunca, Miyosen'den sonra, kısa aralıklarla da olsa zaman zaman açılıp kapanan kıstaklar "İsthmus" oluşmuştu. Bu kıstaklar. Kuzey Yarımküre'de, geniş ölçüde buz kütlesi oluşmadan önce, büyük bir olasılıkla, yer hareketiyle oluşmuştu. Fakat esas fauna ve flora alışverişinin olduğu dönem, deniz düzeyinin, östatik (= eustatic= buzullaşma) nedenlerle düşmesi sonucu gerçekleşmiştir. Bu kara köprüsü yaklaşık 12.000 yıl açık kalmıştır. Bering Köprüsü, en azından Geç Pleistosen'de, boreal ormanlardan arınmış, yağış miktarı oransal olarak az olan, tundra ve çayırlık özelliğinde bir köprüydü. Böyle bir bitki örtüsü, ancak, steplerde ve tundralarda yaşamaya uyum yapmış memelilerin göçlerine olanak sağlamıştı. Bununla birlikte, birçok dönemde, iklim, büyük bir olasılıkla, bugünkü boreal iklimden fazla farklı değildi; çünkü Kuzey Pasifik akıntısı kısmen buraları ısıtıyordu. Buradaki iklim ve bitki örtüsü, her defasında, bir süzgeç gibi görev yaparak, ancak, bazı farklı hayvan türlerinin geçmesine izin vermiştir. Bu da Amerika ya da Asya kıtasında bulunan her hayvanın neden diğer kıtaya göç edemediğinin açık kanıtıdır. Bu geçişten en çok yararlananlar, boreal sıcaklıkta, birincil olarak otlayan (çayır, mera ve otlağa bağlı) hayvanlardır. İNGİLİZ KANALI Avrupa Kıtası'nı, Britanya Adaları'na bağlamıştır. Tabanı, Kuzey Denizi ile bağlantılıdır. Buzullaşma olduğu; fakat bizzat bu bölgeler buzullarla örtülmediği zaman, su düzeyinin düşmesiyle kara köprüsü oluşmuştur. İngiliz Kanalı, en azından onun dar bir kısmı. Pleistosen boyunca ya da büyük bir kısmında, hatta deniz düzeyinin yükseldiği buzularası dönemin bir kısmında, kıstak (köprü) özelliğini korumuştur. Bu değişim sırasında, birçok türün yanısıra, fil, gergedan, geyik ve su aygırınm geçtiğini kanıtlayan fosiller bulunmuştur. Bu kıstağın tamamen kapanması, M.Ö. 8000 yıllarında gerçekleşmiştir. İRLANDA KANALI Buzul dönemleri sırasında Weichsel Buzullaşması'na kadar, köprü özelliğini korumuştur. Memelilere dayalı kanıtlar bunu göstermektedir. Örneğin Weichsel Buzullaşması'yla ilişkili (ve daha sonraki dönemler için) hiçbir karasal memeli fosili İrlanda'da henüz bulunmamıştır. İngiltere ve İrlanda arasındaki dar köprü, M.Ö. 8000 yıllarında deniz düzeyinin yükselmesi ile (Flandrian Yükselmesi) kesilmiştir.

http://www.biyologlar.com/kitalarin-ve-kara-parcalarinin-konumlanmasi-ile-ilgili-gorus-ve-kuramlar

ÇEVRE KİRLENMESİ

ÇEVRE KİRLENMESİ

I – HAVA KİRLENMESİ a) İnsana ve Çevreye Etkisi b) Sonuçları (Asit Yağmurları)   Asit Yağmurlarının Toprağa Etkisi   Asit Yağmurlarının Sulara Etkisi   Asit Yağmurlarının Yapılara Etkisi   Asit Yağmurlarının Bitkilere Etkisi   Asit Yağmurlarının İnsan Sağlığına Etkisi c) Çeşitli Gazların İnsan ve Çevresine Etkisi   İnsan Sağlığına   Hayvan ve Bitkilere   İklime d) Ormanların ve Yeşil Alanların Çevre Kirliliğini Önlemeleri Yönünden İşlevleri   Fiziksel İşlevler   Fizyolojik İşlevler e) Ormanların Su ve Toprak Kirliliği Üzerine Etkileri II – SU KİRLENMESİ a) Kirlenmeye Yol Açan Kaynaklar 1 – Tarımsal Çalışmaların neden olduğu Kirlilik 2 – Endüstrinin Neden Olduğu Kirlilik 2.1.) Kimyasal Kirlilik 2.2.) Fiziksel Kirlilik 2.3.) Fizyolojik Kirlilik 2.4.) Biyolojik Kirlilik 2.5.) Radyoaktif Kirlilik 3 – Yerleşim Alanlarındaki Atıkların Neden Olduğu Kirlilik III – TOPRAK KİRLENMESİ 1 – Kentlerin Neden Olduğu Kirlilik 2 – Endüstrinin Neden Olduğu Kirlilik 3 – Toprak Uğraşlarının Neden Olduğu Kirlilik 4 – Toprak Kirliliğinin İnsan ve Çevresine Etkileri IV – DİĞER ETMENLER a) Gürültü Kirliliği   Gürültünün İnsan ve Çevresine Etkileri b) Radyasyon ÇEVRE KİRLENMESİ Her türlü madde ya da enerjinin (örn: ısı, ses...) doğal birikiminin çok üstündeki mik-tarlarda çevreye katılmasına çevre kirlenmesi denir. Kirlenme, kirleticilerin etkilediği ortamın niteliğine göre, hava, su, toprak kirlenmesi ve diğer etmenler olarak sınıflandırılır. İnsanın yaşamı sürekliliği için doğayı kullanması, do-ğayı değiştirmesi olağandır. Ancak bu kullanışta doğayı düşünmeksizin yalnızca insan açısın-dan ve tek yönlü yararlanma söz konusu olduğunda, umulan olumlu sonuçlar, bir süre sonra çözümü zor ve hatta olanaksız birçok karmaşık sorunlara neden olurlar. Bilimsel açıdan bakıldığında, bir ortamın fiziksel birleşiminde olmaması gereken şey “kir” dir. Yaşamın söz konusu olduğu her yerde muhakkak kir, yani artık madde bulunacak-tır. Fakat bu madde, oluştuğu ortam içinde belirli sınırlar altında kaldığı sürece doğal yapı bu artık maddeyi çözümlemekte ve sonuçta kirlenme çıplak gözle görülmemektedir. O halde ya-şamın getirdiği bir kirlenme hep olacaktır. Ama doğal denge bozulmadıkça, çevre ile etkileşen yaşam, kirlenmeden etkilenmeyecek ve dolayısıyla çevre kirlenmesi sorunu, doğal yapı içinde çözümlenecektir. HAVA KİRLİLİĞİ Erişkin bir insan, günde 2,5 kg kadar su ve 1,5 kg kadar besin almasına karşılık 15 kg kadar hava alır. O halde, insanın dışarıdan aldığı maddeler arasında hava, miktar bakımın-dan başta gelmektedir. Bir insan açlığa 60 gün, susuzluğa 6 gün dayanabildiği halde havasızlığa 6 dakika da-yanamaz. Barınak ve fabrika bacalarından çıkan dumanlar, otomobillerden çıkan eksoz gazları içinde bulunan ve canlılar için zararlı olan çeşitli maddelerin havaya karışması ve onun bileşimini bozması, 20. yüzyıl insanını hava kirliliği sorunu ile karşı karşıya bırakmıştır. Normal temiz bir hava içerisinde, % 78,9 hacim azot, % 20,95 hacim oksijen, %0,03 hacim karbondioksit, %0,93 hacim argon gazı bulunan fakat, duman toz tanecikleri, kükürt dioksit ve diğer gazlar bulunmayan ya da çok az bulunan hava demektir. Kirli hava ise fazla miktarda duman, kü-kürt di oksit, karbon mono oksit, azot oksit gibi gazları, ozon gibi oksidin maddeleri, kurşun, nikel gibi metalleri, lastik parçacıkları ve toz taneciklerini kapsayan ve fena kokan havadır. Diğer bir tanımla, hava kirliliği, atmosferde toz, gaz, duman, koku, su buharı şeklinde bulu-nabilecek kirleticilerin insan ve diğer canlılar ile eşyaya zarar verici miktara yükselmesi ola-rak ifade edilebilir. Metreküpü içinde 7 mikrogramdan fazla miktarda duman ve 100 – 150 mikrogramdan fazla SO2 gazı bulunması havanın kirliliği için bir ölçü olarak kabul edilmektedir. Özellikle duman ve SO2 gazının verilen bu miktarın üzerine çıkması, sağlık için zararlı bir ortamın meydana gelmesine neden olmaktadır. Hava kirliliğini oluşturan başlıca kaynaklar, endüstri merkezlerinden çıkan kirli dumanlar ve gazlar, kalorifer ve soba bacalarından dağılan isler ve dumanlarla motorlu taşıtların eksozlarından çıkan karbonmonoksit, kurşun, azot oksit gibi kimyasal maddelerdir. Bunlar-dan birkaçını tanıyalım: Karbon monoksit (CO): Havadan biraz daha hafif, renksiz, kokusuz, zehirli bir gazdır. Yanma sürecinde yakıttaki karbonun eksik yanma sonucunda tümüyle karbondioksite yük-seltgenmeyip bir bölümünün karbon monoksite dönüşmesiyle oluşur. Başlıca karbon monok-sit kaynağı içten yanmalı motorlardır. Katı ya da sıvı maddelerin parçacıkları, kurum ya da is biçiminde gözle görülebilen-lerden ancak elektron mikroskobuyla gözlenebilecek olanlara kadar değişen boyutlardadır. Çevreyi kirleten parçacıkların oluşumuna yol açan başlıca nedenler hareketsiz merkezlerde yakıt kullanımı ile sanayi etkinlikleridir; orman yangınları da küçük bir yüzde oluşturur. Kükürt oksitleri, kükürt içeren yakıtların yanmasıyla oluşan zehirli gazlardır. Her yıl açığa çıkan kükürt oksitlerin yaklaşık yüzde 60’ı kömürün yakılmasıyla oluşur. Kentsel böl-gelerde yoğunlaşmış olan akaryakıt kullanımı ve kükürtten yararlanan sanayi tesisleri de kü-kürt oksitlerinin oluşumuna yol açan önemli kaynaklardır. Hidrokarbonlar da, karbon monoksit gibi eksik yanan yakıtlardan kaynaklanır. Ama karbon monoksidin tersine, atmosferde normal olarak bulundukları yoğunlukta zehirli değil-lerdir. Bununla birlikte, fotokimyasal sise yol açtıklarından kirliliğin artmasında önemli rol oynarlar. Havadaki hidro karbonlar genellikle, çöp fırınları gibi büyük tesislerde atık madde-lerin yakılmasından, sanayide kullanılan çözücülerin buharlaşmasından ve odun ile kömürün yakılmasından kaynaklanır. Ama en önemli etken, buharlaşma yoluyla ve içten yanmalı mo-torların egzozundan havaya karışan benzindir. Bu yüzden havadaki hidrokarbonların yakla-şık yüzde 60’ı, çok sayıda motorlu taşıtın bulunduğu kentsel alanlarda yoğunlaşmıştır. Azot oksitleri, yakıtın çok yüksek sıcaklıkta yanmasıyla oluşur. Bu kirletici de gene motorlu taşıtlardan ve elektrik enerji santralleri ile sanayide kullanılan buhar kazanlarının yakım sistemlerinden kaynaklanır. Havada normal olarak eylemsiz halde bulunan azot, yan-ma sırasındaki yüksek sıcaklıkta oksijenle birleşir ve gaz halinde dışarı atıldığında çabuk so-ğursa, bu durumda kalır. Azot oksitleri, hidrokarbonlarla birleşerek fotokimyasal yükselt genleri oluştururlar. Bu yükselt genler de, havadaki katı ve sıvı parçacıklarla birleşerek hava kirliliğine yol açarlar. Fotokimyasal yükselt gen kirleticiler ozon, azot di oksit, aldehitler, akrolein ve peroksiaçillerdir. Kentsel bölgelerdeki hava kirliliğine yol açan bir başka önemli madde de kurşundur. Kurşun, sanayi tesislerinden, zararlı canlılarla mücadelede kullanılan kimyasal maddelerden, kömür ve çöp yakımından ve kurşunlu benzin kullanan otomobil motorlarından kaynaklana-rak havaya karışır. Kirleticiler dışında, bazı doğal etkenler de hava kirlenmesine yol açar. Güneş ışığındaki morötesi ışınlar, hidrokarbonlarla birleşerek fotokimyasal sis oluştururlar ve bu da sıcaklık terslenmesi dönemlerinde atmosfer durgunluğuna neden olur. Bu olay, sı-caklığın, yer yüzünde troposferin (alt atmosfer) içlerine doğru arttığı durumlarda görülür; olaya terslenme denmesinin nedeni de normal olarak sıcaklığın yükseklikle birlikte azalması-dır. Sıcaklık terslenmesi havanın yükselmesini engelleyerek kirletici içeren alt hava katmanı-nın asılı halde kalmasına yol açar. Havada önemli bir yanal hareket gerçekleşmediği sürece kirlilik kalıcı olur. İNSANA VE ÇEVREYE ETKİSİ Havada kirlenmeye yol açan maddelerin insanlar üzerinde çeşitli etkileri vardır. Ha-vadan solunan karbon monoksit, kandaki oksijenin yerini alarak vücuttaki hücrelere taşınan oksijen miktarının azalmasına yol açar. Kentlerin havasında bulunduğu miktarıyla karbon monoksit, zihinsel yetilerin gerilemesine ve en sağlıklı insanlarda bile tepkilerin ağırlaşmasına neden olur; bu da kent yaşamında görülen kazalarda önemli bir etkendir. Ayrıca kansızlık, kalp yetersizliği ve kan hastalıkları ile kronik akciğer rahatsızlıkları bulunan kişilerin sağlık durumu üzerinde daha da olumsuz etkilerde bulunur. Kükürt oksitleri, solunum borusunu ve akciğer dokularını etkileyerek, solunum siste-minde geçici ya da kalıcı rahatsızlıklara yol açabilir. Fotokimyasal yükselt genler göz rahat-sızlıklarına neden olur; ayrıca araştırmalar, azot oksitlerinin de insan sağlığına neden oldu-ğunu, özellikle çocuklarda gribe karşı direnci azalttığını ortaya koymuştur. Başka pek çok kirletici de, etkileri doğrudan ya da kısa sürede gözlenememesine kar-şın, halk sağlığı konusundaki kaygıların giderek çoğalmasına neden olmaktadır. Araştırma-lar, kentlerde yaşayan insanların vücudunda bulunan kurşun miktarının, vücudun kan üre-timini olumsuz yönde etkileyecek oranda olduğunu göstermektedir. Ama çevrede bulunan kurşunun insan sağlığına doğrudan mı zararlı olduğu, yoksa asıl tehlikenin gelecekte besin zincirinde ortaya çıkacak bir kurşun yoğunlaşmasına mı yattığı tartışması sonuçlanmış değil-dir. Hava kirliliği, insanların yanı sıra bitki yaşamı, yapılar ve çeşitli eşyalar üzerinde de son derece zararlı etkilerde bulunmaktadır. Pek çok büyük kentin çevresindeki bitki örtüsü hava kirliliği nedeniyle büyük ölçüde yok olmuştur. Ayrıca kentlerde kükürtlü kömür ve a-karyakıt kullanımı, buralardaki çelik ürünlerinin kırsal bölgelere oranla dört kat daha hızlı aşınmasına yol açmaktadır. Kükürt oksitleri de yapıların ve heykellerin aşınmasını hızlandı-rır; havadaki parçacıklar öteki kirleticilerin aşındırıcı etkisini arttırır; ozon ise, kauçuk ürün-lerinin daha çabuk parçalanmasına yol açar. Hava kirlenmesinden kaynaklanan ve 1980’lerin ortalarında gündeme gelen bir başka önemli tehlike de, atmosferin ozon tabakasının incelmesidir. Havalandırma sistemlerinde, spreylerde, otomobillerde ve buzdolaplarında kullanılan kloroflorokarbon kökenli kimyasal yapılarda maddelerin yol açtığı delinme, kutup bölgelerinde yoğunlaşmıştır. Yeryüzüne ula-şan morötesi ışınların zararlı etkilerini azaltan ozon katmanının delinmesi, bazı uzmanlara göre 20 – 30 yıl içinde etkisini gösterecek, yeryüzünde 40 milyon dolayında insanın cilt kanseri olmasına ve yalnızca ABD’de yaklaşık 800 bin kişinin ölümüne yol açacaktır. Bazı uzmanlar bu tahminlerde büyük yanılgı payının bulunduğunu öne sürmekle birlikte, ozon katmanının delinmesinin yeryüzü için büyük bir tehdit oluşturduğu üzerinde herkes aynı düşüncededir. HAVA KİRLİLİĞİNİN SONUÇLARI (ASİT YAĞMURLARI) Asit yağmurları, kendilerini çeşitli ortam ve canlılar üzerinde belli eder. ASİT YAĞMURLARIN TOPRAĞA ETKİSİ Asit yağmurlar, toprağın kimyasal yapısı ve biyolojik koşulları üzerinde etkide bulu-narak, bu topraklar üzerinde yetişen bitkilere zararlı olmaktadır. Toprağa erişen sülfürik asit, toprak çözeltisinin asitliğini yani aktif hidrojen iyonları-nın yoğunluğunu arttırmaktadır. Miktarı artan hidrojen iyonları, toprağın koloidal komp-leksleri olan kil mineralleri ve humus koloitleri tarafından tutulmakta olan başta Ca olmak üzere K, Mg ve Na gibi bitki besin elementlerinin yerine geçerek, bu elementlerin topraktan taban suyuna karışmak üzere yıkanmalarına neden olmaktadır. ASİT YAĞMURLARININ SULARA ETKİSİ Asit yağmurları, tatlı su göllerinde de asitliği arttırarak bu göllerde asitliğe duyarlı balık ve yumuşakçıların tür ve miktarının azalmasına etkili olmaktadır. Amerika Birleşik Devletlerinde bulunan 100 bin gölden yaklaşık 20 bininde ya hiç ba-lık kalmamış, ya da bu yönde olumsuz bir gelişme vardır. Halen birçok gölde aşırı asitliği gidermek üzere kalsiyum hidroksit püskürtülmektedir. İsveç’te bu amaçla her yıl 40 milyon dolar sarf edilmekte olduğu bilinmektedir. ASİT YAĞMURLARIN YAPILARA ETKİSİ Asit yağmurları maruz kalan özellikle kireç taşları, mermerden inşa edilen tarihi yapı-lar ve anıtlar orijinal durumlarını hızla kaybetmektedirler. Asit yağmurların binalarda meydana getirdiği diğer bir zarar da, binalarda çatı örtüsü olarak kullanılan çinko gibi metal levhalarda görülen yıpranmalardır. ASİT YAĞMURLARIN BİTKİLERE ETKİSİ Kükürt di oksit ve azot oksitler, stomlar yoluyla ibre ve yaprak dokularına girmekte, özellikle SO2 bir yönden oksijen alımını önlemekte, diğer yönden de bünyede H2SO4’e dönüşe-rek parçalama, yakma ya da kemirme etkisi yapmaktadır. Kükürt dioksitin yaprak ve ibre-lerde oluşturduğu sülfürik asidin sünger mezofil hücreleri içerisinde bulunan kloro – plastlardaki magnezyumu giderek kuruttuğu, klorofili ve plazmayı tahrip ettiği, dolayısıyla özümlemeyi engellediği, bunların sonuçta ölüme neden olduğu bilinmektedir. ASİT YAĞMURLARIN İNSAN SAĞLIĞINA ETKİSİ Asit yağmurları insan sağlığına olan etkileri kendini dolaylı şekilde belli eder. Asitleşen topraklardan kaynaklanan asitliği yükselmiş olan sular, mide asiditesini arttırarak mide ülse-rine neden olmakta, ayrıca asit yağmurlar topraktaki iyodu eriterek o topraklarda yetişen sebze ve meyvelerin ve içilen suların iyot miktarlarının düşmesini sonuçlandırarak bunları kullanan insanlarda troid bezi rahatsızlıkları (guatr) hastalığına neden olmaktadır. Asit yağmurlar, gazlar ve birlikte bulunan toksit metal iyonları ile insanlar ve hayvan-larda da zararlı olmaktadır. Havada dolaşan kuru kirleticiler be bunlar arasında sülfatlar, üst solunum yolu hastalıklarından kronik bronşit, astım ve anfizeme neden olmaktadır. ÇEŞİTLİ GAZLARIN İNSAN VE ÇEVRESİNE ETKİLERİ İNSAN SAĞLIĞINA ETKİLERİ Hava, yaşamın temel öğesi olduğuna göre, havadaki kirliliğin insan sağlığı yönünden önemi açıktır. Havanın taşıdığı karbon parçacıkları, ozon, karbon monoksit, kükürt dioksit, doyma-mış hidrokarbonlar, aldehitler ile kanserojen maddeler gibi kirleticiler insanların solunum yollarını etkileyerek normal mekanizmasını bozar; bronşlarda iltihaplara ve daralmalara neden olur. Bu değişmeler sonunda da, kronik bronşit ve anfizem meydana gelir. Araştırma-lar akciğer kanserinin meydana gelmesinde ve artmasında da hava kirliliğinin önemli bir ne-den olduğunu göstermektedir. Gaz ve buharlar içinde en tehlikelisi olan kükürt dioksit bilindiği gibi ev ve endüstri bacalarından ve bunlara oranla daha az olarak motorlu taşıtların bacalarından havaya karı-şır. Yapılan araştırmaların sonucuna göre, kükürt dioksitin bronşitten dolayı ölümleri arttırmak-ta olduğu saptanmış, atmosferde SO2 miktarının arttığı sisli havalarda kronik bronşitli bazı hastalarda nefes darlığının şiddetlendiği gözlenmiştir. Ayrıca kirlilik derecesinin yüksek ol-duğu zamanlarda bazı hastalıklara tutulmuş kişilerde ölümlerin bir hayli arttığı görülmüştür. Ozon gazı, ara madde olarak oluşur. Ozon, gözlerde ve bronşlarda iltihaplanma, akci-ğerlerde ödem yapar. Bazı durumlarda bellek zayıflığı yaptığı söylenmektedir. Milyonda bir kısım, göz ve akciğerlerde iltihaplanmaya neden olmaktadır. Nitrojen oksitler, SO2 gazından sonra en önemli hava kirleticisidirler. Kimyasal mad-delerin yapılması sırasında özellikle nitrik ve sülfürik asit ve naylon fabrikalarından, benzin, yağ, doğal gazların ve mazot yanması sonucu ve yine çeşitli petrol arıtma işlemlerinden sonra açığa çıkmaktadır. Dumanla ve sağlık arasında çok sıkı bir ilişki bulunduğunu herkes bilir. Duman, özel-likle sisle birlikte bulunacak olursa havada bulunan SO2 ile birlikte aerosol halinde hızla ya-yılmakta, sonuç olarak kısa veya uzun süreli dönemlerde duygulu olma haline, cinsiyete göre değişmek üzere özellikle bebek, çocuk ve yaşlı insanlarda, kalp, damar ve solunum yolu hasta-lıklarına yakalanmış olanlarda etkisini göstermektedir. Duruma göre farenjit, larenjit, solu-num güçlükleri, bronşit, kronik bronşit, astım ve anfizem meydana gelmektedir. Bu hastalık-lara tutulmuş olanlarda hastalığın şiddeti artmaktadır. Duman, güneşin özellikle ültraviyole ışınlarının yere inmesine engel olur. Bu şekilde havada bulunan mikrop ve virüslerin canlı kaldığı hatta antibiyotiklere karşı direnç kazana-cak şekilde fizyolojik değişikliklere uğradıkları bilinmektedir. Bunun sonucu olarak çocuk-larda raşitizm artmakta, kanda hemoglobin değeri ile birlikte renk indeksi ve B 1 vitamini azalmakta, alkali fosfatlarda yükselme ve proteinlerde değişme kemikleşmede gerileme gö-rülmektedir. Günümüzde kanserin oluşmasının nedeni kesinlik kazanmamış olmakla beraber, bazı etmenler vardır ki, bunları ortaya çıkarıcı ve kolaylaştırıcıdır. Bunlara, kanserojen maddeler denir. Kanserojen maddeler, insanların günlük yaşamını tehdit eder duruma gelmiştir. Kan-ser oluşmasında, kimyasal kanserojenler yüzde 80 oranında olup, yüksek düzeydedir. Bunla-rın büyük bir kısmı çevremizden, hava, besinler ve içecekler yoluyla vücuda alınmaktadır. Özellikle havadan alınan bu kanserojen maddeler şu şekilde sıralanabilir: is, katran, zift, as-falt, parafin gibi maddeler. HAYVAN VE BİTKİLERE ETKİLERİ İnsanlarda görülen hava kirliliği etkilerine, bir ölçüde hayvanlar da rastlamaktadır. İnsanlar ve hayvanlar dışında bitkilerde hava kirliliğinin etkileri ile karşı karşıyadırlar. Daha önce de işaret edildiği gibi, hava kirliliğini oluşturan gazlardan bazıları, özellikle SO2 gazı, bitkilerde fotosentez olayını yavaşlatmakta, bitkilerde oksidasyon işlemine engel olmakta, kloroplastlardaki magnezyumu kurutmaktadır. Flüoritler, bitkiler üzerinde toplanarak bunları kısmen kurutmakta, Aldehitler, bitki-lerde yaprakların stomaları etrafındaki hücrelerde tahribata neden olmaktadır. Ozon gazı, bitkiler üzerinde zehirli alanlar oluşturmakta, ağaçların zamanından öce yaprak dökmesine yol açmakta ve özellikle genç bitkileri etkilemektedir. Tüm bu olumsuz etkiler, özellikle kültür bitkilerinde bir ölçüde ürün azalmasına, geniş alanlar kaplayan orman vejetasyonunun kurumasına neden olmaktadır.   İKLİME ETKİLERİ Hava kirliliğinin değiştirdiği atmosfer koşulları, iklimi de etkilemektedir. Genel ola-rak, kentlerdeki ısı ortalamalarının kırsal alanlardan daha fazla olduğu görülmektedir. Ayrı-ca, meteorolojik ölçmeler, hava kirliliğinin arttığı, büyük kentlerde rüzgar hızının da düştü-ğünü göstermektedir. Rüzgarın ısıyı ve nemi etkilemesi nedeniyle, bu hız azalmasının önemi çok büyüktür. Hava kirliliği, ayrıca, büyük kentlerin yağış miktarlarının da artmasına neden olmaktadır. Havayı ısıtan enerji sonucu, mikroskobik maddelerin çokluğu bulutların oluşma-sını kolaylaştırdığından yağışlar artmaktadır. Diğer yönden hava kirliliği sonucu kentlerin üstünde oluşan tabaka, ültraviyole ışınlarının da önemli derece kaybına yol açmakta, bu ise gün ışığının azalması sonucu doğmaktadır. ORMAN VE YEŞİL ALANLARIN ÇEVRE KİRLİLİĞİNİ ÖNLEMELERİ YÖNÜNDEN İŞLEVLERİ Bir ormanın ekonomik yararları dışında fiziksel, fizyolojik bir takım işlevleri de bu-lunmaktadır. Yapılan çeşitli araştırmaların sonuçlarına göre bu işlevler aşağıdaki gibi özetle-nebilir:   FİZİKSEL İŞLEVLER: 1. Ormanlar rüzgarın hız ve yönünü önemli ölçüde değiştirir. Bu işlev, ormanın sıklılığına ve tepe kapalılığına göre değişir. 2. Ormanlar, fiziksel hava kirlenmesini oluşturan toza karşı filtre görevi yaparlar. 3. Ormanlar, park – bahçe ve benzeri bitki örtüsü, gürültüyü yansıtma ve absorbe etmek suretiyle azaltıcı bir etkiye sahiptirler. 4. Ormanların, radyoaktif hava kirlenmesine karşı koruyucu işlevleri vardır.   FİZYOLOJİK İŞLEVLER: 1. Ormanlar ve benzeri yeşil örtü, fotosentez olayı sonucu çok önemli ölçüde CO2 kullanarak atmosferdeki CO2 konsantrasyonunu etkiler. 2. Ormanlar ve yeşil alanlardan fotosentez reaksiyonu sonucu oksijen üretimi doğal olarak sağlanmakta, böylece doğal oksijen ve karbon dengesini koruyucu bir öğe olarak görev yapmaktadır. 3. Bir orman örtüsü altında topraktan sıcaklık etkisi ile fiziksel olarak meydana gelen bu-harlaşma, açık alanlara oranla önemli ölçüde azalmaktadır. 4. Orman vejetasyonu, serbest hava hareketlerini engelledikleri için bulundukları yerin hava ve toprak sıcaklıklarını etkilemektedir. Orman vejetasyonu tepe çatısına çarpan güneş ı-şınlarının bir kısmını yansıtıp bir kısmını absorbe edip bir kısmını da dağıttığından or-man içine daha az ışık girer. Bunun dışında gerek transprasyon, gerekse nem miktarı faz-la olan orman havasının ısıtılması için yüksek oranda enerji harcanır. Bu nedenlerle koyu gölgeli yerlerde yazın hava serin olur. Kışın ise ormanın tepe çatısı ve nemli havası ile ka-rasal radyasyona engel olduğundan, çıplak alanlara oranla daha sıcak olur. ORMANLARIN SU VE TOPRAK KİRLİLİĞİ ÜZERİNE ETKİLERİ Toprak ve buna bağlı olarak meydana gelen su kirliliğinin nedenleri arasında toprağa verilen gübreler ile toprak taneciklerinde tutulan pestisitler bulunur. Toprak yüzeyinde ölü veya diri örtünün bulunuşu yüzeysel akışı azaltır. Yüzeyden a-kan suyun hızını mekanik olarak engelleyerek toprağa sızması için zaman kazandırır. Böylece gübreleme için verilen kimyasal maddelerin ve zararlılara karşı kullanılan pestitlerin yüzeysel sularla akarsulara, göllere ve denizlere ulaşması engellenmiş olur. E-rozyon olayını durdurarak, barajların zamanla sedimentle dolması oranı da ortadan kal-kar. SU KİRLİLİĞİ Su, doğal durumunda pek çok çözünmüş madde, parçacık, canlı organizma içerir. Evlerde ve sanayide kullanılan suya çeşitli kimyasal maddeler de katılmıştır. Sulara karışan atıklar, çok çeşitlilik gösterse de, başlıca inorganik bileşenleri sodyum, potasyum, amonyum, kalsiyum, magnezyum, klorür, nitrat, bikarbonat, sülfat ve fosfattır. Zararlı organik bileşenler ise çok çeşitlidir ve tümü bilinmemektedir; buna karşılık belirlenmiş olanları, böcek ilaçları, deter-janlar,fenollü maddeler ve karboksilli asitlerdir. Kirlilik uzun vadede, sudaki canlıların ya-şamında ve dağılımında değişikliğe yol açar.; bazı balıkların sayısı azalırken, kirleticilere di-rençli başka canlılar sayıca artış gösterir. Su kirliliği ayrıca, göllerin yaşlanmasına ve kuru-masına yol açan ötrofikasyonu hızlandırır. Böylece suyun çeşitli amaçlarla insanlar tarafın-dan kullanılması da kısıtlanmış olur. Sanayi atıklarının, böcek ilaçlarının ve öteki zehirli madde atıklarının sudaki çözünmüş oksijeni tüketmesi, balıkların kitle halinde ölmesine ne-den olur. Organik ve ısıl atıklar gibi çeşitli kirleticilerin zararlı etkileri doğal süreçlerle ortadan kalkabilir ya da azalabilir. Sulardaki organik atıkların başlıca kaynağı kentlerdeki kanalizas-yon sistemleridir. Suda çok büyük miktarlarda yoğunlaşmadıkları sürece bu maddeler, bak-teriler ve öteki organizmalar tarafından kararlı inorganik maddelere dönüştürülebilir. Bu kendi kendini arıtma süreci sudaki oksijenin yardımıyla gerçekleşir. Ama eğer organik mad-de miktarı çok fazlaysa, yeterli oksijen olmadan arıtım kötü kokulara yol açabilir. Suda çözünen tuzlar, gazlar ve parçacık durumundaki maddeler ise bu yolla arıtıla-maz. Ayrıca, sanayiden kaynaklanan bu atıklarda kadmiyum, cıva ve kurşun gibi zehirli me-taller vardır. Bu maddelerin ne ölçüde zararlı olduğu bilinmemekle birlikte, büyük miktarda cıva içeren sulardan avlanan balık ve benzeri ürünleri yiyen kişilerde ölüm olayına ve sinir sisteminde kalıcı bozukluklara çok rastlanmıştır. Ayrıca sudaki asılı parçacıklar, öteki mad-deleri soğurarak bakteri gelişiminde ve başta DDT gibi böcek öldürücüler olmak üzere pek çok zararlı maddenin dip çamurlarında çökelmesine neden olur. KİRLENMEYE YOL AÇAN KAYNAKLAR Evlerden, ticaret ve sanayi kuruluşlarından kaynaklanan kanalizasyon atıkları, su kirlenme-sine yol açan başlıca etmenlerdendir. Genellikle kullanılan kanalizasyon sistemlerinde, atık sular yağmur suyundan ayrılamamaktadır. Bu yüzden toplam su miktarı sistemin kapasitesi-ni aştığında atık suların büyük bölümü doğrudan akarsulara boşalan kanallara akar. Büyük kentsel bölgelerde yağmur suyunu toplamak için ayrı sistemler ya da göletler yapılmasına yüksek maliyetler yüzünden başvurulamamakta, bu kirlenmesini ciddi biçimde etkilemekte-dir. Sudan yararlanan sanayi tesisleri de bir dizi değişik etkisi olan kirleticilerin sulara karışmasına yol açar. Sanayileşmenin hızla ilerlemesiyle, sanayi atıkları kanalizasyon atıkla-rını birkaç kat aşmıştır. Su kirliliğinde en önemli rolü oynayan sanayi dalları kağıt,kimya, petrol ve demir – çeliktir; enerji santralları da büyük miktarda atık ısının sulara karışmasına neden olur. Plastik üretiminde kullanılan polikloroditenil, insan,hayvan ve bitki yaşamı için büyük tehlike oluşturmaktadır. Bu madde canlı hücrelerde biriktiğinden ve besin zinciri için-de yoğunlaştığından, başlangıçta çok küçük miktarlarda bulunsa bile, besinler insanlarca kul-lanılmaya başlayana kadar tehlikeli miktarlara ulaşmış olur. Tarım ilaçları, böcek öldürücüler ve kimyasal gübreler de su kirlenmesinde önemli rol oyna-makla birlikte bu tarım atıklarının etkileri, kentler ile kentlerin çevresinde yoğunlaşmış yerle-şim birimlerinin atıkları ve sanayi atıkları kadar büyük boyutlarda değildir. Kentlerin dışın-da su kirlenmesine neden olan başka bir etken de, çoğunlukla bırakılmış madenlerdeki asitle-rin çevredeki akarsulara karışmasıdır. Atık ısı: Sanayi tesislerinde, atıkların taşınması gibi işlevlerin yanı sıra soğutma ama-cıyla da büyük miktarlarda su kullanılır. Bu tesislerin başında elektrik enerjisi santralları gelmektedir. Yoğunlaştırıcıların soğutulması için doğal bir kaynaktan alınan su, sıcaklığı 10 yaklaşık 7 C artmış olarak kaynağa geri boşaltılır. Nükleer santrallar, fosil yakıt kullanan aynı kapasitedeki santrallardan yaklaşık yüzde 50 daha çok su kullanır. Bu nedenle, enerji santrallarının soğutulması, çevre kirlenmesinde son derece önemli rol oynayan etkenlerden biridir. Isıl kirlenme, biyolojik ve kimyasal tepkimeleri hızlandırır ve çözünmüş oksijen mik-tarının hızla azalmasına yol açar. Su sıcaklığı, balıkların yaşamasına olanak vermeyecek dü-zeye yükselebilir; bu durum, zararlı alglerin gelişmesine de ortam hazırlayarak besleyici –madde atıkları , deterjan, kimyasal gübre ve insan atıkları gibi kirleticilerin etkisini çoğaltır. Sonuçta atık ısı, göllerdeki ötrofikasyonu hızlandırır. Su kirlenmesinin nedenleri üç gruba ayrılarak incelenebilir:   Tarımsal çalışmaların neden olduğu kirlilik Tarımsal çalışmaların gereği olarak bitki hastalıkları ile mücadele amacıyla uygulanan pestisidlerin, verimin arttırılması için toprağa verilen gübrelerin ve çeşitli kullanımlar altın-daki alanlardan oluşan yüzey akışı, erozyon ve toprağın sürülmesi sonucu oluşan katı ve sıvı atıkların neden olduğu kirliliğe tarımsal kirlilik denir. Tarımsal çalışmalarda daha fazla ürün elde etmek amacıyla arazilere uygulanan kimyasal gübrelerin neden olduğu kirlilikler vardır. Bunlar arasında en önemlileri ise azot ve fosforun doğal düzen içindeki dönüşümleri sonucunda kirlilik meydana gelmesidir. Kimyasal gübrelerin arazilere uygulanması ile verimde bir artış olacağı doğaldır. Ancak bu gübrelemenin, suların kirliliğine hangi oranda etkili olacağının da saptanması gerekir. Su kirliliğine neden olan bitki besin maddelerinden azot ve fosfor, tüm canlı varlıklar için belili miktarlarda gerekli ise da fazla miktarının çeşitli sakıncaları bulunmaktadır. Belli başlı etki-leri, akarsular ve göllerdeki ötrofikasyon olayına neden olmasıdır. Bunun yanında fazla mik-tarda azot nedeniyle, azot zehirlenmesinden ölen toplu balık gruplarına da rastlanmaktadır. Hayvansal artıkların yarattığı kirlilik ise, hayvancılıkla ilgili olarak ahır ve ağıllardan ya-ğışlarla yıkanan hayvan idrar ve dışkı artıklarının temizleme sularına, oradan yüzey sularına karışması ve ya hayvan gübresinin tarlalara serilmesinden sonra yağışlarla yıkanarak yüzey sularına karışması şeklinde oluşan bir kirlilik şeklidir.   Endüstrinin neden olduğu kirlilik Bugün bu konuda bilinen kirlilikler beş alt grupta toplanabilir. 1. Kimyasal Kirlilik Bu kirlilik, sularda organik ve inorganik maddelerin bulunmasıyla oluşur. En çok karşıla-şılan tipi ise, proteinler, yağlar, gıda maddeleri ve hidrokarbonlar nedeniyle oluşan organik kirlenmedir. Zamk ve jelatin üreten fabrikaların artıkları, mezbahaların artık sularında ol-dukça fazla miktarda protein bulunur. Kağıt ve tekstil fabrikalarının artıklarında ise fazla miktarda karbonhidrat bulunmaktadır. Sentetik deterjanlar da kimyasal kirliliğe neden olan maddeler arasındadır. Az miktarda bulunmaları halinde dahi sularda köpük meydana getirdiklerinden suyun havalanmasını ön-ler, arıtma sistemlerinin randımanına düşürürler. 2. Fiziksel Kirlilik Fiziksel kirlenme, suyun sıcaklık, renk, bulanıklık ve koku gibi fiziksel özelliklerine etki eden bir kirlilik tipidir. Termal kirlenme, fiziksel kirlenmenin diğer bir tipidir. Soğutma suyuna gereksinme du-yulan termal enerji üreten istasyonlarda ve endüstrideki soğutma işlemleri sonucunda ortaya çıkan sıcak suların, akarsu, göl ve körfezlere dökülmesi termal kirlenmeye neden olmaktadır. Alıcı suyun sıcaklığında meydana gelen artış,sudaki biyolojik faaliyeti durdurmakta, suyun oksijen miktarını düşürmekte, reaksiyonu değiştirerek bir kısım kimyasal maddelerin çökel-mesine ve bir kısım maddelerin açığa çıkmasına neden olarak sudaki canlılar üzerinde değişik etkiler yapmaktadır. 3. Fizyolojik Kirlilik Suyun tadını ve kokusunu etkileyen bir kirlilik tipidir. Gıda endüstrisi artıkları ile kent kullanma suyu artıkları azotlu maddelerce zengin olduğundan son derece kötü bir kokuya neden olurlar. Endüstri artık sularının demir, mangan, fenoller vb. kimyasal maddeler içe-renleri suya özel, hoş olmayan bir koku ve tad verirler. 4. Biyolojik Kirlilik Sularda patojenik bakteri, mantar, alg, patojenik protozoa vb. bulunması nedeniyle mey-dana gelen kirlilik tipi biyolojik kirlenmedir. Diğer bir deyişle, suların tifo, kolera, amipli di-zanteri vb. çeşitli hastalıkları yapan organizmalarla kirlenmesi olmaktadır. Endüstri artık maddelerinin ve özellikle kanalizasyon sularının herhangi bir arıtma işle-mine tutulmadan plajlara dökülmesi nedeniyle hastalık yapan maddeler çoğalmakta ve denize girenlerde başta kulak, burun, boğaz yanmaları; sinüzit, bağırsak hastalıkları karaciğer ra-hatsızlıkları ve tifoya neden olur. 5. Radyoaktif Kirlilik Atmosferdeki atom patlamalarının ve nükleer enerji santrallerinin neden olduğu kirlilik-tir. Atmosferdeki radyoaktif maddeler, yağışlarla yeryüzüne düşmekte, akarsulara karış-makta, bitkiler tarafından absorbe edilmekte, buradan ot yiyenlere oradan da et yiyenlere geçerek gıda zincirinin üst halkasını oluşturan insanlara ulaşmaktadır. Nükleer santrallerin artık maddeleri oldukça önemli çevre kirleticilerindendir. Bu atık-lardan deniz dibine depo edilenlerden meydana gelen sızıntılar, son yılların önemli deniz kir-leticisi olarak sayılmaktadır.   Yerleşim Alanlarındaki Artıkların Neden Olduğu Kirlilik Bu kirliliğin iki önemli kaynağı, kanalizasyon ve çöplerdir. Bulaşıcı hastalık tehlikesi, kentleri, kapalı kanalizasyon sistemine zorlarken, yine kentlerdeki su sistemleri ile kanalizas-yon arasında bir bağlantı göze çarpmaktadır. Kanalizasyon sistemine verilen pis suların bo-şaltılması genellikle akarsulara, göllere veya denizlere yapıldığından, kent artık suları, önemli bir kirlilik nedeni olmaktadır. Çeşitli şekillerde kirlenen karasal kaynaklı akar suların genellikle ulaştıkları en son nokta denizler ve okyanuslarıdır. Bu nedenle karasal kaynaklı akar suları kirleten kaynak ve işlev-ler denizleri de kirletiyor demektir. Bununla beraber denizlerin kirlenmesi olayını şöyle özet-leyebiliriz: 1. Denizlerin havadan kirlenmesi:   Hava taşıt araçlarının meydana getirdiği kirlenme   Endüstri ve yerleşim bölgelerinde oluşan hava kirliliğinin, kimyasal reaksiyonlar (asit yağmurlar) sonucu sudaki maddelerle birleşmesi 2. Denizlerin denizlerden kirlenmesi   Deniz trafiğinin meydana getirdiği kirlenme. Dünya denizlerinde deniz trafiğinin yoğun-laşmış olması, özellikle ham petrolün deniz yoluyla taşınması denizlerde önemli kirlenme-lere neden olmaktadır. Petrol yüklü tankerlerin herhangi bir nedenle kazaya uğraması so-nucu denize dökülen petrol, deniz eko sisteminde geniş çapta ve uzun süreli zararlar mey-dana getirmektedir. Şu yada bu şekilde denize dökülmüş petrol veya petrol artıklarının zararları başlıca üç grup altında toplanabilir: # Bir litre petrol artığı kırk bin litrelik deniz suyunda oksijeni yok ederek yaşamı ortadan kaldırabilir. # Suyun üzerini kaplayan yağ tabakası suyun buharlaşmasını engelleyerek bir ölçüde ya-ğışların azalmasına neden olmaktadır. # Suyun üzerindeki bu örtü güneş ışığının denizlerin derinliklerine ulaşmasını engelleye-rek oksijeni azaltmakta ve bu da canlıların yaşam olanağını azaltmaktadır. Benzer zararlara denize pasa kül, moloz, safra, yağ, çöp gibi maddeleri atan, tank yıka-yan yük, yolcu gemileri ve tankerler de neden olmaktadır. Deniz eko sisteminde ortaya çıkan dengesizlik üretimde kayıplar şeklinde kendini belli etmektedir. Bugüne kadar yapılmış ince-lemelerin sonuçları, petrol artıklarından en çok etkilenen toplulukların, yumurta, lavra ve genç fertlerden oluşan topluluklar olduğunu göstermiştir.   Limanlarda meydana gelen kirlilik.   Deniz dibi kaynaklarından petrolün çıkarılması sırasında meydana gelen sızıntı ve ka-çaklar.   Deniz ürünlerini elde etmede uygulanan yöntemler.   Denizlerde sürdürülen askeri faaliyetler ve savaş. 3. Denizlerin karalardan kirletilmesi:   Yerleşim yerlerinden denize dökülen kirlilik.   Çöpler.   Kullanılmış sular, kanalizasyon artık ve suları.   Endüstri kuruluşlarından denize atılan kirlilik.   Tarımdan gelen kirlilik.   Turizmin (örneğin yat turizminin) doğurduğu kirlilik. TOPRAK KİRLENMESİ Tarımsal ve mineral atıklar, yeryüzündeki toplam katı atıkların önemli bir bölümünü o-luşturmakla birlikte, kirletici olarak görece daha az zararlıdır. Bunun başlıca nedeni de, yer-leşim bölgelerinden ve sanayiden kaynaklanan atıklar gibi belli noktalarda yoğunlaşmış ol-mayıp daha geniş alanlara yayılmalarıdır. Katı atıklar: Hayvan dışkısı, mezbahalardan ve her türlü ekin biçme etkinliğinden gelen atıklar, toprak kirlenmesinin en önemli kaynağıdır. Sığır, domu, koyun ve tavuk gibi çiftlik hayvanları, toplam insan nüfusundan 1000 kat daha çok dışkı üretir. Geçmişte besin madde-leri, otlak ya da çiftlikteki hayvanların aracılığıyla yeniden toprağa dönerken, günümüzde kullanılan yenilikler bu atıkların belli alanlarda yoğunlaşmasına neden olmaktadır. Pek çok kimyasal madde içeren tarım ilaçlarının (örn. Böcek öldürücüler, ot öldürücüler, mantar ilaçları) su ve toprak kirlenmesinde önemli payı vardır. Bunlar, besin zincirinde daha ileri organizmalara geçtikçe, her aşamada giderek artan oranda yoğunlaşır ve giderek zinci-rin son halkasını oluşturan etçillere önemli zararlar verir. Yani zararlı kimyasal maddeler, basit organizmalarda çok küçük miktarlarda bulunur, bu organizmalar daha karmaşık orga-nizmalarca yendikçe yoğunlaşır; otçulları yiyen etçillere ulaştığında ise zararlı boyutlara varmıştır. Özellikle şahin, atmaca, kartal gibi yırtıcı kuşlarda ve pelikan, karabatak gibi ba-lıklarla beslenen kuşlarda zararlı ilaçlarının olumsuz etkileri gözlenmiştir. Hücrelerinde biri-ken DDT (Diklor difenil triklor) ve benzeri bileşikler bu canlıların üreme yeteneğini sınırla-maktadır. Örneğin dişilerin, üstünde kuluçkaya yatılamayacak biçimde yumuşak kabuklu ya da kabuksuz yumurta vermesi sonucunda, Avrupa, Japonya ve Kuzey Amerika’da bazı türle-rin sayısında önemli azalmalar olmuştur. Tarım ilaçlarının biyolojik etkileri üzerinde yapılan yeni araştırmalar, bu maddelerin za-rarlılar üzerindeki etkisinin giderek azaldığını ortaya çıkarmaktadır. Pek çok böcek türü bu maddelere bağışıklık kazanmış durumdadır; ayrıca, kalıtım yoluyla sonraki kuşakların zehir-li ilaçlara karşı direnci artmaktadır. Öte yandan bu kimyasal maddelerin sürekli olarak kul-lanılması, bazı bölgelerde de önceden bulunmayan zararlı topluluklarının türemesine yol aç-mıştır. Bunun başlıca nedeni, tarım ilaçlarının, otçul böcek nüfusunun denetim altında tutan etçil böcekleri yok etmesidir. Aşınma sonucu biriken tortullar, toprağın bozulmasına ve suların bulanıklaşmasına yol açan bir başka etmendir. Tortul üretimi, orman ve tarım alanlarının kötü kullanımından kaynaklanan ve giderek boyutları büyüyen bir sorundur. Madencilik ve inşaat etkinlikleri de bu alanda rol oynar. Mineral katı atıkların başlıca kaynağı, madencilik etkinlikleri ve ilgili sanayilerdir. Özel-likle açık kömür işletmeciliğinin yol açtığı kirlenme, akarsuları, ve akaçlama havzalarını etki-lediği gibi, toprağın da kıraçlaşmasına yol açmaktadır. Yerleşim bölgelerinden ve sanayi tesislerinden kaynaklanan katı atıklar arasında kağıt, besin maddeleri, metal, cam, tahta, plastik, kumaş, kauçuk ürünleri, deri ve çöp sayılabilir. Bu maddelerin bir bölümü açık çöp alanlarına boşaltılır, bir bölümü çöp çukurlarına atılıp üstü kapatılır, bir bölümü ise fırınlarda yakılarak yok edilir. geriye kalan küçük bir bölümü de rüzgarlarla taşınmaya ya da çürümeye bırakılır ya da başka biçimlerde değerlendirilir. Toprağı kirleten nedenleri şöyle özetleyebiliriz:   Kentlerin neden olduğu toprak kirliliği Kentleşmenin yoğun bulunduğu bölgelerde toprak niteliği hissedilir ölçüde bozulmakta-dır. Bunda arazinin kötü kullanılması kadar, inşaat tekniklerinin kirliliği, alt yapı yetersizlik-leri dolayısıyla kirli su ve kanalizasyonun toprağa karışması ve çöp birikmesinde rol oyna-maktadır. Ayrıca kent suyunun yetersizliği kirli suların pompalanmasında fazla yardımcı olmadığı için, daha kolay şekilde toprakta kalmaktadır. Kent çevresinde toprak kirliliğine yol açan en önemli nedenlerden birisi de fosseptik yöntemiyle kent artıklarının toprakta birikti-rilmesidir. Bu yolla yoğunlaşan kirlilik, toprağın daha derin tabakalarına sızarak yer altı su-larını da kirletmektedir. Çöp sorunu da aynı şekilde kirliliğe yol açmaktadır. Çöp yalnız toprak üzerinde kalan katı madde olarak değil, zamanla toprağa karışan bir kirlilik öğesidir. Kent çevresinde toprak kirliliğine yol açan diğer bir konu da hava kirliliğidir. Gerek ken-tin ısınması sırasında bacalardan çıkan zehirli gazlar, gerekse taşıtların egzoz gazları, yoğun-laşarak toprakla kaynaşmakta ve topraktaki canlı yaşamı öldürmektedir.   Endüstrinin meydana getirdiği toprak kirliliği Endüstri uğraşları sırasında meydana gelen su ve hava kirlilikleri kimyasal yollarla top-rağa karışma eğilimindedir. Bunun yanı sıra çeşitli endüstri artıklarının fabrikalar yöresinde ve ya daha açıkta bir yere yayılması alışıla gelmiş bir uygulamadır. Bazı endüstri kollarının, şeker endüstrisi gibi, toprağın üstüne atılan posa maddesi çok olmaktadır. Bazı uğraşlar, ba-kır gibi, önemli derecede kirleticiliğe sahiptir. Endüstrinin toprak kirlenmesine yol açan önemli bir kusuru da yer seçim kriterlerine uymakta özen göstermemesidir. Ele geçirilen herhangi bir arsa üzerine kurulan bir fabrika-nın kirlilik meydana getirmesi ve çevresindeki toprağın canlı yaşamını tahrip ederek verimini düşürmektedir.   Tarım uğraşlarının meydana getirdiği toprak kirliliği Yanlış toprak kullanımı, yanlış tarım yöntemleri veya yanlış ürün seçimi toprakta tahri-bat yapabilir. Ancak, genellikle tarım uğraşlarının oluşturduğu toprak kirliliğinden, tarım ilaçları ve gübreleme sonucu meydana gelen kirlilik anlaşılmaktadır. Toprağın böcek öldürücülerle veya ot öldürücülerle doğrudan doğruya ilaçlanması ya-nında, havadaki tozlara yapışarak toprağa karışanlar veya bitkilerin yapraklarında kalan miktarların yağmur ve sulama sularıyla yıkanması sonucunda toprağa karışanlar, toprağın kirlenmesine yol açmaktadır. Tarım ilaçlarının biyokimyasal özellikleri, topraktaki mikroorganizmaların ve diğer can-lıların yaşama ve büyüme fonksiyonlarını engellemektedir. Kalıcı ve birikici özellik taşıyan klorlanmış hidrokarbon pestisidler, toprakta mevcut toprak mikroorganizmalarını öldürebi-lir, geçici olarak miktarını azaltabilir veya toprak yapısında değişmelere neden olabilirler. Üretimi arttırmak amacıyla kullanılan yapay gübreler, çok görülen bir toprak kirlenme-sine neden olmaktadır. Bu gübreler içinde bazıları bitki besin maddelerinin tuzla tutulmasına bir neden olurken giderek toprakta tuzluluk sorununu yaratmaktadır. Toprak Kirliliğinin İnsan ve Çevresine Etkileri Toprak sorunları ve kirliliği insan yaşamına ve çevresine çok önlü olarak etkide bulun-maktadır. Bu etkiler başlıca beş ana başlık altında toplanabilir.   Erozyonun etkileri   Yaşlık ve çoraklığın etkileri   Taşlılık ve kayalığın etkileri   Gübre ve gübrelemenin etkileri   Tarım arazisi bozulmalarının etkileri Erozyonun etkileri, toprak kayıplarında artma, üretkenlik potansiyelinde azalma, bitki besin maddelerinin kaybı, ürünlerde nitelik düşüklüğü, su tutma kapasitesinde azalma, ve-rimli toprakların sedimentlerle örtülmesi, toprak yapısının bozulması, çeki gücüne duyulan gereksinmedeki artma, sel oyuntuları ile arazi kaybı, sedimantasyon, akarsu yataklarında ve rezervuarlarda kapasite ve depolama azalması, uygun su temini masraflarının artması, baraj ve sulama sistemlerinde yıpranma ve normal bakım masraflarının artması şeklinde kendini göstermektedir. Gübre ve gübrelemenin etkileri, toprağı tanımadan ve özelliklerini bilmeden yapılan güb-relemelerle, toprağın gereksinimi olmayan gübreyi toprağa uygulamakla kendisini belli eder. Yanlış cins ve aşırı miktarda kullanılan gübre, toprak ph’ nın normalden uzaklaşmasına, top-rak strüktürünün bozulmasına, mikroorganizma yaşamını olumsuz yönde etkilemesine neden olmaktadır. Gereğinden fazla kullanılan gübre, örneğin azotlu gübre kullanılması, topraktan yıkan-malara, içme suları ve akarsularda nitrat miktarının artmasına; aşırı ölçüde fosforlu gübre kullanılması içme suları ve akarsuların fosfor içeriğinin yükselmesine; yüksek düzeyde kulla-nılan nitrojenli gübreler, bitkilerde nitrozamin gibi kanserojen maddelerin oluşmasına yol açmaktadır. DİĞER ETMENLER GÜRÜLTÜ KİRLİLİĞİ Bilimsel yönden “düzensiz ses” olarak nitelendirilen gürültü, hoşa gitmeyen, rahatsız edi-ci duygular uyandıran bir akustik olgu veya beğenilmeyen, istenmeyen sesler topluluğu ola-rak tanımlanır. Gürültü, tüm dünyada özellikle büyük kentlerde hızla kentleşmenin, endüstrileşmenin, ulaşımın artan nüfusun vb. etkenlerin yarattığı önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmakta-dır. Örneğin ülkemizdeki büyük kentlerde son yıllarda artan kara trafiğinin gürültünün ne denli etkili olduğu herkes tarafından bilinmektedir. Bunu gibi açık pazarlar, eğlence yerleri, çocuk parkı ve bahçeleri, endüstri kuruluşları, yapı ve yol yapım ve onarımları, hava ve deniz trafiği gibi gürültü kaynakları düşünüldüğünde, bunun da gerçekten önemli bir çevre kirliliği yarattığı söylenebilir. Gürültü düzeyleri “desibel” (dB) birimi ile değerlendirilir. Ses 35 – 40 desibele ulaştığın-da gürültü olarak değerlendirilmektedir. 100 dB’nin üzerindeki gürültüler çok şiddetli gürül-tüler olarak tanımlanır. Sokak gürültüleri 60 – 90 dB arasında, bazı zamanlar bunların dışın-da değerler gösterilebilir. Büro gürültüleri, ortalama 35 – 65 dB, eğer çok gürültülü çalışan makineler varsa 80 – 85 dB olabilir. Evlerde 40 – 50 dB fon gürültüsü düşünülebilir. Büyük kentlerde kent içi gürültüsü 103 dB’ e ulaşırken motosiklet gürültüsü 110 dB, hava kompres-yonu ile çalışan delici tabancalar 120 dB civarında gürültüye neden olurlar. Gürültünün İnsan ve Çevresine Etkileri Gürültünün de insan sağlığını en az hava ve su kirlenmesi kadar etkilediği saptanmıştır. Nabız ve soluma hızlarını arttırarak insanların fizyolojik durumunda değişikliklere yol aça-bildiği gibi, geçici ya da kalıcı işitme bozuklukları da yaratabilir. Gürültüden kaynaklanan işitme bozukluğu milyonlarca sanayi işçisini ve bazı askeri personeli tehdit etmektedir. Ayrıca gürültünün kalp krizine ve yüksek tansiyon, ülser gibi kronik rahatsızlıklara neden olduğu yolunda tıbbi bulgular vardır. Bununla beraber kulak çınlaması – sağırlık, kalp ritminin artması, kaslarda yorgunluk, iş ritminin artması, iş veriminde düşüş, salgı düzeni ve sindirim sisteminde bozukluk, dikkat dağılımı, uyku düzeninde aksaklıklar gibi durumlarda insana zarar verebilir. İnsan kulağı 165 dB şiddetindeki bir sese 0,003 saniye; 145 dB şiddetindeki bir sese ise 0,3 saniye süre ile kalıcı bir etki olmadan dayanabilmektedir. Bu şiddetteki seslerin uzun sürmesi için kulak zarı yırtılmaları, özengi kemiği çıkıkları, orta kulakta kanama, iç kulakta önemli arızalar ortaya çıkar. Sesin sürekli olması, kesikli olmasından daha tahrip edicidir. Günlük 8 saat çalışan kişinin bu süre içinde sürekli olarak çalışabileceği gürültü şiddeti 93 dB olursa günlük çalışma 4 saat, 96 olursa bu süre en fazla 2 saat olmalıdır. RADYASYON Çevreye zarar veren bir etken de radyasyondur. Düşük etkili, insan ürünü radyasyon X ışınlarından, radyoaktif maddelerden ve televizyon gibi elektronik aygıtlardan kaynaklanır. Tıpta kullanılan araçlardan kaynaklanan radyasyon, insan ürünü radyasyonun yüzde 94’ünü, ortalama bireyin aldığı toplam radyasyonun da yüzde 30’unu oluşturur. Yüksek doz-da radyasyonun lösemi ve öteki kanserlere, düşük düzeyde radyasyonun da kalıtsal hastalık-lara yol açtığı ortaya konmuştur. Atmosferde, uzayda ve su altında yapılan nükleer denemele-rin uluslar arası antlaşmalarla yasaklanması, 1960’lardan bu yana doğal çevredeki radyasyon düzeyinin azalmasını sağlamıştır. Doğal çevreye karışan radyoaktif atomların hemen hemen tümü nükleer santrallardan kaynaklanmaktadır. Açığa çıkan başlıca maddeler kripton – 85 ile trityum havaya ve su sis-temlerine karışır; ama bunlar, dünya nüfusunun aldığı radyasyon miktarını önemli ölçüde arttırmamaktır.

http://www.biyologlar.com/cevre-kirlenmesi

Genetik Yapımız ve Davranışlarımız Arasındaki İlişki

Daha doğum anından itibaren bebeğin annesine mi yoksa babasına mı benzediğini merak ederiz. Yeni doğan bebeği görenler, öncelikle bu benzerlik konusundaki kanaatlerini açıklama gereği hissederler ya da gerçekten ortada öylesine bir benzerlik vardır ki, kendilerini bu konuda bir şey söylemekten alıkoyamazlar. Çoğu zaman "Hıh, deyip birisinin burnundan düşmüş"üzdür Kime benzediğimiz, fiziksel özelliklerimizi, bazı huylarımızı kimden aldığımız yaşamımızın sonraki dönemlerinde de insan ilişkilerindeki temel ilgi alanlarından birisi olmakta devam eder. Çocuk ya da genç, hoşa giden veya gitmeyen bir tutum gösterdiğinde, bu tutumun hep hesapta tutulan sorumlularından biri de kalıtımsal mirasıdır. Baba, matematikten "pekiyi" alan oğlunun başarısında, biraz da kendi kalıtımsal mirasını etken olarak gördüğü için öğünür. Eşine kimi huylarından dolayı kızgın olan anne, kızı bu baba huylarından bazılarını gösterse, öfkesini yönelttiği kaynaklardan birisi de eşinin kalıtımsal mirasıdır; o yüzden açık ya da gizli "çekmez olasıca!" diye hayıflanır. Şöyle ya da böyle kalıtım, gündelik yaşamımızda büyük ve büyülü bir yer tutar. Gündelik yaşamımızda böylesine önemli bir yeri olan kalıtım, doğal olarak tarihte, toplumsal ve politik yaşamda da "soy sop sorunu" şeklinde hak ettiği yeri almıştır. Evlilikler, politik tercihler sırasında, soyaçekimin bu büyüsel etkisi kendisini çoğu zaman hemen hissettirir. "Kız anasına bakılarak alınır"; soyun gücüne inanç, mezhepsel farklılıklara, babadan oğula geçen dinsel ve politik iktidar biçimlerine yol açar; demokratik söylemin başat olduğu modern zamanlarda bile partilerin başına soyaçekimin büyüsünden faydalanılacak liderler seçilmeye çalışılır. Kalıtımsal miras ve soyaçekim konusunun şüphesiz bilimsel tecessüsü uyandırması gecikmemiş, "genetik", bilim dünyasının en önemli alanlarından birisi haline gelmiştir. Bu yüzyılın ortalarında kalıtımsal mirasın geçiş yolu olan kromozomların, genlerin ve genetik şifrenin taşıyıcısı DNA'nın yapısının keşfiyle, insanlık tarihinde belki etkisi gelecekte çok daha belirginleşecek olan "genetik devrim" ortaya çıkmıştır. Genetik şifre hakkındaki artan bilgi, DNA'ların ayrıştırılıp yeni yapılar elde etmek üzere yeniden birleştirilmesi (rekombinant DNA teknolojisi), insanlığı diğer tüm devrimlerde olmadık biçimde politik, toplumsal ve etik, yepyeni bir meydan okumayla karşı karşıya bırakmaktadır. Artık tüm canlılarda, bitki, hayvan ve insanda istenilen değişikliklerin ortaya çıkarılması ve kopyalama mümkündür. Moleküler biyoloji ve gen mühendisliği gibi iki temel alandan beslenen yeni bir bilimsel ve teknolojik alan olan biyoteknoloji, insan ve toplum için inanılması güç olumlu vaadlerde bulunmaktadır. 1987'de Amerikalı ve İngiliz bilimcilerin önderliğinde başlatılan "İnsan genomu projesi" tüm hızıyla sürmektedir. Bu projeyle ilk aşamada insan genlerinin, ikinci aşamada tüm DNA dizilimlerinin ayrıntılı bir haritasının çıkarılması hedeflenmektedir. İnsan DNA'sında 3 milyar harf olduğu sanılmakta, projenin başlangıcından beri 76 milyon harfin yerinin saptandığı, 2002 yılında 500 milyon harfin yerinin saptanmış olacağı bildirilmektedir. Halen süren ama bir yandan da gerek bilimsel gerek politik çevrelerin tepki ve eleştirilerine hedef olan bu proje, nihai amacı olan insan genomundaki her noktanın DNA diziliminin elde edilmesini gerçekleştirebilirse, ortaya çıkabilecek imkan ve sorunların bugünden hayal edilmesi bile mümkün değildir. Şu sıralarda İngiltere'de Cambridge'de sürmekte olan "İnsan Genetiği Haritası Araştırması" için insan DNA'sından elde edilen 1 milyon kopya derin dondurucularda saklanmakta, varılan sonuçlar Avrupa Biyoenformasyon Enstitüsü (EBI) tarafından dünyaya açıklanmaktadır. EBI, şimdiye kadar 20 bin organizmanın genetik yapısını bilimcilere açıklamıştır. İnternetteki sayfasına her gün on bin kişi girip biriken bilgiyi elde etmektedir. EBI'nın interteki sayfasını okuyanların sayısı son bir yılda 7 kat artmış durumdadır. Bugün "tıbbi genetik" bilgi sayesinde sağlanan bazı hastalıkların nedenleri ve erken tanınması ile birlikte ortaya çıkan imkanların "müthiş" bir düzeye gelmesi ve daha anne karnında hatalı genlerin hatalı olmayanlarla değiştirilmesi yoluyla kesin etkili olacak "genetik tedavi" ulaşılmak istenen ilk hedeflerdendir. Genetikteki çok hızlı gelişme, yalnızca tıp alanıyla sınırlı değildir. İlaç şirketleri de, genetik mühendislikte araştırma-geliştirmeye giderek aratan oranlarda kaynak ayırmaktadır. Biyoteknolojinin tıp ve eczacılık dışındaki diğer hedefleri arasında tarım ve petrokimya alanlarında pek çok ürünün ucuza ve bol miktarda üretilmesini sağlamak bulunmaktadır. Genetik çalışmaların böylesine gelişme ve tüm toplumsal ve ekonomik alanlara yayılma eğilimi, "genetik araştırmaların ekonomisi"yle uğraşan "genomics" adlı yeni bir bilgi türü bile ortaya çıkarmıştır. Ancak insan söz konusu olduğunda, genetik devrimdeki ve biyoteknolojideki tüm bu olumlu gelişmeleri gölgeleyen bazı soru işaretleri ve eleştiriler ortaya çıkmaktadır. Tüm bunların sonucu olarak geçenlerde aralarında ülkemizin de bulunduğu, İngiltere dışındaki 19 Avrupa ülkesi, araştırma amaçlı dahi olsa insan embriyosu üretimini ve kopyalanmasını yasaklayan bir anlaşma imzalamıştır. Bir zamanlar, örneğin matbaanın icadında olduğu gibi, bilimsel ve teknolojik gelişmelere, dinsel ve ahlaki nedenlerle din adamları karşı çıkarlarken bugün benzer gerekçelerle bizzat bazı bilimcilerin kendileri bilimsel etkinliğin sınırlandırılması gerektiğini savunmaktadırlar. İnsanın en bilmecemsi yanı, davranışlarıdır. İnsanla ilgili her türlü bilmeceyi mutlaka çözme (!) azim ve kararlılığında olan genetik bilimciler, uzunca bir süreden beri, felsefenin ve beşeri bilimlerin yıllardır tartıştıkları konulara da el atmışlar; insanın (ve hatta toplumun) karmaşık davranışlarının genetik bakımdan açıklanabilmesi için bugüne kadar birçok araştırma yapmışlardır. Bazı fiziksel hastalıkların genetik nedenlere bağlı olarak ortaya çıktıkları kanıtlanalı beri, önce ruhsal hastalıkların daha sonra işsizlikten çapkınlığa, homoseksüellikten toplumsal şiddete kadar tüm etik, politik, ekonomik sorunların nedenleri DNA dizilimlerinde aranmaya, insanı her türlü davranışının sorumluluğundan muaf tutmaya çalışan bir gayret başlamış, bir nükleotid'in değişimiyle bu sorunların düzelebileceği şeklinde hayaller kurulmuştur. Bu hayal ticaretinin kışkırtılmasında medyanın rolü hiç de azımsanmayacak bir ölçüdedir. Genetik devrimin ve biyoteknolojinin önemi, hem gelişmiş ülkelerin hükümetleri hem de uluslar arası büyük şirketler tarafından çoktandır kavranılmış, bu alanda çok ciddi yatırımlar yapılmıştır. Tüm bunlar nedeniyle, zaten eskiden beri gündelik yaşamda büyük ve büyülü etkiye sahip olan kalıtım ve soyaçekim sorunu, bu kez bilimsel bilgi ve teknolojideki gelişmelerin sonuçları olarak ilerideki günlerde hiçbirimizin kayıtsız kalamayacağı biçimde önümüze gelecektir. Bilgiler yenilenmeli, tüm toplumsal yaşamı derinden sarsacak olan durumlara ve tartışmalara hazır olunmalıdır.

http://www.biyologlar.com/genetik-yapimiz-ve-davranislarimiz-arasindaki-iliski

Lichenes, Lichenophyta

Likenler (Osmanlıca: şeybiye) ya da likenleşmiş mantarlar (lichenized fungi), mantar (mikobiyont) ve suyosunlarından (fotobiyont) kurulu kararlı ve sürekli ototrofik mutualistik (ya da daha çok kontrollü parazitik) simbiyotik organizma birlikteliği olup görünüşçe nispeten karayosunlarına benzer ve Türk halk dilinde (ve diğer birçok dilin halk ağzında) daha çok yosun adıyla anlırlar. Likenler, teknik olarak taksonomik açıdan «yosun mantarı» olsalar da pratikte görünüm açısından «mantar yosunu» olarak algılanırlar. Mikobiyontların (mycobiont) % 98'ini asklı mantarlar (Ascomycota), % 2'sini de bazitli mantarlar (Basidiomycota) oluşturur. Fotobiyont ya da fikobiyontların (photobiont, phycobiont) % 90'ı bitkiler (dar anlamıyla) içinde değerlendirilen ökaryotik yeşil suyosunlarından (Chlorophyta) oluşurken geriye kalan % 10'u bitkiler dışında tutulan ökaryotik sarı-yeşil suyosunları (Xanthophyta) ile eski adları mavi-yeşil suyosunları olan prokaryotik siyanobakterilerdir (Cyanobacteria). Liken oluşturan yeşil suyosunlarının % 40'ını Trebouxia cinsi oluştururken bunu ikinci sırada Trentepohlia cinsi izler. Siyanobakteriler içinde daha çok Nostoc cinsi liken oluşumuna katılır. Mantarların yaklaşık beşte biri likenleşmiş (lichenized) hâldedir ve karbon kaynağı elde etme bakımından likenleşme (lichenisation) iyi bir beslenme stratejisidir. Liken birlikteliğinde mantarların çıkarı suyosunlarına göre daha fazladır. Likenler oldukça yavaş büyürler (yılda birkaç milimden bir iki santime kadar). Görünümüne göre kabuksu, yapraksı ya da dalsı olabilen likenlerin yaklaşık dörtte üçü kabuksu görünümlü kayacıl likenlerdir. Likenler laboratuvar ortamında bileşen organizmalarına (mantar ve suyosunu) ayrılabilmektedir. Taksonomik incelemesi ilk olarak İsveçli botanikçi ve «liken biliminin babası» (father of lichenology) Erik Acharius (1757-1819) tarafından yapılan likenleri araştıran bilim dalına liken bilimi ya da likenoloji (lichenology) adı verilir. 1897 yılında yayımlanan kitabında Albert Schneider, zamanına göre likenolojiyi yedi döneme ayırmıştır: (< Schneider 1897) I. Period: from Theophrastus (371-286 B. C.) to Tournefort (1694) II. Period: from Tournefort (1694) to Micheli (1729) III. Period: from Micheli (1729) to Weber (1779) IV. Period : from Weber (1779) to Wallroth and Meyer (1825) V. Period: from Wallroth and Meyer (1825) to Schwendener (1868) VI. Period: from Schwendener (1868) to Reinke (1894) VII. Period: feginning with Reinke (1894) Bütün dünyada yaklaşık 25.000 liken türü vardır. Türkiye'den kaydedilen takson sayısı 2.000 (< Çobanoğlu & Sevgi & Tecimen & Yılmaz & Açıkgöz 2011) olmasına rağmen Türkiye Liken Florası henüz yazılmamıştır

http://www.biyologlar.com/lichenes-lichenophyta

Jacques-Yves Cousteau - Kaptan Cousteau Kimdir

Jacques-Yves Cousteau - Kaptan Cousteau Kimdir

Çocukluğundan beri denize ilgi duyan Jacques-Yves, denizaltının eşsiz güzelliklerinin farkına, 26 yaşında genç bir deniz subayı iken varır. İlgisi giderek büyür ve ölünceye dek süren bir sevdaya dönüşür. Jacques-Yves, dünyanın bütün denizlerini dolaşır. Kimsenin dillerini bilmediği binlerce dost edinir ve bize de bu "Su Gezegeni" ni başkalarıyla paylaşıyor olduğumuzu anımsatır. Onların efendisi değil, dostu olmamızı ister. Bunun için de sonuna kadar çaba gösterir. Subay ve Dalgıç Jacques-Yves Cousteau, 11 Haziran 1910'da Bordeaux yakınlarında, zengin bir pazar şehri olan St. Andre-de-Cubzac'de doğar. 4 yaşında yüzmeyi öğrenir. Çocukluğunda suya olduğu kadar, makinalara da ilgisi vardır. Daha 11 yaşındayken bir model vinç ve 13 yaşındayken de pille çalışan bir araba yapar. Babası Amerikalı bir milyonerin yanında çalışmaktadır. Ailesini iki yıllığına Amerika'ya götürür. Ağabeyi Pierre ile Manhattan sokaklarında oyun oynayan Jacques-Yves, nefesini tutarak dalmayı da Velmont'da, göl kıyısındaki bir yaz kampında öğrenir. Fransa'ya döndüklerinde, biriktirmiş olduğu parayla küçük bir film kamerası alır. İlk filmini 13 yaşında çeker. Ancak filmi çekmeden önce kamerayı söker ve parçalarına ayırır. Nasıl çalıştığını anlamaya çalışır. Tekrar toplar. Evde, arkadaşlarıyla filmler çeken Jacques-Yves, hem yönetmen hem kameraman hem de yapımcıdır. Mekanik aletlere büyük bir merakı olmasının yanında okula karşı ilgisizdir. Sorunlu bir öğrencidir. Sonunda ailesi onu, Alsace'da, katı kuralları olan yatılı bir okula gönderir. Bu yeni çevrede Cousteau, çok başarılı olur. Yatılı okuldan sonra 1930'da, Brest'teki deniz akademisine girer. Eğitim için düzenlenen dünya turuna katılırken, yanına kamerasını da alır. Egzotik yerlere ait yüzlerce makara film çeker. Bir keresinde de Güney Denizi'nde midye ararken garip bir gözlük kullanan inci avcılarını görüntüler. Fransa'ya döndüğünde, genç bir deniz subayı için zamanın en heyecan verici kurslarından birine katılır ve Fransız Donanması Havacılık Okulu'nda uçmayı öğrenir. Ancak pilotluk sınavına girmeden birkaç hafta önce babasının spor arabasıyla, sisli dağ yollarında giderken kaza yapar. Hastane yatağında gözlerini açtığında, iki kolu da kırıktır. Böylelikle pilotluk kariyeri daha başlamadan biter. Aslında bu kaza, Cousteau'nun hayatını kurtarmıştır. Havacılık Okulu'ndaki tüm arkadaşları yakında çıkacak olan 2. Dünya Savaşı'nda ölecektir. 1933'de Fransız Donanması'nın bir topçu subayıdır ve 1935'e kadar Primauguet Kruvazörü'nde görevli olarak, Uzak Doğu'da bulunur. Döndüğünde, Toulon'daki deniz üssünde topçuluk eğitmenliği yapar. Bu arada, arkadaşı Philippe Taillez'in önerisi üzerine, kollarını güçlendirmek için düzenli olarak hergün Akdeniz'de yüzmeye başlar. İki arkadaş, sonra aralarına katılan Friedric Dumas ile birlikte, yüzücü gözlükleriyle dalış denemeleri yaparlar. Cousteau, 1936 yılında gözlükleri takarak yaptığı ilk denemesinde denizaltındaki manzaradan çok etkilenir. Aynı yıl, öğrenci olan Simone Melchoir ile tanışır ve ertesi yıl evlenirler. Cousteau ve iki arkadaşı, daha derine dalma ve daha uzun süreler su altında kalma konusunda kararlıdırlar. Kendi yaptıkları şnorkelleri, vücudu kaplayan, yalıtılmış dalış giysileri ve en son buluşlardan biri olan (içinde sıkıştırılmış hava bulunan) tüplerle yaptıkları taşınabilir soluma cihazlarıyla, kendi dalış takımlarını oluştururlar. Deneme dalışlarını kaydetmek için Cousteau, kamerası için su geçirmez bir kılıf geliştirir. 2. Dünya Savaşı'nın başlaması, hatta Almanların çok kısa bir sürede Fransa'yı işgal etmeleri bile, bu sualtı araştırmalarını durduramaz. Savaşta, direniş hareketine katılır ve İtalyan işgal kuvvetleri arasında casusluk yapar. Hizmetlerinden dolayı savaştan sonra, Legion d'Honneur nişanıyla onurlandırılır. Bu sırada dalgıçları, rahatça yüzebilen balıkadamlar haline dönüştürme çabaları sürer. Mevcut dalış elbiseleri çok ağır ve pahalı olmalarının yanısıra dalgıcın hareketlerini de oldukça kısıtlamaktadır. İlk scuba araştırmaları sonucunda Paris'te mühendis Emile Gagnan ile tanışır. Gagnan, savaş döneminde, arabalarda benzin yerine gaz kullanılmasını sağlayan bir araç geliştirmiştir. Cousteau ile birlikte, denizaltının basınçlı ortamında, dalgıçtan gelen talep üzerine, tüpteki sıkıştırılmış havayı otomatik olarak ayarlanan bir regülatör yaparlar. Aqua-lung (aqua:su, lung:ciğer) adıyla patent alırlar. Bu aygıt, ilerde daha çok "scuba" (Self-Contained Underwater Breathing Apparatus- su altında kendi kendine soluma aygıtı) olarak tanınacaktır. Haziran 1943'te, Fransız Rivyerası'nda Cousteau, 23 kg'lık aygıtı dener. İki hava tankı, hortum, regülatör, ağızlık ve gözlükten oluşan ilk scuba ile 18 m derinliğe dalar. Her türlü manevrayı dener. Hareketlerini rahatlıkla yapar. Tüpteki havanın gelişi de hiçbir şekilde engellenmemektedir. Takibeden birkaç ay içinde Cousteau, Tailliez ve Dumas, birçoğu filme kaydedilmiş 500'den fazla dalış yaparlar. Ekim ayında Dumas, 65 m derinliğe dalarak rekor kırar. En derin dalışlarını bile kısa tutarak "vurgun yememeye" çalışırlar. Çünkü derinde uzun süre basınç altında kalınca, solunan havadaki azot, dalgıcın kanında erir. Eğer dalgıç su yüzeyine doğru hızla çıkarsa, kandaki azot tekrar, kabarcıklar şeklinde gaz hale döner. Bu kabarcıklar, damarları tıkayıp kalbi durdurabilir. Scuba dalgıçları, bir yandan vurgunlardan kaçınmayı öğrenirken bir yandan da Cousteau'nun "derinlik sarhoşluğu", doktorların ise "nitrojen narkozu" diye adlandırdığı yeni ve ilginç bir duygu ile tanışırlar. 30 m'nin altındaki derinliklerde, beyin dokularındaki soğurulmuş azot, bir takım anormal davranışları uyarmaya başlar. Bu davranışlar, bazı dalgıçlarda panik şeklinde ortaya çıkarken, bazılarında da sarhoşluğun verdiği güven ve mutluluktan dolayı, sırtındaki tüpü çıkarıp geçen bir balığa vermek şeklinde olabilir. Cousteau ve arkadaşları, yavaş yavaş, güvenli dalmanın yöntemlerini geliştirirler. Savaş sonunda eşi Simone da çok iyi bir dalgıç olmuştur. Hatta Cousteau, 1938 ve 1940'da doğan oğulları Jean-Michel ve Philippe için bile küçük scubalar yapar. İlk ticari scuba takımı ise 1946'da piyasaya sürülür. Fransız Donanması'ndaki görevini sürdüren Cousteau, 1948'de kaptan olur. Üstlerini, bir sualtı araştırma ekibi kurmaya ikna eder. Bu ekibin görevi, sualtı dalış tekniklerini ve sualtı fotoğrafçılığını geliştirmektir. Ekip, savaştan sonra, Fransız Limanlarındaki Alman mayınlarını temizlemekte gösterdiği büyük başarının yanında, Tunus Kıyılarında 2000 yıllık bir Roma batığını da ortaya çıkartır. Bu çalışmaların, sualtı arkeolojisine de önemli katkıları olacağı anlaşılır. İki yıl sonra Fransız Okyanus Kurumu Başkanlığı'na getirilen kaptan Cousteau, Akdeniz'deki dalışlarına devam ederken bir yandan da diğer denizlere dalmayı ve okyanuslar hakkında bilgi toplamayı düşlemektedir. Calypso Kısa bir süre sonra Amerikan yapımı eski bir mayın tarama gemisi olan Calypso'yu görür. 600 HP dizel motorlarıyla saatte 23 km hız yapabilen, 8 yaşındaki Calypso, eski görünüşüne rağmen sağlam bir gemidir. 1950'de, ilerdeki araştırmaları için onu satın alır. Bir yıl kadar süren dönüştürme çalışmaları sonunda Calypso, okyanus araştırmaları için hazır hale getirilir. Cousteau, yolculuklar için gereken parayı sağlamak, aynı zamanda kamuoyunda sualtı araştırmalarına olan ilgiyi arttırmak amacıyla, birçok film yapar ve kitaplar yazar. 1953'te yayınlanan Sessiz Dünya (The Silent World) adlı ilk kitabında, scubanın ortaya çıkış sürecini ve gelecek için vaadettiklerini ayrıntılı olarak anlatır. Bu kitabı, 22 dilde 5 milyondan fazla satılır. 1955 yılının Mart ayında Calypso, Marsilya Limanı'ndan ayrılarak, Kızıl Deniz ve Hint Okyanusu'nun mercan resiflerine doğru ilk seferine çıkar. Bu yolculukta çektiği filmleri kullanarak, Sessiz Dünya'yı belgesel haline getirir. Filmin yapımında, 24 yaşındaki ünlü yönetmen Louis Malle, Cousteau'ya yardımcı olur. Film, 1956 yılında, belgesel film dalında Oscar ve Altın Palmiye Ödüllerini alır. Projelerini gerçekleştirebilmek amacıyla Kaptan Cousteau, emekli olarak donanmadan ayrılır. 1957'de Monaco Okyanus Müzesi'nin yöneticisi olur ve 1988'de ayrılana kadar, 31 yıl bu görevde kalır. Toulon'da, Denizaltı Araştırma Grubu'nu kurar. Sualtında çok daha uzun süreler kalabilmek için yeni araştırma çalışmalarına başlar. 1959'da mühendis Jean Mollard ile "Dalan Daire" yi (UFO'lardan esinlenerek bu adı verir) tasarlar. İki kişi alabilen bu aygıt, küre şeklindedir ve yüksek manevra kabiliyetinin yanısıra, 350 m derinliğe dalış yapabilmektedir. Cousteau, 1962'de, Marsilya'da "Conshelf 1"adlı bir deney yapar. Bu, insanların sualtında yaşamalarına yönelik bir deneydir. Benzer bir deney, 1963'te "Conshelf 2" adıyla Kızıldeniz'de gerçekleştirilir. Cousteau'nun "okyanot" adını verdiği 5 adamı, 10 m derindeki "Denizyıldızı Evi" adlı kapalı bir ortamda bir ay yaşar. Proje masraflarının büyük kısmını, Fransız Petrol Sanayii karşılasa da geri kalan kısmını karşılamak için Cousteau, deneyi belgesel filme dönüştüreceğine dair bir anlaşma imzalar. Kameralar, okyanotların her anını görüntüler. Sonunda 93 dakikalık film; "Güneşsiz Dünya" (World Without Sun) ortaya çıkar. Cousteau bu film ile ikinci Oscar'ını alır. Conshelf 3, 1965'te Nice yakınlarında gerçekleştirilir. Cousteau'nun 24 yaşındaki oğlu Philippe'in de aralarında bulunduğu 6 okyanot, 100 m derinlikte üç hafta kalır. Deney esnasında çekilen filmlerden, Orson Welles'in seslendirdiği bir TV filmi yapılır. Filmin gördüğü büyük ilgi üzerine, her yıl 4 saatlik TV programı hazırlamak için ABC televizyon kanalıyla anlaşma imzalanır. "Cousteau'nun Denizaltı Dünyası" adlı TV dizisi böyle doğar. Sonra anlaşma 9 yıllığına uzatılır. Bu sürenin sonunda Ted Turner'in CNN'i ile anlaşılır. Cousteau, yaptığı TV filmleri ve dizileri için 10 Emmy Ödülü almıştır. Altın Balık (The Golden Fish) adlı bir filmi de, kısa film dalında Oscar alır. Calypso'nun, yıllar boyunca Alaska'dan Afrika'ya, Afrika'dan Antarktika'ya yaptığı gezilerle, milyonlarca TV izleyicisi köpekbalıklarının, balinaların, penguenlerin, dev ahtapotların, katil balinaların, deniz kaplumbağalarının ve yunusların yaşantılarını öğrenir. Karadan kilometrelerce uzakta, insanların okyanusları nasıl kirlettiğini görür. Cousteau, tek başına ya da değişik yazarlarla birlikte yazdığı 50'nin üzerinde kitap ve çektiği 70'in üzerinde TV filmi ile okyanus yaşamının ve dünyanın yaşamsal dengelerinin korunması düşüncesini milyonlarca kişiye anlatır. Kirlenmenin, aşırı avlanmanın ve sahil kentlerinin düzensiz ve aşırı gelişmesinin, engin okyanuslardaki yaşam için bir tehlike olduğunu vurgular. Cousteau'nun okyanuslardaki yaşamın korunmasına ilişkin düşüncelerinin, zaman içinde bir evrim geçirdiği görülür. 1960'larda denizleri, kullanılabilecek bir kaynak olarak görürken, 1970'lerde, 20 yıl içinde okyanuslardaki yaşamın %40'ının yokolduğunu söyleyerek, okyanusların ölmek üzere olduğunu vurgular. 1974'te ise okyanuslardaki yaşamı korumak için Cousteau Topluluğu'nu kurar. Bugün topluluğun, dünya çapında 300 000 üyesi bulunmaktadır. Çevreci hareketin diğer liderlerinden farklıdır Cousteau. Kirlenme sorunlarına verilen teknolojik yanıtlara açıktır. Hayvanlara gösterilen ilginin, insanlara gösterilen ilginin önüne geçmesini de kabul etmez. Ancak, aşırı nüfus artışını da "esas kirlenme" olarak görür. 1977 yılında, Sir Peter Scott ile Birleşmiş Milletler (BM) tarafından verilen Uluslararası Çevre Ödülü'nü paylaşır. Halefi olarak gördüğü küçük oğlu Philippe'in 1979'da bir deniz kazasında ölmesi, Cousteau'yu sarsar. Bir süre sonra da topluluğun yönetimi ve politikaları üzerine anlaşamadığı, oğlu Jean-Michelle ile arası açılır. 1985'te Amerika Başkanı, kendisine Özgürlük Madalyası verir. 1989'da ulusal kültüre yaşam boyu katkılarından dolayı Academie Française Üyesi seçilir. Amerikan Bilimler Akademisi'nin de birkaç yabancı üyesinden biridir. 1990'da yüzlerce araştırmada kendisine eşlik eden 53 yıllık eşi Simone'u yitirir. 1992'de Jean-Michelle, kurucularından olduğu Cousteau Topluluğu'ndan istifa ederek kendi araştırma kuruluşunu kurar. Üç yıl sonra Cousteau, Cousteau adının kullanım hakkı üzerine oğluna dava açar. 1993'te, BM Kalıcı Gelişme İçin Yüksek Düzey Danışma Kurulu'na seçilir ve Dünya Bankası'na çevresel gelişme konusunda danışman olarak hizmet eder. Aynı yıl Fransa Cumhurbaşkanı, Cousteau'yu yeni kurulan "Gelecek Kuşakların Hakları Divanı" na sekreter olarak atar. Ancak Cousteau, Fransa'nın, Pasifik'te nükleer denemelere yeniden başlaması üzerine 1995'te bu görevinden istifa eder. Ocak 1996'da Singapur Limanı'nda demirlemiş olan Calypso'ya, manevra yapan bir mavna çarpar ve efsanevi Calypso, kısa sürede sulara gömülür. Milyonlarca kişiyi deniz altının büyüleyici güzellikleriyle tanıştıran ve çevreci hareketin kurucularından olan Kaptan Jacques-Yves Cousteau, Calypso 2'nin denize indirilişini göremeden, 25 Haziran 1997'de aramızdan ayrılır.

http://www.biyologlar.com/jacques-yves-cousteau-kaptan-cousteau-kimdir

Taksonomik Karakterler Nelerdir ?

Karakterler her canlı grubu için farklılık gösterebilir. Tüm canlılar için birçok karakter ortaktır. Bir türü diğerlerinden ayırmak için önce onun taksonomik karakterlerine bakmak gerekir. Dünyada yaşayan canlıların birçoğu birbirlerinden birçok yönlerden ayrılabildiği gibi birçok yönden de birbirlerine çok benzerler. Canlıların birbirlerinden farkı az veya çok olabilir. Kısaca söylemek gerekirse, taksonomik karakterler, “bir canlının sınıflandırmadaki yerine belli edecek nitelikteki özellikleridir”dir. İki ayrı cins, tür vs. arasında bulunan bütün değişik morfolojik farklılıkların hepsi taksonomik karakterler sayılmaz. Bütün farklılıkların hepsini dikkate almaya gerek olmadığı gibi buna olanak da yoktur. Çünkü bütün karakterler sıralanacak olursa, herhangi bir canlının orjinal deskripsiyonu yapılırken sayfalarca yazı yazmak gerekir. Birbirine çok yakın iki tür arasında dahi 400-600 arasında değişen miktarda çeşitli karakterler bulunduğunu hatırlarsak durumun ne kadar karışacağı kendiliğinden anlışılmış olur. Bu nedenle, taksonomistler bu kadar değişik karakterlerden ancak o türün sistematikteki yerini tayin edecek nitelik ve nicelikte olanlarını seçer. Burada, yalnız tek bir karakterin de bir türü belirmeye yeterli olmadığını da işaret etmek gerekir. Esas olarak karakterleri bitkisel ve hayvansal karakterler olarak iki gruba ayırabiliriz. Karakterler; 1.Eşit ağırlıkta olmalı (eşit taksonomik değer taşımalı), 2. Diğer karakterlerle uyum göstermelidir. Evrimsel açıdan, taksonomide kullanılan karakterler tek değil, genellikle toplu olarak düşünülmelidir. Bir tek karaktere dayanarak yapılan sınıflandırma genellikle yanlış olur. Bitkileri sınıflandırırken, taşıdıkları karakterlerin ilkel ve ileri oluşlarının büyük rolü vardır. Sınıflamada, ilkel karakterler taşıyan bitkiler başa, ileri karakterler taşıyan bitkiler ise sona konur. Karakterlerin bazıları “iyi”, bazıları “kötü” olabilir. Kötü karakterler genellikle değişken olduğundan sistematikte kullanılmaz. Örneğin tüylülük, boy, renk tonları gibi karakterler yetişme ortamı özelliklerine göre değiştiğinden çoğu canlı için kötü karakterlerdir ve sınıflandırmada pek işe yaramazlar. Sistematikte kullanılan iyi karakterler; 1. İncelenen örnekler arasında büyük değişkenlikler göstermemeli, 2. Genetik yönden kararlı olmalı, ortam modifikasyonundan etkilenmemeli, 3. Kullanılan öteki karakterlerle uyum göstermelidir. Organizma üzerinde bulunan pek çok karakter arasında sadece belirli bir kısmı taksonomik karakter olabilir. Burada önemli olan karakterin ilgili taksonları birbirinden kesinlikle ayırdedebilmesidir. Aynı populasyon içerisinde eşeysel özellikler, mevsimsel ya da nesillere bağlı özellikler, bireysel mutasyonlar, bütün varyasyonlarda görülen karakterler, genetik anormallikler taksonomik karakter olamazlar. Buna karşılık populasyona malolmuş genotipik karakterler taksonları en az % 70 oranında ayırdedebiliyorsa taksonomik karakter sayılır. Ayırma yüzdesi %70-99 ise alttürlere özgü taksonomik karakterlerden bahsedilebilir. Tabii bunun yanında, alttürler için gerekli diğer yan kriterlerin de sağlanması şarttır. Türler için taksonomik karakterler % 100 ayırdedici olmalıdır. Taksonomik karakterler çok çeşitlidir. Bazı çok basit görünen dış morfolojik özellik de taksonomik karakter olabilir, ya da çok zor gözlenebilen özel bir karakterdir. Bir diğer durum, taksonomik karakterlerin türden türe, cinsten cinse değişebilmesidir. Yani iki türü birbirinden ayırdedebilen bir taksonomik karakter başka iki tür söz konusu olunca ayırdedici özellik göstermeyebilir. Nitekim, tohum yüzeyi özellikleri çok benzer iki Silene türü için ayırt edici karekter olarak ortaya çıkarken, bazı gruplarda cins, altcins gibi kategorilerin tayininde önemli rol oynar. CANLILARIN AYRIMINDA KULLANILAN KARAKTERLER • 1. Morfolojik karakterler • a. Genel dış morfolojik özellikler • b. Iç morfolojik özellikler • c. Embriyolojik özellikler • d. Karyolojik özellikler • 2. Fizyolojik karakterler • a. Metabolik • b. Serolojik, protein ve biyokimyasal • c. Vücut salgıları • d. Gene ait kısırlık faktörleri • 3. Ekolojik karakterler • a. Habitat ve konukçu • b. Beslenme • c. Mevsimsel değişimler • d. Parazitler • e. Konukçu reaksiyonları • 4. Etolojik karakterler (davranış) • a. Çiftleşme ve isolasyon mekanizmalarına ait davranış karakterleri • b. Diğer davranışlar • 5. Coğrafik karakterler Kaynak: www.sistematiginesaslari.8m.com Hazırlayan: Yrd. Doç. Dr Kemal YILDIZ

http://www.biyologlar.com/taksonomik-karakterler-nelerdir-

Toprak Yapısı ve Su Verimliliği

Toprağın bitkilere su sağlayabilme potansiyelini belirlemek üzere kullanılan Tarla Kapasitesi, Daimi Solma Noktası veya Yüzdesi, Su Basıncı (P), Su Tansiyonu, Nem eşdeğeri, Su Potansiyeli veya Yayınım Basıncı Eksikliği, Toplam Toprak Suyu Stresi, Kılcallık Kapasitesi gibi birçok terimler vardır. Burada konu bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan bazı terimlerle ele alınacaktır. Toplam toprak su stresi, (Total soil moisture stress) konuya enerjetik açıdan yaklaştığı için bu konudaki en bilimsel terimdir. Konuya toprakta bulunan suyun serbest enerjisini azaltan iki temel kuvvet grubunun etkinliği çerçevesinde yaklaşır ve toprak suyunun serbest enerjisini azaltan bu iki grubu : • • Toprak suyu tansiyonunun ögeleri olan hidrostatik kuvvetler, yerçekimi ve adsorpsiyon kuvvetleri, • • Toprak çözeltisinin osmotik kuvvetleri olarak tanımlar. Hidrostatikler bilindiği gibi su basıncı, yüzey gerilimi gibi kuvvetler, adsorpsiyon kuvvetleri de su ile toprak kolloidlerini oluşturan kil gibi mineraller ve organik maddelerle su arasında etkili olan, suyun yerçekimi etkisini yenebilmesini sağlayan kuvvetlerdir. Osmotik kuvvetler de topraktaki su çözeltisinin içerdiği iyonlarla ilişkilerinin sonucu olan kuvvetlerdir. Toprak çözeltisinde çözünmüş iyon derişimi suyun azalması ve çözünür iyon miktarı artışı ile artar. Yani toprak kurudukça su alımı zorlaşır, kuraklığın zorlayıcı etkisi otokatalitik bir artış gösterir. Toprak, kaynağı olan anakaya üzerinde bulunan ve dünya ortalamasına göre 50 - 60cm. kalınlığındaki tabakalı yapıdır. Değişik oranlardaki kaya ve çakıllar ile kumdan oluşan, su tutma kapasitesi düşük veya çok düşük olan, kil ve silt gibi ince taneli, su tutuculuğu olan mineral maddeler ile canlı artıkları ve bozunma ürünleri olan humusu içeren ve su tutan organik maddeler, sulu toprak çözeltisi ile hava ile memeliler ve sürüngenler ile solucanlardan funguslar, mikroalgler ve bakterilere kadar geniş bir açılım gösteren canlılardan oluşur. Bu karmaşık yapısı nedeniyle de çok dinamik bir yapıdır. Kaba kum adı verilen 0.2 - 2mm. çapındaki tanelerden daha büyük çaplı olan çakıl ve taş parçaları toprağın iskeletini oluşturur. Kaba kum ve 0.2 - 0.02 mm çaplı ince kum, 0.002 - 0.02 mm. çaplı silt ve bundan daha küçük taneli kil ise su tutma kapasitesine çapın küçüklüğü oranında katkıda bulunan kısımdır. Toprağın iskeletini de içeren yapısına toprağın strüktürü, iskelet dışında kalan kısmının özelliklerine toprağın tekstürü - dokusu denir. Bu katkıda bulunan kısımların oranı da toprak tekstürü adı verilen ve toprak sınıflandırılmasında kullanılan temel özellikleri oluşturur: Çakıllık, kumul, münbit - verimli, siltli, killi toprak ana tipleri kumlu, siltli ve killi münbit - organik maddece zengin - toprak gibi alt gruplara ayrılır. Ayrıca kahverengi orman toprağı, podzoller, çernozemler gibi yaygın ve belirgin genel özellikleri olan toprakları tanımlayan sınıflandırmalar da vardır. Bitkilerin beslenmesine uygun, yani verimli - münbit topraklar Uluslararası Toprak Bilimi Örgütü Sistemi tarafından Kumlu (%66.6 kum, %27.1 verimli fraksiyon ve %0.9 silt ve kil), İnce Kumlu ( %17.8 kum, %30.3 ver. ve %7.1k+s), Siltli (%5.6 k., % 20.2 v., %21.4 k+s ) ve Killi ( %8.5 k, %19.3 v, %65.8 kil) şeklinde sınıflandırmıştır. Toprak verimliliğinin yanısıra küçük taneli ve organik maddece zengin olması erozyona dayanıklılığının artışına neden olur. Doğal, bozulmamış toprakta toprak yapısı ve dokusu bu sınıflandırmada farklı konumlara sahip olan tabakaları, toprak tabakalarını içerir. Toprağın tabakalanması ve tabaka özellikleri toprak profili ile tanımlanır. Toprak profilinde yer alan tabakalar - horizonlar yüzeyden derine doğru, A1,... gibi alt tabakalara ayrılan A, ....D tabakaları halinde dizilirler. Bu tabakaların herbirinin özelliği bitki örtüsünün kök sistemi özelliklerine göre kompozisyonunu yağış rejimi ve iklimsel özellikler ile birlikte denetler. Kumlu toprak en az karmaşık olan kapiler sistemi geniş porlu olduğunda su geçirgenliği - permeabilitesi, yani drenajı yüksek olduğu için köklerin solunumu için yeterli havalandırma sağlayan düzenli ve sık yağışlı iklimler için en uygun toprak tiplerindendir. Kimyasal ve fiziksel olarak bozunma eğilimi düşük, kararlı yapısına karşın gevşektir. Öte yandan tanecikler arasında çimento görevi görevi yapabilecek organik madde ve kil ile silt az olduğundan gevşek ve erozyona açık olan toprak tipidir. Killi topraklar ise kolloidal ve kolloidimsi özellikteki kil ve siltin oluşturduğu, su çekerek şişen ve topaklaşabilen çimento fazı ile tam ters özelliklere sahiptir. Al-silikatlardan oluşan bazik karakterli levha biçimi olan kolloidal taneciklerin çok yüksek yüzey / hacim oranı ve kohezyon, adezyon kuvvetleri, zayıf hidrojen bağı yapma yetenekleri ile kumlu topraklardan 1000, siltli topraklardan 10 kat daha fazla su tutar ve su girişi arttıkça çok daha az hava bulundururlar. Erozyona ve kurak etkisinde kurumaya karşı dirençli fakat köklere hava sağlama açısından zayıf topraklardır. Verimli olanlar ise yaklaşık olarak eşit oranlarda kum, kil ve silt içeren, su tutma ve hava kapasitesi, drenajı, su geçirgenliği yeterli olan topraklardır. Bu verimlilik uygun iklimle birleşince sık bitki örtüsünü destekler ve organik maddece zenginleşir, madde çevrimi yüksek dengeli bir ekosistem oluşur. Verimli toprağın porozitesi, serbest su ve hava tarafından kaplanan hacmi ortalama olarak %50 oranındadır, killi topraktan bir kattan fazla, kumlu toprağın yarısından az oranda olan bu hacim hava kapasitesini belirler. Fakat su tutma kapasitesi ilişkisine katılan değişkenler daha çok ve sonuç tahmini zordur. Çünkü toplam porlar içinde kapilariteye sahip olanlar ile olmayanların oranı ve suyun tutulmasını sağlayan kuvvetlerin büyüklükleri, oranları etkili olur. İnce bitki kökleri ve solucanlar gibi hayvanlar killerin agregatlar, topaklar oluşturması ile kapiler poroziteyi, su tutma sığasını arttırarak toprağın verimliliğine katkıda bulunur ve sürdürülebilir bir denge oluşmasını sağlar. Bu açıdan saçak köklü otlar çok etkilidir. Toprağın kimyasal bileşimi de bitkilerin mineral beslenmesi yanında su tutma kapasitesini etkiler. Topakların sertliği, dağılma eğilimi, nem tutma sığası, kohezyon kuvveti iyon değişimi ile geçici olarak bağlanmış olan Na + + K+/ Ca++ + H+ iyonlarının oranına bağlıdır, oranın artışı ile sertleşme ve sığa büyür. Kurak bölgelerdeki yağışlar değişebilir iyonları yıkayarak uzaklaştıracak yoğunlukta olmadığı ve yüzeyde buharlaşma ile su kaybı hızlı olduğundan topaklar sertleşir, yüzey kabuklaşır. Şiddetli yağışlar da, sonraki sıcak dönemde hızlı buharlaşma derinlere inmiş suyun yayınım ve kılcallıkla yüzeye çıkışı ile iyon çökeltmesine neden olarak olayı hızlandırır. Özellikle suda çözünürlüğü yüksek olan Na+ birikmesi toprağın tuzlanması sonucu çoraklaşmasına neden olur. Bu durum damlama yöntemi gibi bitkilerin kullanabilecekleri kadar suyun kullandıkları oranda verilmesini sağlayacak şekilde yapılmadığı durumlarda da görülür. Toprağın global kimyasal bileşiminde çok önemli yer tutan ve toprak canlılarının tümünün yaşamını doğrudan etkileyen suyun toprakta bulunuş şekli de tüm bu olaylarda önemli rol oynar ve toprağın hem yapısal hem kimyasal özellikleri ile yakından ilişkilidir. Toprak suyunun sınıflandırılması temelde topraktaki fiziksel haline göre yapılır. Gravitasyonel, yerçekimi etkisinde süzülen, serbest akan su oranı porozitesi ve por çapı ortalaması yüksek ve organik maddesi az topraklarda fazladır. Bu su fazından bitkiler ancak süzülüp akarken kısa bir süre yararlanabilir. Toprağın profili burada önem kazanır, örneğin alt tabakalarda killi bir tabaka olması bu suyun birikmesine neden olur ve bu tabakaya kadar uzanan köklerin havasız kalıp, çürümesine neden olur. Kapiler su, gravitasyonel su süzüldükten sonra toprak taneciklerinin çevresinde ve birleşme noktalarında adezyon ve kohezyon kuvetleri ile tutularak film halinde kalan sudur. Bu kuvvetler bağıl olarak zayıf olduğunda bitkiler bu kalıcı su fazından kolaylıkla yararlanır. Ancak kolloidal materyalde kuvvetle adsorbe edilen su ile sıcak ve kurak iklim koşullarında şiddetli buharlaşma ile kaybedilen kapiler sudan bitkiler aynı kolaylıkla yararlanamaz. Rutin uygulamada kapiler su fazının tümünü değerlendiren Tarla Kapasitesi, diğer bir tanımı ile Nem Eşdeğeri toprakların bitkilere yarayışlı su tutma kapasitesi olarak kabul edilir. Suyla doymuş haldeki toprak ile yerçekimi etkisiyle süzülen su arasındaki fark poroziteyi, kalan su da yararlı kapiler su ile kullanılamayan higroskopik su fazlarının toplamı olarak alınır. Daimi Solma Yüzdesi ile karakterize edilen Higroskopik Su fazı ile tarla kapasitesi arasında kalan su miktarı bitkiler için yarayışlı fazını oluşturur. Daimi solma noktası, bitkilerin susuzluktan kalıcı şekilde etkilendikleri, yani yeniden su düzeyi yükseldiğinde bile toparlanamadıkları durumda toprakta bulunan higroskopik olarak bağlı su fazını tanımladığı düşünülür. Daimi solma olayı canlılık ile ilgili bir terim olmasına karşın bu değer toprak özelliklerinin bir karakteristiği olarak alınır. Gerçekte bitkiler üst yüzeyi parafinlenerek topraktan buharlaşmanın önlendiği belli hacimdeki topraktaki suyu tüketerek bir gecelik süre ile susuz kaldığında yaprakların dökülmesi esas alınmıştır. Bu durumdaki toprak 105 derecede kurutularak % nem oranı belirlenir. Aslında bu durum bitkilerin su alımının çok yavaşlayıp terlemeyi karşılayamadığı durumdur ve toprağın özelliğinden çok bitkinin osmotik karakteristiklerine ve su depolama, terleme özellilklerine bağlıdır. Mezofitik, yani ılıman ve kurak olmayan iklime adapte bitkilerde 20 atm. civarında olan yaprak osmotik basıncı kurak iklime ve tuzlu, osmotik basıncı yüksek topraklara adapte olmuş halofitik türlerde 200 atm.e kadar çıkabilmektedir. Toprağın laboratuar koşullarında serilerek kurutulmasından sonra toprakta kalan ve ancak suyun kaynama noktasına kadar ısıtılarak kurutulmasından sonraki ağırlığı ile hava kurusu denen ilk nemli örnek ağırlığı arasındaki fark higroskopik su fazının miktarını verir. Ancak kaynama noktasındaki termik hareketlilik ile topraktan ayırılabilecek kadar kuvvetli tutulmuş olan bu fazdan bitkiler kesinlikle yararlanamaz, yani gerçek desikkasyon - susuzluktan kuruma noktasıdır.. Killi verimli ve kumlu verimli topraklar bu açıdan karşılaştırıldığında suya doymuşluk düzeyinin killide toprak kuru ağırlığının %70i, kumluda ise %35i oranında olduğu, tarla kapasitesinin %45e karşılık %20, ve daimi solma noktasının da %17’ye karşı 9, son olarak da higroskopik bağlı su fazının %10a karşılık %7 gibi değerler verdiği görülür. Bitkilerin yağışla toprağa düşen sudan yararlanabilmeleri ile ilgili önemli bir toprak özelliği suyun infiltrasyonudur. İnfiltrasyonu düşük, killi ve organik maddece fakir toprakta yağışın hızı arttıkça yüzeyden toprağın içine yayınım yapamadığı için köklere ulaşamayan su oranı artar. Eğimli arazide akar gider, düz arazide taşkına yol açabilir veya buharlaşma ile kaybedilmiş olur. Kumlu toprakta ise bu oran en düşük düzeydedir. Alt tabakaları killi topraklarda sürme işlemi bu yönden zararlı etki yaparak erozyon riskini arttırır. Forum kodları ve simge butonları gösterilmemesine karşın, hala kullanılabilirler.

http://www.biyologlar.com/toprak-yapisi-ve-su-verimliligi

Sofra Tuzu

Sofra Tuzu

Bu sayımızda, ayın fotoğrafı köşemizde, hepimizin yakından tanıdığı bir madde var: Sofra Tuzu, ya da bilimsel adıyla Sodyum Klorür ( NaCl). Fotoğraf: Cüneyt ÖzdaşMakine: Canon 7DLens: Canon MP-E65Tarih: 30 Mayıs 2012 Sofra tuzu, ya da Sodyum Klorür, her ne kadar gözümüze toz gibi görünse de, aslında küp şeklindeki küçük granüllerden oluşuyor. Softa tuzunun bu kübik yapısı, NaCl bileşiğinin kristalize yapısından kaynaklanıyor. Tipik bir iyonik bileşik olan Sodyum Klorür, ardışık örgü sistemi ile kararlı hale gelmiş çok sayıda iyondan oluşan bir kristal yapıya sahip. Artı ve eksi değerdeki çok sayıda iyon, kararlılık sağlayacak şekilde diziliyorlar ve gözle zor farkedilen ama iyi büyüten bir kamera veya büyüteçle gözlenebilen küp şeklinde kristaller oluşturuyorlar. Alttaki temsili çizim, Na ve Cl iyonlarının ne şekilde bir araya gelerek bu kristalleri oluşturduğunu gösteriyor. Dikkat ederseniz, bu yapıda, her bir Na ve Cl iyonu, üç boyutlu düzlemde karşıt yüklü iyonlarla çevrelenecek şekilde diziliyorlar. Alttaki şekilde görüldüğü gibi sadece aynı çizgi üzerinde yer alan iyonlar birbirlerine değiyorlar. Kübün merkezinde yer alan Cl iyonu ise, 6 adet Na iyonu ile çevrelenmiş durumda. Benzer durum, daha çok sayıda iyon içeren olası bir başka çizimdeki Cl iyonları için de geçerli. Bu nedenle, bu yapıya 6:6 dizilimli kristal yapı deniyor.     Sodyum Klorür’in 6:6 dizilimli kristal yapısının avantajı ne peki? Pozitif ve negatif iyonlar arasında ne kadar fazla sayıda bağ olursa, molekül yapısı o kadar kararlı hale geliyor. Her bir tuz kristalinde milyarlarca sodyum ve klorür iyonları mevcut olabilir. Kristal zerresinin büyüklüğünü, bu iyonların sayısı belirliyor. Kristal yapısının kesitini ve detayını üç boyutlu olarak görmek için ekteki videoyu izleyebilirsiniz: Kaynaklar: Sodium. Cüneyt Özdaş, Flickr kolleksiyonu. Ionic Structures. www.chemguide.co.uk Sodium Chloride. Kings College Kimya Bölümü 25- Halite (Sodium Chloride) crystal structure. Youtube. (Bu ay itibariyle başladığımız “Ayın Fotoğrafı” bölümümüze kendi çekmiş olduğunuz fotoğrafları gönderebilirsiniz. iletisim@acikbilim.com adresinize fotoğrafınızın yüksek çözünürlüklü bir kopyasıyla birlikte, kimlik bilgilerinizi ve fotoğrafınızın öyküsü ya da fotoğrafın içerdiği öğelerin ve nesnelerin açıklamasını yollayabilirsiniz. Seçilen fotoğraflar her ay Açık Bilim’de yayınlanacaktır.)   Yazar hakkında: Işıl Arıcan Ege Üniversitesi Tıp Fakültesi'nden mezun olduktan sonra ABD'de Sağlık Yönetimi üzerine yüksek lisans yaptı. Halen ABD'de tıbbi bilişim ve proje yönetimi üzerine danışmanlık yapıyor. Çeşitli bilim dışı iddiaları ve hurafeleri inceleyen Yalansavar isimli blogun kurucusu ve yazarıdır. http://www.acikbilim.com

http://www.biyologlar.com/sofra-tuzu

Biyolojik Savaş Maddelerinin Günümüzdeki Durumu

2000"li Yıllarda moleküler biyoteknolojinin çok hızlı gelişmesi ve elde edilen sonuçlar patojen (hastalık yapıcı) mikroorganizmaların ve toksinlerin Biyolojik harp amacıyla kullanılmasını mümkün kılacaktır. Buna paralel olarak gen mühendisliği ve DNA teknolojileri sayesinde potansiyel BHM"lerinden daha öldürücü silahların elde edilmesi mümkün olacaktır. İnsanoğlu genom projeleri (insanın genetik haritasının tespiti) çalışmaları devam etmektedir. Bu çalışmalar sonucunda toplumların (ırkların) çeşitli spesifik bilgilerine ulaşılacak, dolayısıyla bunun sonucuna göre de gen mühendisliği biyomoleküler bilim adamlarınca ırklara has biyolojik harp maddesi üretimi gerçekleşebilecektir. Biyolojik harp maddelerinin potansiyel etkinliği günümüzde daha iyi anlaşılmış olup bazı analizcilerce biyolojik harp maddelerinin, nükleer silahlarla karşılaştırılabilir olduğu belirtilmiştir. Biyolojik harp konusuyla ilgili NATO el kitabına göre bakteri, riketsia, virüs ve toksinler gibi biyolojik harp maddelerini ihtiva eden : 39 adet potansiyel BHM"si bildirilmiştir. BHM"sinin aerosol kullanımı, zehirlilik derecesi (patojenitesi) ve miktarı, oluşacak ölüm ve saf dışı ediciliğini doğrudan etkilemektedir. 100 Km2 Iik bir bölgeyi kaplamak ve %50 öldürücülük elde etmek için Ricir adlı toksinden 8 ton gerekirken, aynı öldürücülük sadece 1 kg"lık Anthrax toksini ile elde edilebilmektedir. Dünya sağlık örgütü (WHO)"nce bazı BHM"lerinin rüzgar altı tehlike mesafeleri incelemiş, sonuç olarak da Anthrax ve Tulareminin en büyük rüzgar altı tehlike mesafesini oluşturduklarının yanı sıra öldürücülüklerinin de en fazla olduğu görülmüştür. Bir BHM"si taarruzu normal bir hastalık salgını olarak algılanabilir dolayısıyla misilleme politikası çok zordur. BHM"lerine karşı hassasiyeti azaltma önlemleri, üzerine düşünülmesi gereken bir stratejik değerdir. İnsan vücudunun savunma mekanizmalarından en büyük organı deridir. Deri bakteriler, riketsiyalar ve virüslere karşı seçici geçirgen bir kalkan oluşturur. Suyla ve yemekle (sabotaj şeklinde) alınan BHM"ler ve toksinler bağırsaklardaki enzim ve asitlerle nötralize edilirler. Küçük vücut sıyrıklarından giren BHM"leri ise bağışıklık sistemi hücrelerince yok edilirler. Bu savunma mekanizmasını aşmanın tek yolu vücudun en misafirperver ve kolay incinir yeri olan akciğerlerdir. Dolayısıyla BHM"lerinin aerosol kullanımı çok önem arz etmektedir. Bir BHM"sinin hedeflenen kitlesel zararlara yol açabilmesi için şu özelliklere sahip olması gerekmektedir. (1) Biyolojik harp maddesinin yüksek öldürücülüğe sahip olması, (2) Solunabilecek aerosol formunda olması (BHM"lerin en geniş kullanım türü aerosoldür, aerosolün kararlılığı ve yayılma kabiliyetinin en fazla olduğu partikül büyüklüğü ise 5 - 15 mikron"dur), (3) insandan insana bulaşıcı olması, (4) Tedavisinin ve aşısının olamaması veya zaman alması gibi özellikleri sıralanabilir.

http://www.biyologlar.com/biyolojik-savas-maddelerinin-gunumuzdeki-durumu

Ekosistemlerin Evrimi

Bir Ekosistem, insana durağan gözükse bile jeolojik ölçü içinde evrime uğrar. Nitekim, ılıman Avrupa’da, çıplak toprağa canlıların yerleşmesi, otsu Bitkilerin öncü olarak yerleşmesiyle başladı. Sonradan bunun yerini, birbirini izleyen çeşitli bitki toplulukları aldı ve klimaks da denen son evrede ormanlar ortaya çıktı. Ekosistemlerin bu evrimi de bazı yasalarla yönetilir Evrim süresinde ekosistemlerin karmaşıklığı giderek artar türlerin sayısı çoğalır canlıyığın büyür, genişler Brüt üretkenlik canlıyın oranı azalır, brüt üretkenlik solunum oranı bire yaklaşır bunun sonucu olarak da net üretkenlik sıfıra yönelir Klimaks evresindeki bir ekosistem kararlı bir durumdadır canlıyığını artık büyümez.

http://www.biyologlar.com/ekosistemlerin-evrimi

Bitki ve Hayvan Hücrelerinin Ortak Özellikleri

Dünya üzerinde yaşayan canlılar, bitkiler ve hayvanlar olmak üzere iki kısımda incelenebilir. Bu canlı organizmaların temel bir takım ortak özellikleri bulunmaktadır. 1. Hücre yapısı: Bütün canlılar hücre ya da hücrelerden oluşmuştur. Hücre organizmanın temel birimidir. Hücrede geçen bir takım olaylar canlılığın devamına izin verir… 2. Beslenme: Canlılar yaşam faaliyetlerini gerçekleştirebilmeleri için dış ortamdan besin olmak zorundadırlar. Hayvansal organizmalar besinlerini dış ortam hazır olarak alırken, bitkiler kendi besinlerini kendileri sentezler. 3. Hareket: Canlılar dış ortamdan gelen uyaranlara karşı tepki gösterirler. Dış ortamdan gelen uyartılar ışık, ısı v.s olabilir. 4. Büyüme: Canlılarda hücre bölünmesi ile hücre sayısı artar. Buna bağlı olarak organizma büyüme eğilimine girer. Organizmaya alınan besinlerin büyük bir kısmı bu amaç için kullanılır. 5. Üreme: Canlılar kendi nesillerini devam ettirebilmek için ürerler. Eşeysiz ve eşeyli üreme olmak üzere iki tip üreme canlılarda görülür. 6. Solunum: Canlıların yapılarına almış oldukları besinleri hücre organ ellerinde oksijenli ya da oksijensiz bir şekilde yakarak enerji üretmeleri olayıdır. Oksijenli solunum olayı özetlenecek olursa; Besin+Oksijen ———>Su+Karbondioksit+ Enerji şeklinde gerçekleşmektedir. Tabiatta birtakım canlılar (Bira mayası) enerji üretmek maksadı ile oksijensiz solunum olayını gerçekleştirir. Besin ———>Etilalkol+Karbondioksit+Enerji şeklinde gerçekleşmektedir. Bu olaya aynı za­manda fermantasyon= mayalanma da denir. 7. Boşaltım: Canlılar, çeşitli faaliyetler sonucu organizmalarında oluşan artık maddeleri, kararlı bir iç ortam oluşturmak için atarlar. Canlılar bu olayı gerçekleştirebilmek için çeşitli organ sistemleri oluşturmuşlardır. 8. Sindirim: Canlılar, yapılarına almış oldukları büyük molekülleri küçük moleküllere çevirirler. 9. Sentez: Canlılar, yapılarına almış oldukları küçük molekülleri organizmalarına uygun büyük moleküllere dönüştürürler. Örneğin; protein sentezi

http://www.biyologlar.com/bitki-ve-hayvan-hucrelerinin-ortak-ozellikleri

Evrimleşmeyi Sağlayan Düzenekler

Doğal Seçilim Bir populasyon, kalıtsal yapısı farklı olan birçok bireyden oluşur. Ayrıca, meydana gelen mutasyonlarla, populasyondaki gen havuzuna (türün üreme yeteneğine sahip tüm bireylerinin oluşturduğu genler) yeni özellikler verebilecek genler eklenir. Bunun yanısıra mayoz sırasında oluşan Krossing-Over'lar (Mayoz bölünmede gen parça değişimi) ve rekombinasyonlar, yeni özellikler taşıyan bireylerin ortaya çıkmasını sağlar. İşte bu bireylerin taşıdıkları yeni özellikler (yani genler) nedeniyle, çevre koşullarına daha iyi uyum yapabilme yeteneği kazanmaları, onların, doğal seçilimden kurtulma oranlarını verir. Yalnız çevre koşulları her yerde ve her zaman (özellikle jeolojik devirleri düşünürsek) aynı değildir. Bunun anlamı ise şudur: Belirli özellikleri taşıyan bireyler, belirli çevre koşullarına sahip herhangi bir ortamda, en başarılı tipleri oluşturmalarına karşın, birinci ortamdakinden farklı çevre koşulları gösteren başka bir ortamda, ya da zamanla çevre koşullarının değiştiği bulundukları ortamda, uyum yeteneklerini ya tamamen ya da kısmen yitirirler. Bu ise onların yaşamsal işlevlerinde güçlüklere (döllenmelerinde, embriyonik gelişmelerinde, erginliğe kadar ulaşmalarında, üremelerinde, besin bulmalarında, korunmalarında vs.) neden olur. Böylece erginliğe ulaşanlarının, ulaşsalar dahi fazla miktarda yavru verenlerinin, verseler dahi bu yavruların ayakta kalanlarının sayısında büyük düşmeler görülür. Bu çevre koşulları belirli bir süre (genellikle uzun bir süre) etkilerini sürdürürse, belirli özelliklere (gen yapısına) ahip bireyler devamlı ayıklanacak ve taşıdıkları genlerin gen havuzundan eksilmesiyle, gen frekanslarında (bir özelliğin, bireylerde ortaya çıkış sıklığı) değişmeler ortaya çıkacaktır. Bu seçilim, çoğunluk döller boyunca sürer. Bir zaman sonra da bu gen bileşimindeki bireyler topluluğu tamamen ortadan kalkmış olur. (jeolojik devirlerdeki birçok canlının çevre koşulları nedeniyle soyunun tükenmesi) Buna karşın, başlangıçtaki populasyonlarda bu çevre koşullarına uyum yapabilecek özelliklere (gen bileşimlerine) sahip bireyler korunduğu için sayıları ve dolayısıyla taşıdıkları genlerin frekansı gen havuzunda sürekli artar. Böylece, bir zaman sonra, yeni mutasyonların ve rekombinasyonların meydana gelip, uygun olanlarının ayıklanmasıyla da, başlangıçtaki populasyona benzemeyen, tamamen ya da kısmen değişmiş populasyonlar ortaya çıkar. Burada dikkat edilecek husus, bireylerin ayakta kalmalarının yalnız başına evrimsel olarak birşey ifade etmemesidir. Eğer taşıdıkları genler, gelecek döllere başarılı bir şekilde aktarılamıyorsa, diğer tüm özellikleri bakımından başarılı olsalarda, evrimsel olarak bu niteliklere sahip bireyler başarısız sayılırlar. Örneğin, kusursuz fiziksel bir yapıya sahip herhangi bir erkek, kısırsa ya da çiftleşme için yeterli değilse, ölümüyle birlikte taşıdığı genler de ortadan kalkar ve evrimsel gelişmeye herhangi bir katkısı olmaz. Ya da güçlü ve sağlıklı bir dişi, yavrularına bakma içgüdüsünden yoksunsa, ya da yumurta meydana getirme gücü az ise, populasyonda önemli bir gen frekansı değişikliğine neden olamayacağı için, evrimsel olarak başarılı nitelendirilemez. Demek ki doğal seçilimde başarılı olabilmek için, çevre koşullarına diğerlerinden daha iyi uyum yapmanın yanısra, daha fazla sayıda yumurta ya da yavru meydana getirmek gerekir. Doğal Seçilim çevre koşullarına bağımlı olarak farklı şekillerde meydana gelir; 1.Yönlendirilmiş seçilim 2.Dengelenmiş Seçilim 3.Dallanan Seçilim Yönlendirilmiş Seçilim Doğal seçilimin en iyi bilinen ve en yaygın şeklidir. Özel koşulları olan bir çevreye uzun bir süre içerisinde uyum yapan canlılarda görülür. Genellikle çevre koşullarının büyük ölçüde değişmesiyle ya da koşulları farklı olan bir çevreye göçle ortaya çıkar. Populasyondaki özellikler bireylerin o çevrenin koşullarına uyum yapabileceği şekilde seçilir. Örneğin nemli bir çevre gittikçe kuraklaşıyorsa, doğal seçilim, en az su kullanarak yaşamını sürdüren canlıların yararına olacaktır. Populasyondaki bireylerin bir kısmı daha önce mutasyonlarla bu özelliği kazanmışlarsa, bu bireylerin daha fazla yaşamaları, daha çok döl vermeleri, yani genlerini daha büyük ölçüde populasyonun gen havuzuna sokmaları sağlanır. Bu arada ilgili özelliği saptayan genlerde meydana gelebilecek mutasyonlardan, yeni koşullara daha iyi uyum sağlayabilecekler seçileceğinden, canlının belirli bir özelliğe doğru yönlendirildiği görülür. Bu, doğal seçilimin en önemli özelliğinden biridir. Her çeşit özelliği meydana getirebilecek birçok mutasyon oluşmasına karşın, çevre koşullarının etkisi ile, doğal seçilim, başarılı mutasyonları yaşattığı için, sanki mutasyonların belirli bir amaca ve yöne doğru meydana geldiği izlenimi yaratılır. Yukarıda verdiğimiz örnekte, uyum, suyu artırımlı kullanan boşaltım organlarından, suyu en idareli kullanan böbrek şekline doğru gelişmeyi sağlayacak genler yararına bir seçilim olacaktır. Su buharlaşmasını önleyen deri ve post yapısı, kumda kolaylıkla yürümeyi sağlayan genişlemiş ayak tabanı vs. doğal seçilimle bu değişime eşlik eden diğer özelliklerdir. Önemli olan, evrimde bir özelliğin ilkel de olsa başlangıçta bir defa ortaya çıkmasıdır; geliştirilmesi, mutasyon-doğal seçilim düzeneği ile zamanla sağlanır. Bu konudaki en ilginç örnek, bir zamanlar ingiltere'de fabrika dumanlarının yoğun olarak bulunduğu bir bölgede yaşayan kelebeklerde (Biston betularia) meydana gelmesi evrimsel değişmedir. Sanayi devriminden önce hemen hemen beyaz renkli olan bu kelebekler (o devirden kalma kolleksiyonlardan anlaşıldığı kadarıyla), ağaçların gövdelerine yapışmış beyaz likenler üzerinde yaşıyorlardı. Böylece avcıları tarafından görülmekten kurtulmuş oluyorlardı. Sanayi devrimiyle birlikte, fabrika bacalarından çıkan siyah renkli kurum vs. bu likenleri koyulaştırınca, açık renkli kelebekler çok belirgin olarak görülür duruma geçmiştir. Bunların üzerinde beslenen avcılar, özellikle kuşlar, bunları kolayca avlamaya başlamıştır. Buna karşın sanayi devriminden önce de bu türün populasyonunda çok az sayıda bulunan koyu renkli bireyler bu renk uyumundan büyük yarar sağlamıştır. Bir zaman sonra populasyonun büyük bir kısmı koyu renkli kelebeklerden oluşmuştur. ''Sanayi Melanizmi''. Günümüzde alınan önlemler sayesinde, çevre temizlenince, beyaz renkli olanların sayısı tekrar artmaya başlamıştır. Yönlendirilmiş doğal seçilime, diğer bir ismiyle ''Orthogenezis'' e en iyi örneklerden biri de atın evrimidir. birçok yan dal (cins ve tür düzeyinde) ortama daha az uyum yaptığı için ortadan kalkmış, bugünkü Equus'u yapacak kol başarılı uyumu ile günümüze kadar gelmiştir. Birçok durumda, bazı yapıların gelişmesindeki yönlendirme, yararlı noktadan öteye geçebilir. Örneğin İrlanda geyiğinin boynuzları, kama dişli kaplanın üst kesici dişleri o kadar fazla büyümüştür ki, bir zaman sonra bu türlerin ortadan kalkmalarına neden olmuştur. işte, çok defa bir canlının organları arasında belirli bir oranın bulunması, bu seçilimle düzenlenir ve buna ''Allometrik İlişki'' denir. Yani organlar arasındaki oran her türde kendine özgü ölçüler içinde bulunur. Bu özellikler, daha doğrusu oranlar, sistematikte(Canlıların Sınıflandırılması) ölçü olarak alınır. Yapay Seçme ile çok kuvvetli bir yönlendirme sağlanabilir. islah edilmiş birçok hayvan ırkında bunu açıkça görmek mümkündür. İnsanların gereksinmeleri için yararlı özellikleri bakımından sürekli olarak seçilen bu hayvanlar, bir zaman sonra doğada serbest yaşayamayacak duruma gelmiştir. Nitekim sütü ve eti için ıslah edilen birçok inek ve koyun türü, yumurtası için ıslah edilen birçok tavuk türü, süs hayvanı olarak ıslah edilen birçok kuş, köpek, kedi vs. türü, artık bugün doğada serbest olarak yaşayamayacak kadar değişikliğe uğramıştır. Son zamanlarda tıp bilimindeki gelişmeler ile, normal olarak doğada yaşayamayacak eksiklikler ile doğan birçok birey, yaşatılabilmekte ve üremesi sağlanmaktadır. Böylece taşıdıkları kalıtsal yapı, insan gen havuzuna eklenmektedir. Dolayısıyla bozuk özellikler meydana getirecek genlerin frekansı gittikçe artmaktadır. Örneğin, eskiden, kalp kapakçıkları bozuk, gözleri aşırı miyop ya da hipermetrop olan, gece körlüğü olan, D vitaminini sentezlemede ya da hücre içine alma yeteneğini yitirmiş olan, kan şekerini düzenleyemeyen (şeker hastası), mikroplara direnci olmayan, kanama hastalığı olan; yarık damaklı, kapalı anüslü, delik kalpli ve diğer bazı kusurlarla doğan bireylerin yaşama şansı hemen hemen yoktu. Modern tıp bunların yaşamasını ve üremesini sağlamıştır. Dolayısıyla insan gen havuzu doğal seçilimin etkisinden büyük ölçüde kurtulmayı başarmıştır. Bu da gen havuzunun, dolayısıyla bu gen havuzuna ait bireylerin bir zaman sonra doğada serbest yaşayamayacak kadar değişmesi demektir. Nitekim 10-15bin yıldan beri uygulanan koruma önlemleri, bizi, zaten doğanın seçici etkisinden kısmen kurtarmıştır. Son zamanlardaki tıbbi önlemler ise bu etkiyi çok daha büyük ölçüde azaltmaktadır. Böylece doğal seçilimin en önemli görevlerinden bir olan ''Gen havuzunun yeni mutasyonların etkisinden büyük ölçüde korunmasının sağlanması ve mutasyonların gen havuzunda yayılmalarının önlenmesi, dolayısıyla gen havuzunun dengelenmesi ve kararlı hale geçmesi, insan gen havuzu için yitirilmeye başlanmıştır.'' Dengelenmiş Seçilim Eğer bir populasyon çevre koşulları bakımından uzun süre dengeli olan bir ortamda bulunuyorsa, çok etkili, kararlı ve dengeli bir gen havuzu oluşur. Böylece, dengeli seçilim, var olan gen havuzunun yapısını devam ettirir ve meydana gelebilecek sapmalardan korur. Örneğin, keseliayılar (Opossum) 60 milyon, akrepler (Scorpion) 350 milyon yıldan beri gen havuzlarını hemen hemen sabit tutmuşlardır. Çünkü bulundukları çevrelere her zaman başarılı uyum yapmışlardır. Dengeli seçilimde, üstteki ve alttaki değerleri (aşırı özellikleri) taşıyan bireyler sürekli elendiği için, populasyon dengedeymiş gibi gözükür, Örneğin, bebeklerde kafatasının, dolayısıyla beynin ve keza vücudun büyüklüğü dengeli seçilimin etkisi altındadır. Belirli bir kafatası ve vücut büyüklüğünün üstünde olanlar, doğum sırasında ananın çatı kemiğinden geçemedikleri için elenirler; çok küçük olanları da uyum yeteneklerini yitirdikleri için elenirler. Böylece, örneğin bebeklerde beyin ve vücut büyüklüğü belirli sınırların içinde kalır. Keza serçelerde de kanat uzunluğu/ vücut ağırlığı oranı, belirli bir sayının altında ve üstünde olanlar yönünde seçilime uğradığı saptanmıştır. Bu nedenle serçelerin belirli bir büyüklükte kalmaları sağlanır. Birçok hayvan grubu için (özellikle vücutlarının ve organlarının büyüklükleri için) bu işleyiş geçerlidir. Bu nedenle bazı hayvan gruplarının kalıtsal olarak neden büyük, bazılarının neden küçük olduğu kısmen açıklanabilir. Doğal seçilim, etkisini üç farklı şekilde gösterir: Koşullara uyum gösteren fenotipler kararlı kalır (dengelenmiş seçilim), değişik uyuma sahip olanlar arasında sadece başarılı olanlar seçilir (yönlendirilmiş seçilim); değişik uyuma sahip olanlar arasında, iki ya da daha fazla başarılı fenotip seçilir (dallanan seçilim). Dallanan Seçilim Dengeli seçilimin tersi olan bir durumu açıklar. Bir populasyonda farklı özellikli bireylerin ya da grupların her biri, farklı çevre koşulları nedeniyle ayrı ayrı korunabilir. Böylece aynı kökten, bir zaman sonra, iki ya da daha fazla sayıda birbirinden farklılaşmış canlı gurubu oluşur (ırk--alttür--tür--vs.). Özellikle bir populasyon çok geniş bir alana yayılmışsa ve yayıldığı alanda değişik çevre koşullarını içeren bir çok yaşam ortamı (niş) varsa, yaşam ortamlarındaki çevre koşulları, kendi doğal seçilimlerini ayrı ayrı göstereceği için, bir zaman sonra birbirinden belirli ölçülerde farklılaşmış kümeler, daha sonra da türler ortaya çıkacaktır. Bu şekilde bir seçilim ''Uyumsal Açılımı'' meydana getirecektir. Dallanan seçilim, keza benzer özellikli bireylerin, çiftleşmek için birbirini tercih etmesiyle de ortaya çıkar. Bunun tipik örneğini insanlarda verebiliriz. Yapısal olarak farklı birçok insan ırkı biraraya getirildiğinde, bireyler genellikle kendi ırkından olanlarla evlenmeyi tercih ederler (hatta dil, din, kültür benzerliği ve parasal bakımdan zenginlik bu seçimi daha da kuvvetlendirir.) Üreme Yeteneğine Ve Eeşemlerin Özelliğine Göre Seçilim Populasyonlarda, bireyler arasında şansa dayanmayan çiftleşmelerin ve farklı üreme yeteneklerinin oluşması HARDY - WEINBERG Eşitliğine ters düşen bir durumu ifade eder. Bu özellikleri taşıyan bir populasyonda HARDY - WEINBERG Eşitliği uygula¬namaz. Bireylerin çiftleşmek için birbirlerini rastgele seçmelerinden ziyade, özel nite¬liklerine göre seçmeleri, bir zaman sonra, bu özellikler bakımından köken aldıkları ana populasyondan çok daha kuvvetli olan yeni populasyonların ortaya çıkmasına neden olur. Bu özel seçilim, yaşam kavgasında daha yetenekli olan (beslenmede, korunmada, gizlenmede, yavrularına bakmada vs.) populasyonların ortaya çıkmasını sağlayabilir. Eşemlerin Arasındaki Yapısal Farkların Oluşumu: Dişiler genellikle yavrula¬rını meydana getirecek, koruyacak ve belirli bir evreye kadar besleyebilecek şekilde özellik kazanmıştır. Özellikle memelilerde tam olarak belirlenemeyen bir nedenle dişiler başlangıçta çiftleşmeden kaçıyormuş gibi davranırlar. Dişilerin kuvvetli olduğu bir toplumda çitfleşme çok zor olacağından, seçilim, memelilerde, kuvvetli erkekler yönünden olmuştur. Bugün birçok canlı grubunda, özellikle yaşamları boyunca bir¬kaç defa çiftleşenlerde (insan da dahil), erkekler, dişileri çiftleşmeye zorlar; çok defa da bunun için kuvvet kullanır. Bu nedenle erkekler dişilerinden daha büyük vücut yapısına sahip olur. Buna karşın, yaşamları boyunca bir defa çiftleşenlerde ya da çift¬leştikten sonra erkeği besin maddesi olarak dişileri tarafından yenen gruplarda (pey¬gamberdevelerinde ve örümceklerde olduğu gibi), erkek, çok daha küçüktür. Çünkü seçilim vücut yapısı büyük dişiler, vücut yapısı küçük erkekler yönünde olur. İkincil eşeysel özellikler, çoğunluk eşey hormonları tarafından meydana getirilir (bu nedenle ikincil eşeysel özellikler, bireylerde eşey hormonlarının üretilmeye başla¬masından sonra belirgin olarak ortaya çıkar). Eşeysel gücün bir çeşit simgesi olan bu özellikler, eşemler tarafından sürekli olarak seçilince, özellikler gittikçe kuvvetlenir. Bu nedenle özellikle erkeklerde, yaşam savaşında zararlı olabilecek kadar büyük boy¬nuz (birçok geyikte, keçide vs.'de), büyük kuyruk (tavuskuşunda ve cennetkuşların¬da vs.), hemen göze çarpacak parlak renklenmeler (birçok kuşta, memelide); dişiler¬de, süt meydana getirmek için çok büyük olmasına gerek olmadığı halde dişiliğin simgesi olan büyük meme bu şekilde gelişmiştir. Birçok canlı grubunda bu arzu farklı şekilde geliştiği için, farklı yapılar ortaya çıkmıştır. Örneğin birbirine çok yakın adalar¬da yaşayan Japon ırkı ile Ainu ırkı arasında vücut kılı yönünden büyük farklar vardır. Ainu kadınları çiftleşmek için kıllı erkekleri, buna karşın Japon kadınları kılsız erkek¬leri tercih ettikleri için, Ainu ırkı dünyanın en kıllı, Japon ırkı ise en kılsız erkeklerine sahip olmuştur. Çünkü eşeysel seçim zıt özelliklerin tercihi şeklinde olmuştur. Keza siyah ırklar kalın dudağı, beyaz ırklar ince dudağı daha çekici bulduğu için, seçilim bugünkü siyah ırkıarın kalın dudaklı, beyaz ırkıarın ise ince dudaklı olmasını sağlaya¬cak şekilde olmuştur. Bu arada eşemlerin birbirlerini karşılıklı uyarabileceği birtakım davranış şekilleri (kur, dans, gösteri vs.) gelişmiştir. Özellikle bu davranışları en iyi şekilde yapan erkekler, dişileri tarafından tercih edilir. Davranışların değişmesini sağlayacak etkili bir mutasyon, çok defa, meydana geldiği bireyin eş bulamamasına neden olacağı için, populasyondan elenir. Bu davranış şekillerine, yine genellikle ve çoğunluk erkeklerde eşeysel çiftleşmeden belirli bir süre önce, vücuttaki renklerin değişmesi, özellikle parlaklaşması (kuşları ve memelileri anımsayınız!), değişik kokuların ve fero¬menlerin salgılanması (tekelerin zaman zaman çok keskin olarak koktuğunu anımsa¬yınız!) eşlik eder. Parlak renkler ve keskin kokular dişiyi daha etkili bir şekilde uyara¬cağı için seçim bu özelliklerin kuvvetlendirilmesi yönünde olmuştur. Işte, DARWIN, dişinin erkeği, erkeğin dişiyi uyarabildiği bu özelliklerin seçimine Eşeysel Seçilim = Seksüel seleksiyon ismini verdi. Erkeklerin, erkekliklerini simgeleyen özelliklerine göre seçilimleri, onların, bu özellikleri bakımından, yaşam savaşında etkinlik kazandırmasa dahi kuvvetlenme¬sine neden olmuştur. Nitekim erkeklerin çok daha renkli olması bu nedene dayanır. Ayrıca kuşlarda kuluçkaya yatan dişiler üstten belirgin olarak görünmesin diye, çoğunluk yaşadığı ortamın rengine uyum yapmıştır. Yalnız erkekleri kuluçkaya yatan bir kuş türünde, bu durum tersinedir; bunlarda dişiler parlak renkli, erkekler toprak rengindedir. En güçlü erkeğin, dişileri dölleyebilmesini sağlamak için, evrimsel olarak bir yarışma oluşmuştur ''Erkek Kavgaları'', Bu nedenle geyiklerde, dağ keçilerinde vs.'de kuvvetli boynuz oluşumları meydana gelmiştir. Seçilim her zaman saldırgan ve kuvvetli erkekler yönünde olur. Dişiler, kavgaya katılmadığı için, boynuzları küçük kalmıştır. Çünkü büyük boynuz yönünden herhangi bir seçilim baskısı yoktur. Daha önce öğrendiğimiz gibi bir özelliğin gelişebilmesi için seçilim baskısının sürekli etki etmesi gerekir. Bu arada, güçlerine göre, erkeklerin belirli alanları etkinlikleri altına alma eğilimleri; bir territoryum davranış zincirinin oluşmasına neden olmuştur. Tüm bu eşeysel seçilim etkileri, dişiler ve erkekler arasında belirgin bir yapı ve davranış farklılaşmasına neden olmuştur. Bu farklılaşmaya ''Eşeysel Farklılaşma = Seksüel Dimorfizm" denir. Üreme Yeteneğinin Evrimsel Değişimdeki Etkisi: Daha önce de değindiği¬miz gibi bir bireyin yaşamını başarılı olarak sürdürmesi evrimsel olarak fazla birşey ifade etmez. Önemli olan bu süre içerisinde fazla döl meydana getirmek suretiyle, gen bavuzuna, gen sokabilmesidir. Bir birey ne kadar uzun yaşarsa yaşasın, döl Meydana getirmemişse, evrimsel açıdan hiçbir öneme sahip değildir. Bu nedenle bu bireylerin ölümü 'Genetik Ölüm' olarak adlandırlır. Canlıların çok büyük bir kısmında, canlılığın mayasını oluşturan eşeysel hücre¬lerdeki DNA'nın taşınması, bireylere verilmiş bir görevdir. Tek bir üreme dönemi olan canlılarda, döllenmeden hemen sonra erkekler (birgünsineklerini hatırlayınız!), yumurta bıraktıktan ya da yavru doğurduktan sonra da dişiler ölür. Birçok üreme dönemi olan canlılarda, her iki eşemin de ömrü uzamıştır. Bu sonucu grupta, erkek¬ler, çoğunlukla döllenme sonrası yavru bakımında belirli görevler yüklenmiştir (hatta denizatlarında döllenmiş yumurtayı ortamdan özel keselerine alan erkekler hamile olur). Hemen hemen tüm canlı gruplarında ve ilkel insan topluluklarında, bireyin ya¬şı, eşeysel etkinliğinin süresine denktir. Yalnız gelişmiş insan toplumlarında, kazanıl¬mış deneyimlerin genç kuşaklara aktarılması için, yaşlılar özenle korunur; bu nedenle ömür uzunluğu, eşeysel aktiflik dönemini oldukça aşmıştır. Evrimsel gelişmede en önemli değişim, gen havuzundaki gen frekansının değişimidir. Gen frekansı ise birey sayısıyla saptanır. Bu durumda bir populasyonda, üreyebilecek evreye kadar başarıyla gelişebilen yavruları en çok sayıda meydana getiren bireylerin gen bileşimi bir zaman sonra gen havuzuna egemen olur. Buna 'Farklı Üreme Yeteneği' denir. Farklı üreme yeteneği, meydana getirilen gamet (genellikle yumurta) sayısı de¬ğildir; üreyebilecek olgunluğa ulaşan yayruların sayısıdır. Değişik gametlerin birleş¬mesiyle, gen bileşimi bakımından, daha iyi embriyolojik gelişim (embriyo, larva, pup vs.) yapabilen, daha başarılı uyum sağlayabilen yavruların seçimi yapılır. Bu nedenle fazla sayıda yumurta meydana getiren canlılarda, bu seçilim, çok sayıdaki zigot ara¬sından yapılacağı için, başlangıçta başarılı bir seçim olacaktır ve ayrıca fazla sayıda embriyo ya da yavru ile yaşam kavgasına gireceği için, sonuçta büyük sayılardaki yu¬murtadan, belirli bir sayıda erginleşmiş yavru ortaya çıkabilecektir. Örneğin alabalık¬larda meydana getirilen 1.000.000 yumurtadan, en fazla 20'sinin üreyebilecek yaşa ulaştığı bilinmektedir. Çok yumurta oluşturan canlılarda, yumurtanın korunmuş yer¬lere bırakılması ve embriyoya ya da yavrulara bakım gelişmemiştir (birçok balıkta, parazitte, amfibide, sürüngende vs. 'de). Bu nedenle büyük kayıplar verirler. Halbuki yumurtaya, embriyoya ve yavruya bakımın gelişmesi oranında, yumurta sayısında azalma görülür. Bu sayı, gelişmiş memelilerde bire düşmüştür. Çünkü özenli bir ba¬kımla yavruların olgunluğa ulaşma olasılığı çok yükseltilmiştir. Memelilerde ve kuş¬larda, yavru ve yumurta sayısı optimal sayıda tutulur. Fazla yumurtanın kuluçkada embriyonik olarak gelişmesi ve gelişse de yavruların ana tarafından beslenmesi zor olur. Bu nedenle yumurta sayısı sabit sınırlar içerisinde kalacak şekilde evrimsel seçi¬lim olmuştur. Bunun yanısıra bir canlının diğer yırtıcı hayvanlar tarafından sürekli yenmesi (bunlarda fazla yumurta meydana getirilir) ya da düşmanlarının az olması (bunlarda az yumurta meydana getirilir) yumurta sayısını saptayan faktörlerden biri¬dir. Yalıtımın (=İzolosayonun) Evrimsel Gelişimdeki Etkisi Türlerin oluşumunda, yalıtım, kural olarak, zorunludur. Çünkü gen akımı devam eden populasyonlarda, tür düzeyinde farklılaşma oluşamaz. Bir populasyon, belirli bir süre, birbirlerinden coğrafik olarak yalıtılmış alt populasyonlara bölünürse, bir zaman sonra kendi aralarında çiftleşme yeteneklerini yitirerek, yeni tür özelliği ka¬zanmaya başlarlar. Bu süre içerisinde oluşacak çiftleşme davranışlarındaki farklılaş¬malar, yalıtımı çok daha etkili duruma getirecektir. Kalıtsal yapı açısından birleşme ve döl meydana getirme yeteneklerini koruyan birçok populasyon, sadece çiftleşme davranışlarında meydana gelen farklılaşmadan dolayı, yeni tür özelliği kazanmıştır. Üreme yalıtımının kökeninde, çok defa, en azından başlangıç evrelerinde, coğrafik bir yalıtım vardır. Fakat konunun daha iyi anlaşılabilmesi için üreme yalıtımını ayrı bir başlık altında inceleyeceğiz. Populasyonlar arasında çiftleşmeyi ve verimli döller meydana getirmeyi önleyen her etkileşme 'Yalıtım = izolasyon Mekanizması' denir. Coğrafik YaIıtım (= Allopatrik YaIıtım) Eğer bir populasyon coğrafik olarak iki ya da daha fazla bölgeye yayılırsa, ev¬rimsel güçler (her bölgede farklı olacağı için) yavaş yavaş etki ederek, populasyonlar arasındaki farkın gittikçe artmasına (Coğrafik Irklar) neden olacaktır. Bu kalıtsal farklılaşma, populasyonlar arasında gen akışını önleyecek düzeye geldiği zaman, bir zamanların ata türü iki ya da daha fazla türe ayrılmış olur Allopatrik yalıtım ile tür oluşumu. Eğer bir populasyonun bir parçası coğrafik olarak yalıtılırsa, değişik evrimsel güçler yavaş yavaş bu yalıtılmış populasyonu (keza ana populasyonu) değiştirmeye başlar ve bir zaman sonra her iki populasyon aralarında verimli,döl meydana getiremeyecek kadar farklılaşırlar. Karalar, özellikle çöller, tuz bileşimi ve derişimi farklı sular, buz setleri su hay¬vanları için; denizler, nehirler, yüksek dağlar, büyük sıcaklık farkları, buzlar, kara hayvanları için yalıtım nedenleridir. En iyi coğrafik yalıtım adalarda görülür. Çok yakın bölgelerde yaşayan bazı akraba hayvan gruplarında da bu yalıtım görülebilir. Örneğin suda yaşayan bazı türlerin çok yakın akrabaları, su kenarlarındaki yaprakların altlarında bulunan nemli yerlerde; keza iki yakın akraba populasyondan biri toprak diğeri ağaçlar üzerinde yaşayabilir (Ekolojik Yalıtım). Bu populasyonların birbirleriyle teması çok az olacağından ve her birine farklı evrimsel güçler etki edece¬ğinden, bir zaman sonra aralarında daha büyük farklılaşmalar meydana gelir. Anadolu'daki Pamphaginae'lerin Evrimsel Durumu: Coğrafik yalıtıma en iyi örneklerden biri Anadolu'nun yüksek dağlarında yaşayan, kanatsız, hantal yapılı, kışı çoğunluk 3. ve 4. nimf evrelerinde geçiren bir çekirge grubudur. Özünde, bu hay¬vanlar, soğuk iklimlerde yaşayan bir kökenden gelmedir. Buzul devrinde, kuzeydeki buzullardan kaçarak Balkanlar ve Kafkaslar üzerinden Anadolu'ya girmişlerdir. Bu sı¬rada Anadolu'nun iç kısmında Batı Anadoluyla Doğu Anadolu'yu birbirinden ayıran büyük bir tatlısu gölü bulunuyordu. Her iki bölge arasındaki karasal, bağlantı, yalnız, bugünkü Sinop ve Toros kara köprüleriyle sağlanıyordu. Dolayısıyla Kafkaslar'dan gelenler ancak Doğu Anadolu'ya, Balkanlar'dan gelenler ise ancak Batı Anadolu'ya yayıımıştı. Çünkü Anadolu o devirde kısmen soğumuş ve bu hayvanların yaşayabil¬mesi için uygun bir ortam oluşturmuştu. Bir zaman sonra dünya buzul arası devreye girince, buzullar kuzeye doğru çekilmeye ve dolayısıyla Anadolu da ısınmaya başla¬mıştı. Bu arada Anadolu kara parçası, erezyon sonucu yırtılmaya, dağlar yükselmeye ve bu arada soğuğa alışık bu çekirge grubu, daha soğuk olan yüksek dağların başına doğru çekilmeye başlamıştı. Uzun yıllardır bu dağların başında (genellikle 1500 - 2000 metrenin üzerinde) yaşamlarını sürdürmektedirler. Kanatları olmadığı için uçamazlar; dolayısıyla aktif yayılımları yoktur. Hantal ve iri vücutlu olduklarından rüzgar vs. ile pasif olarak da yayılamamaktadırlar. Belirli bir sıcaklığın üstündeki böl¬gelerde (zonlarda) yaşayamadıklarından, yüksek yerlerden vadilere inerek, diğer dağsilsilelerine de geçemezler. Yüksek dağlarda yaşadıklarından, aşağıya göre daha yoğun morötesi ve diğer kısa dalgalı ışınların etkisi altında kalmışlardır; bu nedenle mutasyon oranı (özellikle kromozom değişmeleri) yükselmiştir. Dolayısıyla evrimsel bir gelişim ve doğal seçilim için bol miktarda ham madde oluşmuştur. Çok yakın mesafelerde dahi meydana gelen bu mutlak ya da kısmi yalıtım, bir zamanlar Ana¬dolu'ya bir ya da birkaç türü olarak giren bu hayvanların 50'de fazla türe, bir o kadar alttüre ayrılmasına neden olmuştur. Bir dağdaki populasyon dahi, kendi aralarında oldukça belirgin olarak birbirlerinden ayrılabilen demelere bölünür. Çünkü yukarıda anlattığımız yalıtım koşulları, bir dağ üzerinde dahi farklı olarak etki etmektedir. Coğrafik uzaklık ile farklılaşmanın derecesi arasında doğru orantı vardır. Birbir¬lerinden uzak olan populasyonlar daha fazla farklılaşmalar gösterir. Bu çekirge gru¬bunun Hakkari'den Edirne'ye kadar adım adım değiştiğini izlemek mümkündür. Batı Anadolu'da yaşayanlar çok gelişmiş timpanik zara (işitme zarına) ve sırt kısmında tarağa sahiptir; doğudakilerde bu zar ve tarak görülmez. Toros ve Sinop bölgelerinde bu özellikleri karışık olarak taşıyan bireyler bulunur. Coğrafik yalıtım populasyonlar arasındaki kalıtsal yalıtımı ve üreme davranışla¬rındaki yalıtımı tam sağlayamamışsa (populasyonlar arasında kısırlık tam oluşmamış¬sa) , bir zaman sonra biraraya gelen bu populasyonlarda, aralarındaki gen akımından dolayı, tekrar bir karışma ve bir çeşit homojenleşme oluşabilir. insan ırkıarı sürekli; ama belirli ölçülerde birbirleriyle temasta bulunduğu için, aralarındaki gen akımı tü¬müyle kesilmemiş, dolayısıyla melezlenme kısırlığı oluşmamış ve böylece ayrı tür özellikleri kazanamamıştır. Bununla beraber gen akımının sınırlı olması ırk özellikleri¬nin kısmen korunmasını sağlamıştır. Her türlü yalıtım mekanizmasında, ilk olarak demelerin, daha sonra alttürlerin, sonunda da türlerin meydana geldiğini unutmamak gerekir. Aynı kökten gelen; fakat farklı yaşam bölgelerine yayılan tüm hayvan gruplarında bu kademeleşme görülür. Ayrıca tüm coğrafik yalıtımları kalıtsal bir yalıtımın izlediği akıldan çıkarılmamalıdır... Üreme işlevlerinde Yalıtım (= Simpatrik Yalıtım) Yalıtımın en önemli faktörlerinden biri de, genellikle belirli bir süre coğrafik yalı¬tımın etkisi altında kalan populasyonlardaki bireylerin üreme davranışlarında ortaya çıkan değişikliklerdir. Bu farklılaşmaların oluşumunda da mutasyonlar ve doğal seçi¬lim etkilidir. Yalnız, üreme işlevlerindeki yalıtımın, coğrafik yalıtımdan farkı, ilke ola¬rak, farklılaşmanın sadece üreme işlevlerinde olması, kalıtsal yapıyı tümüyle kapsa¬mamasıdır. Deneysel olarak döllendirildiklerinde yavru meydana getirebilirler. Çünkü kalıtsal yapı tümüyle farklılaşmamıştır. Coğrafik yalıtım ise hem kalıtsal yapının hem davranışların farklılaşmasını hem de üreme işlevlerinin yalıtımını kapsar. Eşeysel çekim azalınca ya da yok olunca, gen akışı da duracağı için, iki populas¬yon birbirinden farklılaşmaya başlar. Böylece ilk olarak hemen hemen birbirine ben¬zeyen; fakat üreme davranışlarıyla birbirinden ayrılan 'İkiz Türler' meydana gelir. Bir zaman sonra mutasyon - seçilim etkileşimiyle, yapısal değişimi de kapsayan kalıtsal farklılıklar ortaya çıkar. Üreme yalıtımı gelişimin çeşitli kademelerinde olabilir. Bun¬lar; Üreme Davranışlarının Farklılaşması: Birbirlerine çok yakın bölgelerde yaşayan populasyonlarda, mutasyonlarla ortaya çıkan davranış farklılaşmalarıdır. Koku ve ses çıkarmada, keza üreme hareketlerinde meydana gelecek çok küçük farklılaşmalar, bireylerin birbirlerini çekmelerini, dolayısıyla döllemeyi önler. Daha sonra, bu popu¬lasyonlar bir araya gelseler de, davranış farklarından dolayı çiftleşemezler. Üreme Dönemlerinin Farklılaşması: iki populasyon arasında üreme dönemlerinin farklılaşması da kesin bir yalıtıma götürür. Örneğin bir populasyon ilkbaharda öbürüsü yazın eşeysel gamet meydana getiriyorsa, bunların birbirlerini döllemeleri olanaksızlaşır. Üreme Organlarının Farklılaşması: Özellikle böceklerde ve ilkel bazı çok hücreIilerde, erkek ve dişi çiftleşme organları, kilit anahtar gibi birbirine uyar. Meydana gelecek küçük bir değişiklik döllenmeyi önler. Gamet Yalıtımı: Bazı türlerin yumurtaları, kendi türünün bazen de yakın akraba türlerin spermalarını çeken, fertilizin denen bir madde salgılar. Bu fertilizinin farkIılaşması gamet yalıtımına götürür. Melez Yalıtım: Eğer tüm bu kademeye kadar farklılaşma olmamışsa, yumurt ve sperma, zigotu meydana getirir. Fakat bu sefer bazı genlerin uyuşmazlığı, embriyonun herhangi bir kademesinde anormalliklere, ya da uygun olmayan organların ortaya çıkmasına neden olur (örneğin küçük kalp gibi). Embriyo gelişip ergin meydana gelirse, bu sefer, kalıtsal yapılarındaki farklılanmalar nedeniyle erginin eşeysel hücrelerinde, yaşayabilir gametler oluşamayabilir (katırı anımsayınız!). Genlerin kromozomlar üzerindeki dizilişleri farklı olduğu için, sinaps (gen alışveriş yapıları) yapamazlar ya da kromozom sayıları farklı olduğu için dengeli bir kromozom dağılımını sağlayamazlar.. Kalıtsal Sürüklenme Küçük populasyonlarda eşlerin seçimi ve çiftleşme, büyük ölçüde şansa daya¬nır. Böylece gen havuzlarındaki denge, doğal seçilimden ziyade, şansla meydana ge¬len olaylarla değişir. İşte küçük populasyonlarda, şansa bağlı olarak meydana gelen üreme olaylarının evrimsel gelişmelerdeki etkisi, SEWALL WRIGHT tarafmdan 'Genetik Drift = Kahtsal Sürüklenme' olarak adlandırılmıştır. Küçük populasyonlarda, ben¬zer bireyler kendi aralarında çiftleştikleri için, allel genlerden birçoğunun, doğal seçi¬limden ziyade, şansla, heterozigot(karma) halden homozigot(saf) hale geçme eğilimleri vardır. Bu arılaşma, belirli zararlı ya da yararlı özelliklerin fenotipte kendilerini göstermeleri¬ne ve bir zaman sonra da doğal seçilimle o populasyondan elenmelerine ya da korun¬malarına neden olabilir. Bu homozigotlaşma, birçok türde, uyumsal değer gösterme¬mesine karşın, birçok anormal ve anlaşılmaz yapıların nasıl kazanıldığını açıklayabilir. Genetik sürüklenme, HARDY -WEINBERG eşitliğine aykırı bir durumu (HARDY ¬WEINBERG eşitliğinde homozigotların oranı sabitti) yani, homozigot birey sayısının de¬ğişimini ifade eder. Evrimleşmede ne ölçüde önemli rol oynadığı, birçok bilim adamı arasında hala tartışmalıdır. Bununla beraber birçok bitki ve hayvan grubunun, doğa¬da, kalıtsal sürüklenme ile, yani şansa bağlı olaylarla çeşitlendiği ve geliştiği bilin¬mektedir. Öyleki, evrimsel çizgi boyunca, özel koşullara uyum yapmak için izlenen birçok yol, şansa bağlı olarak seçilmiştir. Her kademesinde çatallaşan bir yol gibi. In¬san oluşuncaya kadar, sayısız çatallanmış yoldan şansa bağlı olarak geçilmiş ve bu¬güne gelinmiştir. Koşullar tamamen aynı olsa da, başlangıçtan, hatta bir primat evre¬sinden, tekrar bugünkü insana benzer bir canlının gelişmesi, kural olarak olanaksız¬dır. Çünkü her çatallanmış kavşakta, insana götüren yolun, doğrulukla tekrar seçilmesi çok az bir olasılıkla olabilir. Bunun için çok tipik birkaç örnek verelim: a) Birçok bitki, geçmişte, gerekli olmadığı için petallerini yitirmiştir (örneğin böcekler yerine rüzgarla tozlaşmaya başladıkları için). Bir zaman sonra tekrar bö¬ceklerle tozlaşma zorunluluğunu duyunca, petallerini aynı şekilde oluşturamamış, bunun yerine, üreme zamanlarında çiçeklerine yakın yapraklarını renklendirecek özellikleri kazanmıştır (Atatürk Çiçeğinin kırmızı yapraklarımanımsayınız!). b) Birincil su hayvanları (balık gibi) oldukça etkin bir solunumu yürütebilecek solungaç sistemlerini, karmaşık bir yol izleyerek geliştirmiştir. Kara yaşamına uyum yaptıktan sonra, bir kısım canlı, tekrar suya dönmüştür (balinalar, yunuslar vs.); fa¬kat hiçbiri, embriyonik gelişimlerinde kalıntı halinde solungaç yapısını gösterdikleri halde, tekrar solungaç yapısını geliştirememiştir. Hemen hepsi yine akciğeriyle so¬lunuma devam eder. Fakat bunun yanısıra oksijeni uzun süre tutabilecek ya da depo¬layabilecek yapıları geliştirmişlerdir. Keza hiçbiri balıklardaki gibi yanlardan basılmış kuyruk yüzgecini geliştirememiş; bunun yerine üstten basık kuyruk yüzgeçlerini ge¬liştirebilmişlerdir. Evrimde bir yapının tekrar ortaya çıkma olasılığı yok denecek kadar azdır. Örneğin balıkların kuyruk yüzgeci yanlardan basılmıştır. Kara yaşamından tekrar su yaşamına dönmüş hayvanlar (şekilde yunus) ancak üstten basık kuyruk yüzgecini geliştirebilmişlerdir (Kosswig'den) Ön bacakları kürek şekline dönüşmüştür; fakat hiçbir zaman balık yüzgeçlerine benzemez. Çünkü evrimsel olarak bir kere yitirilen bir yapı¬mn tekrar kazanılması hemen hemen olanaksızdır. ya da çok küçük olasılıklarla tekrar¬lanabilir. Burada yönlendirici unsur çevre koşullarının farklılığı değil, şansa bağlı seçi¬limlerin etkisidir. Mutasyonların bir kısmı dönüşlüdür. (Geri Mutasyonlar); bununla beraber ev¬rimsel gelişmeler geriye dönük değildir (Dollo Yasası). Örneğin bir kuşun, tekrar sü¬rüngene; bir balinanın karada yaşayan atasına dönüşmesi; parazitlerin serbest yaşa¬ması; atın tekrar beş parmaklı olması olanaksızdır. Çünkü gerekli tüm geri mutasyon¬ların şansa bağlı olarak elde edilmesi, olasılık açısından hemen hemen sıfırdır. Keza aynı nedenle, körelmiş organların ve yapıların da tekrar işlev görebilecek eski halleri¬ne dönmesi olanaksızdır. Kalıtsal Sürüklenmenin işleyişi Eğer bir populasyon HARDY - WEİNBERG eşitliğini gösteremeyecek kadar küçük¬se, ya da köken aldığı populasyondan küçük gruplar halinde ayrılmışsa, şansa bağlı döllenmeler sonucu bir zaman sonra köken aldığı populasyonun yapısından belirgin olarak farklılaşır. Kalıtsal sürüklenmeyi sağlayan olayları kısaca görelim. Göç ya da Sürüklenme: Oldukça büyük olan bir populasyondan, küçük bir grup koparak ayrılırsa, bu küçük grubun ileride meydana getireceği yeni populasyo¬nun gen havuzu köken aldığı populasyonunkinden farklı olur. Çünkü bu küçük grup ayrılırken bu grubun gen havuzu, ana populasyonun gen havuzundan belirli bir fark¬lılık gösterir. Örneğin Anadolu'da yaşayan insanlarda mavi göz geni frekansının orta¬lama % 10 olduğunu varsayalım. Mavi göz geni frekansı % 30 olan bir ailenin ya da aşiretin Anadolu'dan Mısır'a göç ettiğini ve orada yıllarca kendi içerisinde çoğaldığını düşünelim. Bir zaman sonra oluşacak bu yeni populasyonda mavi göz geninin fre¬kansı % 30 olmakla ana populasyondan farklılık gösterecektir. Çünkü başlangıç gen frekansı farklıdır. Özellikle insan populasyonlarında bu sürüklenmeler çok görülür. Çünkü göç eden toplumlar uzun yıllar kendi içlerinde evlendikleri için, başlangıçta taşıdıkları gen bileşimlerini koruma ve yaygınlaştırma eğilimi gösterirler. Bir zaman sonra içine göç ettikleri toplumlarla karışmaya, başlangıçta taşıdıkları gen bileşimIe¬rini yitirmeye ve belirli bir derecede göç ettikleri toplumun gen bileşimini değiştirme¬ye başlarlar. Anadolu'ya büyük ve küçük birçok göçün olduğu ve bunların uzun yıllar kendi içlerinde evlendikieri bilinmektedir. Bu nedenle insan toplumuna ilişkin kalıtsal sürüklenmenin en iyi örneklerini Anadolu'da görmek mümkündür. Keza adalara göç etmiş insanlarda da bu kalıtsal sürüklenmeler çok belirgin olarak görülür. Kan grup¬ları üzerinde doğal seçilimin çok büyük etkisi olmadığından, göç eden toplulukların kan grupları incelenmekle koptukları populasyonlar tahmin edilebilir. Eğer bir populasyon sürekli olarak genişliyorsa, bir zaman sonra populasyonun kenarındaki gen bileşimleri, merkezdekilerden daha farklı olmaya başlar ve bu fark gittikçe artabilir. Birçok canlı grubu, küçük populasyonlar halinde yeni ortamları işgal ederek, ana populasyona bağımlı olmadan çoğalabilir ve yeni özellikli populasyonlar oluştu¬rabilir. Küçük populasyonların kendi içinde çiftleşmesiyle meydana gelen evrimsel değişiklikler, doğal seçilimden ziyade şansa dayanır.Bir populasyondan bir parça koptuğunda, o parça, populasyonun gen ortala¬masına etki edecek bir miktar geni de beraberinde götürmüşse, ana populasyonun gen bileşimi bir miktar bozulabilir (ana populasyon çok büyük olmamak koşuluyla). Örneğin demin verdiğimiz misalde, % 30'luk mavi gen göçü, ana populasyonun ortalamasının (% 10) bir miktardüşmesine neden olabilir. Bu nedenle, bir populas¬yondan dışa göç de HARDY - WEiNBERG eşitliğini bozabilir. Afetlerin ve Sığınmaların Etkinliği: Herhangi bir zamanda meydana gelecek bir afet, populasyonun büyük bir kısmını ortadan kaldırabilir ve arta kalan pek az bir kısmından sonunda yeniden bir toplum oluşabilir. Fakat arta kalan küçük parça, eğer önceki toplumun tam özelliğini taşımayan bir gen havuzuna sahipse, yeni meydana gelen toplumun yapısı öncekinden çok farklı olur. Özellikle yangın, fırtına, su bas¬kını, deprem, hatta savaş, bu yeni özellikleri ortaya çıkarabilir. Sığınma: Çoğunlukla kışı saklanarak geçiren canlılarda, bir sonraki yazda yine küçük populasyonların etkisi görülür. Örneğin soğuk bir kış, saklanan bireylerin büyük bir kısmını yok ederken, iyi saklanmış küçük bir grup, bu yıkımdan kurtulur ve ger havuzunu, yazın oluşacak tüm populasyona verir. Bazı böceklerde, bazı özelliklerin en azından bazı yıllarda neden yaygın olduğu bu yolla açıklanabilir. Diğer Sürüklenme Şekilleri Doğal seçilimde ve uyumda başarılı olmasa dahi bazı özelliklerin dölden döle aktarılma olasılığı vardır. Bunu sağlayan kalıtsal mekanizmalar şunlardır. Pleiotropik Sürüklenme (= Özellik Sürüklenmesi): Doğal seçilim, genelolarak tek bir genin fenotipi üzerinde değil, tüm genomun fenotipi üzerinde etkisini gösterir.(yani tek bir geni seçmekten çok o geni bulunduran DNA'yı -yani bireyi- seçer) Bu nedenle bazı özellikler uyumsal değer göstermemesine ve yarar sağla¬mamasına karşın yine de varlığını devam ettirir. Çünkü bu özellikler, bireye çok yarar sağlayan özelliklerle birlikte aynı bireyde bulunur. Yararlı özellikler seçilirken, zararı olanlar da beraberce kalıtılır. Bu tip özelliklerin sürüklenmesinde pleiotropi çok önemlidir. Bilindiği gibi bir gen birden fazla özelliği denetliyorsa, pleiotropik etki gösteriyor demektir. Özelliğin biri canlıya yarar sağlıyorsa ve canlının uyum yeteneğini artırıyorsa, sürekli seçilir, buna bağlı olarak yararsız ve uyum yeteneği olmayan özellik de kalıtılır. Örneğin kır¬mızı renkli soğan insanlar tarafından tercih edilmez ve dikilirken ayıklanır. Fakat kırmızı rengi meydana getiren gen, aynı zamanda mantarlara karşı fungusit bir madde de salgıladığı için, bulunduğu bireylere yaşamsal uyum yeteneği verir; bu nedenle, kırmızı renkli soğanlar, beyaz renkli soğanların arasında varlığını sürekli koruyabilir. Gen Sürüklenmesi (= Kalıp İlkesi): Birçok gen yakınlıklarından dolayı bera¬berce kalıtılma eğilimi gösterir. iki gen birbirine çok yakın ise, parça değişimiyle bir¬birlerinden çok zor ayrılırlar. Işte bu genlerden biri yararlı, diğeri zararlı özellik sağlar¬sa ve yararlı genin özelliği, zararlı genin özelliğinden çok daha fazla öneme sahipse, zararlı özellik meydana getiren gen de yararlı özellik meydana getiren genle birlikte sürekli kalıtılır ve korunur. Buna 'Kalıp İlkesi' denir. Prof.Dr.Ali Demirsoy Kaynak: www.istanbul.edu.tr

http://www.biyologlar.com/evrimlesmeyi-saglayan-duzenekler

İçsuların biyocoğrafik dağılımı

Irmaklar Yıl boyunca hemen hemen sabit sıcaklıkta çıkan yeraltı suları, üst yüzey sularının da katılmasıyla, su bolluğuna göre sırasıyla dereleri, çayları, ırmakları ve nehirleri oluşturur. Kaynaktan uzaklaştıkça, sıcaklık dış koşulların etkisi altına girer. Eğimden dolayı meydana gelen akıntı ve köpürme, havadaki 02'in alınmasını sağlar. Bu akıntılı bölgelerdeki özel koşullara uyum yapmış "Reofilik" bentozlar, akıntının sürükleme gücüne karşı koymak için bir takım ek önlemler kazanmışlardır. Bunlar arasında, vücudun yassılaşması, yapışma emeçlerinin (vantuzlarının) oluşması, yapıştırıcı salgıların çıkarılması gibi özellikler sayılabilir. En üst bölgelerdeki akıntılarda "Rhithral", yüksek 02 derişimi, oransal olarak kararlı bir sıcaklık yapısı ve çok kuvvetli akıntılar hüküm sürdüğünden, buralarda çok özelleşmiş bentoz kommuniteler (dip canlıları) yaşar. Bu bölgeler, çok kuvvetli akıntı olması nedeniyle, ancak yapısal ve fizyolojik olarak uyum yapmış canlıların yaşamasına izin verir. Örneğin; birgünsineği larvaları, taşsineği larvaları, vantuzlusalyangozlar, sıçrayan dereyengeçleri, bazı sineklerin larvaları ve titreksinek larvaları gibi organizmalar bu bölgelerde yaşayan canlılardan bazılarıdır. Nektonlardan, kışın yumurtlayan balıklar (alabalıklar) yaygındır. Aşağı bölgedeki akıntılarda "Potamal" sıcaklık değişmeleri çok fazladır. Oksijen miktarı da buna bağlı olarak çok değişkendir. Akıntı yavaşlamış ve çoğunlukla zeminde çok azalmıştır. Buralarda oksijen azlığına hoşgörülü (mezo, eury- ve oksibiyont türler), çoğunlukla euryterm (sıcaklık değişmelerine dayanıklı) türler yaşar: Örneğin, Odonata (subakireleri) larvaları, sucul kınkanatlılar (Dytiscidae, Hydrophilidae) sucul sinekler (Limnophilidae, Atriplectidae), su tesbihböcekleri ve çok sayıda su akarı gibi. Burada yaşayan balıklar hemen her zaman yaz aylarında yumurta bırakırlar (sazanlar, turna balıkları, levrek türleri gibi). Rhithral (üst hızlı akıntılar) ve potamaldaki (alt yavaş akıntılar) tipik kommuniteler, enlem ve boylama ve keza yüksekliğe bağlı olmadan yeryüzünün her yerinde genel bir yapı olarak ortaya çıkar. Rhitron kommünitenin genişlemesine, adalar ve dağ sıraları engel olur. Göller Durgun tatlısularla doldurulmuş çukur alanlar, limniyon (göller, göletler, bataklıklar) ekosistemini oluşturur. Suyun yoğunluğu, +4°C'de en yüksek özgül ağırlığa erişir. Özellikle belirli derinlikte olanlarda, sıcaklık bakımından bağımsız bir tabakalaşma oluşur. Kutup bölgelerindeki soğuk göllerin derin kısımlarında oldukça sıcak sular bulunur. Bu bölgenin üzerinde bulunan tabakalar, sadece yaz aylarında biraz ısınır; fakat çoğunluk çok soğuktur ve hatta yaz aylarında bile buz tutarlar. Subtropiklerdeki ve tropiklerdeki sıcak sulu göller hiçbir zaman donmamakta ve derinliklerinde bütün yıl boyunca serin su bulunmaktadır. Ilıman bölgelerdeki ılık göller, bu iki ekstrem göl tipi arasında kalan bir değişiklik gösterir. İlk ve sonbaharda, bu göllerde, sıcak göl yapısından (yaz), soğuk olan göl yapısına (kış) dönüşüm görülür. Arada kalan sürelerde, özellikle yaz günlerinde bir sıcaklık tabakalaşması oluşur. Rüzgarın etkisiyle meydana gelen hızlı değişmeye karşın, üst kısımda oldukça tekdüze (homojen) ısınmış bir tabaka "Epilimniyon", bu ü+4°C üst tabakanın altında sıcaklığın daha düşük ve oransal olarak daha kararsız olduğu bir geçiş tabakası "Termoklin" (metalimniyon), onun altında da, yani derinde ise, sıcaklığın düşük fakat kararlı olduğu "Hipolimniyon" tabakası bulunur. Oksijen derişimi de kural olarak bu sırayı izler. Oksijen bakımından en derişik ve besin bakımından en verimli tabaka epilimniyondur. Hypolimniyonda ise buna karşılık tüketim yüksek, oksijen derişimi düşüktür; bu bölgenin tabanında göl yaşamı için çok önemli olan mineralleşme görülür. Tabandaki çamur tabakaları içinde az miktarda oksijen bulunur ve buralarda sadece çok az sayıda oligo-, eury- ve oksibiyont hayvan türleri (Chironomus larvaları, Tubifex) yaşar. Sabit sıcaktı tabakalaşma gösteren tropik göllerin zemini, hemen hemen oksijen almadığından, buralara hayvanların yerleşmesi zor olmaktadır ya da mümkün olmamaktadır. Epilimniyonda türce zengin limnoplanktonlar baskındır. Zooplankton olarak da Copepoda, Branchiopoda (özellikle Cladocera), Rotifera ve Protozoa, fitoplankton olarak da Diatomea, Cyanophycea ve bazı bakteriler bulunur. Bunlar aynı zamanda nektonların (balıkları vs.) temel besin maddelerini oluştururlar. Balık faunası bölgelere göre önemli farklılıklar göstermesine karşın, limnoplanktonlarda büyük benzerlikler görülür. Bu sonuncuların birçok türü kozmopolittir. Hypolimniyonda renkli fitoplanktonlar, ışık yetersizliğinden dolayı yaşayamazlar. Burada, bakteriler daha yaygın bir şekilde bulunurlar ve madde döngüsünün parçalanma evresini gerçekleştirirler. Göletlerin zeminine ya da göllerin kıyı kesimlerinin tabanına bentozlar yerleşir. Bunlar daha çok böcek larvaları, oligoketler, yengeçler ve tatlısu salyangozlarıdır. Besin maddesi miktarına göre göller ötrofik (zengin) ve oligotrofik (fakir) diye genellikle ikiye ayrılır. Bunlardan birincisinin epilimniyonunda fazla miktarda üretim mevcuttur. Hipolimniyonda oksijen azlığından dolayı mineralleşme; ancak kısmen olabilir. Dolayısıyla ürün atıklarının bir kısmının taban çamuru olarak biriktiği; hatta kokuştuğu görülür. Bu tip göle daha çok ılıman enlemlerdeki sığ göllerde rastlanır. İkincisi oligotrof göllerdir. Ülkemizin yüksek dağlarındaki bütün derin göller bu tiptir. Bunlarda epilimniyonda üretim azdır; hipolimniyonda ise ışıklı bölgeden gelen üst yüzey bölgelerinin ürünleri tamamen mineralize edilir. Oksijen miktarının derinlerde yeterli olması, büyük çapta hayvansal yerleşimin olmasını sağlar. Bataklıklar Bataklıklarda tamamen farklı fiziksel ve kimyasal etmenler egemendir. Bu ekosistemin yapısı yeryüzünün her yerinde bir benzerlik gösterir. Göllerin yükselmesi sürecinde son evre olarak ortaya çıkarlar. Epilimnik ya da limnik ürünün tümü, minerallerine kadar yıkılmaz. Turbalık yosunlarının (Sphagnum) egemen hale geçmesi, bataklığın hem yükselmesini hem besin bakımından yüklenmesini ve çamur depolanmasını sağlar. Bataklıklar gittikçe sığlaşır ve nihayet karaya dönüşür. Humustaki yüksek asitli içerik ile az mineral varlığı "Dystrophe = Bozulmuş Göller" bataklıklar için tipiktir. Bu tip biyotoplara, yüksek bitki örtüsü ve bu kimyasal koşullara uymuş kommüniteler ve az sayıda "Tyrphobiost = Bataklıkta Yaşayan" hayvan türleri (örneğin birkaç özelleşmiş böcek türü) yerleşir.

http://www.biyologlar.com/icsularin-biyocografik-dagilimi

Çocuklarda Tırnak Yeme Alışkanlığı Nedir?

Çocuklarda Tırnak Yeme Alışkanlığı Nedir?

Çocuğunuz tırnaklarını yiyor, ya da parmağını emiyorsa, hemen endişeye kapılmayın; çünkü bu alışkanlıkların 5 ila 18 yaş grubunda görülme olasılığı yüzde 45'lere varıyor.

http://www.biyologlar.com/cocuklarda-tirnak-yeme-aliskanligi-nedir

Toprağın Mineral Madde Verimliliği

Toprakta bitkilerin gereksinim duyduğu maddeler de toprak suyu gibi değişik formlarda bulunur ve bu formların bazıları bitkilerin yararlanmasına uygun, diğerleri ise yararsızdır. Bu değişik formların bir kısmı arasında dinamik ilişkiler olması bitkilerin sürekli besin sağlayabilmesine olanak verir. Topraktaki su iyi bir çözücü olduğundan serbest haldeki, çözünür iyonik mineral maddelerin çözünmesini sağlar ve bitkilerin en kolay şekilde besin elementi sağlayabildiği toprak çözeltisini oluşturur. Bu çözeltideki iyonların bitki köklerince tüketilmesi ile doğan kimyasal potansiyel ile çözelti toprak taneciklerinden ve toprak organik maddesinden çözünebilir iyon çeker. Yukarıda bitki hücreleri için anlatılmış olan ve canlılık olayları ile doğrudan ilgili olmayan pasif kuvvetlerin etkili olduğu mekanizmalar ile toprak çözeltisi ve toprak tanecikleri arasında dinamik dengeler kurulur. Bu dengeler toprak çözeltisinin bileşimini belirler. Toprak çözeltisinin iyonik maddelerce zenginliği çözeltinin elektriksel iletkenliği ile ölçülür. Canlı materyalden farklı olarak toprağın pH değeri geniş bir aralıkta değişir. Canlıların solunumla çıkan CO2 in suda çözünmesi ile oluşan bikarbonat (HCO3 - ) ve metabolik olarak sentezlenen organik asitlerden bazik karakterli metal hidroksitlerine kadar açılım gösteren maddeler yanında red-oks tepkimeleri ve özellikle amfoter karakterli proteinler arasındaki dengelerle sağladıkları aktif tamponlama kapasitesi ürünü olan fizyolojik pH aralığı toprak için söz konusu değildir. Toprağın pH değerinin farklılığı ise toprak çözeltisindeki mineral elementi kompozisyonunda büyük değişikliklere yol açar. Çünkü maddelerin iyonlaşarak çözünmeleri yanında iyon değişimi olayları pHa bağlıdır. Asidik ve alkali veya nötr topraklar için seçicilik bitki türlerinin farklı yayılışlar göstermesine neden olan çok önemli bir etmendir. Bunun da nedeni bu farklı toprak tiplerinin bitkilere sağladığı besim elementi kompozisyonunun da çok farklı oluşudur. Toprağın tamponlama kapasitesi, yani pH değişimlerine karşı direnme gücü toprak taneciklerinde ve bitki artıklarının bozunması ile oluşmuş olan toprak organik maddesi, humusda adsorbe edilmiş olan iyon kapasitesi ve bileşimi ile iyon değişimine girebilen iyon miktarı ve bileşimine bağlıdır. Bu ilişkiler toprak çözeltisinin aktüel pH değeri, çözünmüş besin elementi yanında depo pH değeri ve değiştirilebilir katyon kapasitesi (CEC) ile belirtilir. Genelde K+, Na+, Ca++ ve Mg++ un mek.gr. olarak çözünür tuzları haline geçirilmesi için gereken H3O derişimi veya tersi olarak belirtilir ve 20-200 mek=mg H+/kg. toprak aralığında değişir. Toprak mineral maddesinde ortalama %70-80 oranında silis, %10-15 alümina, %5 kadar demir oksitler, % 2 civarında potasyum oksit, %1 kadar kalsiyum oksit ile aynı oranlarda mağnezyum oksit bulunur ve diğer tüm element oksit ve tuz formları ancak %3 oranı civarındadır. Yani temel olarak toprak silikatlar ile oksitler ve organik maddeden oluşur, su e haa içerir. Toprak azotlu mineral içermez, çünkü bu inorganik azot tuzları yüksek sıcaklıklarda durağan yapılı değildir ve mağma soğurken gazlaşmışlardır. Bundan dolayı atmosferin %78i azot gazıdır. Toprakta azot organik maddede bulunur. Bu nedenle de uzun süre bitki örtüsüz kalan ve mikroflorası zayıflamış topraklar azotça fakirleşir. Toprağın azotça zenginliği humus adı verilen, nemli ortamda mikrobiyolojik aktivite ile bozunmuş organik madde miktarına bağlıdır. Humus mineral partiküllerini çevirerek örter ve koyu kahve rengini renk verir. Bunun en tipik örneği kahverengi orman toprağıdır. Humus kolloidaldir, oluşumu gereği toprağın en üst tabakasında, toprağın A horizonunda yığılır. Bunun altındaki B tabakası genelde killi, Al silikatlarınca zengin tabakadır. Bu en ince tanecikli Al silikat mineralleri tabakası da kolloidal özelliği nedeniyle su adsorbe ederek şişme özelliğine sahiptir. Al silikatların zamanla bozunma eğilimleri farklıdır, bu nedenle toprak yaşlandıkça B tabakasında bozunmaya daha dayanıklı olan Al silikatlar kalır, bozunanlar daha alt tabakalara iner. Çünkü A tabakası güneş, rüzgar ve yağış ile donma ve çözülmenin etkilerine açıktır. Sonuç olarak toprak yaşlanması üst tabakada dirençli ve toprak çözeltisine yeni mineral madde sağlama kapasitesi düşük tabaka oluşmasına neden olur. Çok yaşlı topraklarda killerin büyük kısmı süzülen su ve yerçekimi etkisiyle B tabakasına toplanır ve A - B horizonları farklılaşır. Erozyona uğramadan çok yaşlanan topraklarda B horizonu da aynı şekilde fakirleşir. Erozyon ile üst tabakaları sürüklenen topraklar organik madde ve kilce fakirleştiğinden verimliliğini kaybeder. Eğimli yerlerde bitki artıklarının ve organik maddelerin sürüklenmesi sonucu aynı anakayadan oluşan topraklar düz arazidekinden farklı yapıda olur. Toprakların temel karakteristikleri oluşum kaynağı olan anakayanın özelliklerine bağlıdır. Anakayanın jeolojik devirlerdeki temel özellikleri ve parçalanma eğilimleri, topografya, etkisinde kaldıkları iklim koşulları gibi etkenlere göre mineralojik ve kimyasal özellikleri farklılık gösterdiğinden üzerlerinde oluşan topraklar da çok farklı olur. Ayrıca anakayanın su altında kalması ile üzerinde sedimanter kayaç oluşması gibi ikincil gelişmeler etkili olur. İklim de aynı anakayadan oluşan topraklar arasında farklılıklara neden olan önemli etkenlerdendir. Sonuç olarak toprak anakaya, topoğrafya, iklim ve bitki örtüsü ile süreç, tarihçenin ürünüdür. Bu 5 değişkenin 10(5) farklı tip oluşturması mümkündür. Temel kimyasal yapıları ise alüminyum ve demir silikatlar, yani Si, Al ve Fe ile Oksijenin ana elementleri olması, önemli miktarlarda Ca, Mg ve K ile Na içermeleri nedeniyle benzerdir. Bu katyonlar topraktaki silikat ve karbonatların bozunması ürünüdürler, toprak organikmaddesine bağlanmadıklarından anak iyondeğişimi dengesine girdikleri oranda toprakta tutunabilir, aksi halde yıkanarak derinliklere doğru süzülürler. Esas makroelementlerin diğer grubu olan azot, fosfor ve sülfür ise organik maddeyle yakın ilişkili olan elementlerdir ve organik madde bozulumu ile toprağa karışırlar. Fe ve Al gibi polivalentlerin iki değerlikleri hidroksille ve ancak bir değerlikleri diğer bir anyonla birleşir. Fosfatın -1, 2 veya üç değerlikli formlarının birbirine oranı ise toprak pHdeğerine bağlıdır. Topraklar içerdikleri kum, silt, kil ve organik madde oranlarına göre tekstür sınıflandırması sisteminde kum, kil ve silt üçgenine yerleştirilen organik maddeli kum, kumlu organik madde gibi sınıflara ayırılır. Bu sınıflandırma elek analizine, yani tanecik boyutlarına göre oranlamaya dayanır. Killer, kolloidal düzeye kadar çok ince taneciklere kadar ayrışmış toprak mineralleri karışımıdır. Bu incelme mineral kristallerinin parçalanmasına kadar ilerlemiş olduğundan anyonik ve katyonik bileşikler içerirlerse de çok büyük oranda - yükler hakimdir ve bu nedenle killi toprakların CEC değeri yüksektir. Bu kapasitenin hidroksonyum veya Ca, Mg, K veya Na tarafından doyurulması toprağın depo pH değerini belirler. Topraktaki K kaynağı genellikle Al silikatları olan biyotit, muskovit gibi minerallerdir ve depo K oranı yüksektir. Fakat bitkilere yarayışlı K oranı düşük olduğu gibi bunun bir kısmı da az yarayışlıdır. Çünkü K lu silikatların bozunma ürünlerindeki K tuzları büyük oranda kolay çözünüp suyla yıkanır maddelerdir ve toprak CEC inin büyük kısmı H+, Na+, Ca++ ve Mg+ tarafından kullanılır. Çünkü K+ un su zarfı / iyonik çekim kuvveti oranı diğerlerinden büyüktür ve tipik olarak kapasitenin %5 ini kullanabilir, diğer kısmını Ca >% 60, H >%20, Mg>%10 oranında paylaşır. Bu üç K fazı arasında kinetik bir denge vardır ve tipik oranları >%90 depo, % 1 - 2 tam yarayışlı çözünür K fazı, aradaki fark da değiştirilebilir fazdır. Bu fazlar arası dengeler de organik madde ve kil, mineralojik bozunum düzeyi, K ile değişim kapasitesi rekabeti gösteren katyonlar, toprak nemi gibi etmenlere bağlıdır. K+ su sferi genelde birçok killerin kristalografik kafes yapısına uyumlu olduğundan adsorpsiyonu ve iyon değişim kapasitesine girmesi kolay olmakta ve bu sayede bitkilere sağlanması süreklilik kazanmaktadır. Ancak kaolen gibi su alarak şişme özelliği düşük olan bazı killer ile uyuşmadığından toprakların K değişim kapasitesi farklı olmaktadır. Önemli bir etmen de toprak pH sıdır, asitleşme H3O rekabeti ile, alkalileşme ise su sferi küçük ve iyonik kuvveti daha çok olan Ca+2 rekabeti ile K bağlama kapasitesini azaltır, bu nedenle tipik olarak pH 5.5 - 8.5 aralığında değişebilir K oranı artar. K+ bağlayan killerin tutma kapasitesi için benzeri özelliklere sahip amonyum da rekabet eder. Ayrıca toprağın donması ve çözülmesi, ıslanıp kuruması olaylarının tekrarı da değişim kapasitesini arttırırken çözünmüş K miktarını azaltır. Yağış bitki örtüsü zayıf toprakta K yıkanması ile kaybına neden olur ve bu nedenle seyrek, düzensiz ve şiddetli yağış alan bölgelerde bitki örtüsünün giderek daha da zayıflamasına neden olur. Bitki örtüsü yeterli olan yörelerde de otlatma, hasat gibi olayların tekrarı aynı şekilde etkili olur. Çünkü, ancak derindeki yıkanmış K kapasitesini kullanabileek derin köklü bitkiler ve taban suyuna kadar inen K un yüzeydeki buharlaşmanın emme kuvveti ile dipten K çekmesi dışında toprakta N gibi K döngüsü yoktur. Kum oranı yüksek ve kili az topraklar su tutma kapasitesi ve mineral verimliliği düşük topraklardır. Havalanmaları iyidir ve suyu kolay alırlar. Bu nedenle de organik maddeleri yüksekse verimli topraktırlar. Killi topraklar iyi tekstürlü topraklardır, iyon değişim kapasiteleri yüksektir, yalnız yaşlandıkça bu kapasiteleri azalır, toprak çözeltisiyle birlikte iyonları alt tabakalara doğru yıkanarak (leaching) kil dağılımı A zonunda %10, B zonunda %50 oranına kadar çarpılabilir. Nemli ılıman bölgelerde verimlilikleri yüksektir, ancak derindeki kil tabakası şiddetli yağışlarda taşmaya da neden olabilir. Kurak ve sıcak bölgelerde ise az killi topraklar daha yüksek verim sağlar, çünkü üst tabakadaki kilin tuttuğu su buharlaşarak kaybolur ve bitki köklerine ulaşamaz. Buralarda ancak saçak köklü ve yüzeye yakın kök sistemi olan bitki türleri yaşamlarını sürdürebilir. Böyle ortamlarda kilin aşağı tabakalar indiği yaşlı topraklar daha yüksek verimlilik sağlar. Yaşlı topraklarda C horizonunda biriken kum e siltin bozunarak kile dönüşmesi de görülür. Kum, kil ve organik madde dengesi iyi olan ve derin üst tabaka yeterli su tutma ve iyon değişimi, düşük buharlaşma ve yüksek su geçirgenliği (permeabilitesi) ile ideal üst horizon tabakasıdır. B tabakasında yeterli kil bulunursa süzülen su da bitkilerce kullanılabilir ve buharlaşma halinde de yukarıya yönelerek su deposu oluşturur. Yeterince killi topraklar topaklanarak ideal strüktür sağlarlar, kumlu veya siltli ve organik maddeli olanlar ise masif yapılar oluşturur ki bunların porozitesi çok düşüktür. Toprak taneciklerinin agregalar halinde topaklanması, fungus ve aktinomiset miselleri, kolloidal kil taneciklerinin katyonları ile organik maddelerin anyonları veya kil anyonları ile organik anyonların mineral katyon kelatları halinde birleşmesi gibi mekanizmalarla olur. Organik madde en üst tabakanın % 1 - 6 sını, ortalama olarak %3 ünü oluşturur. Kuru ağırlık olarak %20 civarında organik madde içeren topraklara organik, diğerlerine mineral toprak adı verilir. Organik madde bitki ve hayvan artıkları, bozunma ürünleri ve canlı eya ölü mikroorganizmaları içerir. Organik madde azot kaynağıdır ve özellikle humus su tutma kapasitesini, iyon dezorpsiyonu ve değişimi kapasitesini arttırarak bitkilerin büyüyüp, gelişme şansını arttırır. Kimyasal ve biyolojik ayrışma ve dönüşümler sonucunda kolloidal, gri - kahverengi - mor - siyah renk aralığında ve ortalama olarak % 60 C, % 6 N ile P ve S içeren humus meydana gelir. Bakteriler, fungi ve protozoa ile mikro artropod, solucan gibi canlıların etkinlik ürünü olarak meydana gelir. Bol miktarda polimerleşmiş organik asitleri içerir. Humik asit adı verilen bu yapı jel halinde, kil tanecikleri arasında çimento oluşturarak sağlam bir su ve iyon tutucu yapı meydana getirir. Renk polimerleşmenin ilerlemesi ile koyulaşır. Humuslaşma bitki artıkları, mikro populasyonların etkinlik oranları ve ortam şartları ile toprağın mineralojik yapısına göre farklılıklar gösterir ve buna göre gerek humus tipleri, gerekse topraklar sınıflandırılır. Örneğin mor tip humus asidiktir ve özellikle soğuk bölgelerdeki iğne yapraklı ormanlarında görülür, fulvik asit denen az polimerleşmiş humik asit podzoller adı verilen toprakları oluşturur. Humus tipi podzollerin kil oranını değiştirmesine göre de alt toprak tiplerini ortaya çıkartır. Canlı artıklarında C/N oranının düşük oluşu mikrobiyal aktiviteyi arttırarak bozunmayı hızlandırır. C mikroorganizmalar tarafından kullanıldıktan sonra CO2 olarak salındığından zamanla toprak organik maddesindeki C/N oranı düşer e bu oran 1/17 oranına geldiğinde mikroflora azotu kendi metabolizması için kullanamaz hale gelerek NH3 halinde salgılar ve toprak organik maddesi bozunması bu iki gazın çıkışı ile sürer. Oran 1/11 civarına indiğinde de organik madde bozunması dengeye yaklaşır ve yavaşlar. Kayaçlarda azotlu mineral bulunmaması, mağmanın soğuması sırasında azotun gaz halinde atmosfere geçmesi nedeniyle yeryüzündeki tüm azot canlılar tarafından fikse edilmiş olan azottur. Havadaki azot kozmik ışınlar ve yıldırım düşmesi gibi enerji sağlayan olaylarla toprakta fikse edilebilirse de bu önemsiz düzeydedir. Havadaki azotun fikse edilmesini, bitkiler tarafından kullanılır hale getirilmesinde rol alan mikroorganizmalar Azotobacter, Beijerinckia, Clostridium, Nitrobacter, Nitrosomonas ile bitkilerle ortak yaşayan Rhizobium ve Spirillium bakterileridir. Rhizobium Leguminosae ve Mimosoidae familyaları cins ve türleri bitkilerin köklerinde ortak yaşayarak azot fikse eden nodüller oluşturduğundan, Spirillium ise Graminae türleri simbiyontu olarak diğer serbest yaşayan cinslerden farklıdır. Azotobacter hava azotu fiksasyonunda rol alan ototroflar arasındaki en önemli gruptur ve tümü toprak organik maddesinde C/N oranı yüksek olduğunda çoğalıp etkili olmaya başlarlar. Serbest azot termodinamik açıdan çok kararlı bir molekül olduğundan tepkimeye sokulması için çok enerji gerekir. Bu açıdan azot fikse eden bakterilerin canlılığın sürmesindeki rolü fotosentetik canlılar kadar önemlidir. Tipik olarak toprak üst tabakasında %3 - 5 oranında olan organik maddede %5 civarında azot bulunur. Oran bunun altına doğru azaldıkça bu bakteri grubunun etkinliği artar. Karbohidratları kullanarak havanın azotunu amonyak ve nitrata çevirirler. Ortalama olarak 1 ton topraktaki 100 kg. karbohidratı uygun nem ve sıcaklıkta 20 günde tüketirler, arazi koşullarında ise 1 dönümde ancak 10 - 15 kg. azotlu biyomas oluştururlar. Fakat ortamda diğer mikroorganizmalarca sağlanan inorganik azot bileşikleri varsa tercih ederler. Mavi - yeşil alglerden Anabaena, Nostoc cinsleri de havanın azotunu fikse edebilen canlılardır. Bakterilerle funguslar arasında bulunan aktinomisetler gene kalsiyumca zengin ve otların hakim olduğu topraklarda bulunur, funguslar ise asidik topraklara dayanıklıdır ve orman topraklarında boldurlar, bakterilerden daha az sayıda olmakla birlikte toplam kütleleri daha yüksektir. Toprakta mikrobiyolojik aktivite artışına paralel olarak onlarla beslenen protozoa da artarsa toprak organik madde artışına önemli katkıda bulunur. Topraktaki amonyak ve amonyumu nitrata oksitleyen ototrofik nitrifikasyon bakterileri çevrimi nemli ve sıcak, iyi havalanan toprakta en etkin olarak yürüten aerobik canlılardır. Enerjiyi canlı artıklarından, azotu havadan sağlayan bakteriler yanında Leguminosae ve Mimosoidae türlerinin kök nodüllerinde yaşayan ve enerji ile karbon gereksinimini bitkiden sağlayan bakteriler de vardır. Nitrifikasyon yüksek sıcaklıklarda solunumun artışı sonucu fosfor dekompozisyonunun da maksimum olmasını sağlar. Genellikle kalsiyum gereksinimleri yüksek olduğundan hafif alkali topraklarda gelişirler. Nemli, sıcak ve iyi havalanan hafif alkali topraklarda 1 gr. toprakta yoğunlukları 1 milyar bakteri / 1 gr. toprağa kadar yükselebilir. Amonyaklaşma canlı artıklarının anaerobik ortamda mikrobiyal bozunma ürünüdür ve havaya karışır veya amonyum hidroksit halinde çözünür, ya da oksitlenerek fikse edilir. Nitrobacteriaceae familyasından Nitrosomonas, Nitrosospira, Nitrosococcus ve Nitrosolobus nitrozobakterileri amonyağı nitritlere yükseltger. Bitki ve hayvanlar için toksik olan nitritler ise özellikle Nitrobacter ve Nitrospina, Nitrococcus tarafından nitratlara yükseltgenir. Organik maddenin bozunması sırasında proteinlerin azotu amonyak haline açığa çıkarsa da suyla hemen oluşturduğu amonyum hidroksit bakterilerce oksitlenerek nitrata dönüştürüldüğünde çözünürlüğü yüksek tuzlar yapar. Cinsler arasında amonyum ve nitrat alım oranları açısından farklılıklar görülür, örneğin bazı Graminae cinsleri özellikle ilk büyüme ve gelişme dönemlerinde amonyumu daha etkili kullanırken pamukta durum tersinedir. Azotobacter, Clostrodium, Nitrosomonas ve Nitrobacter havanın azotunun amonyağa ve daha sonra da oluşan amonyum hidroksitin nitröz asidi üzerinden nitrik aside oksidasyonunu sağlar, son ürün olarak ta CaNO3 başta olmak üzere tuzlar oluşur, bitkilerce alınarak kullanılır. Rhizobium ise legümler ve Mimosoidae türleri ile diğer bazı odunlu cinslerinin köklerinde oluşturdukları nodüllerde azot fiksasyonu yaparlar ve özellikle nötr-hafif asidik, yeterli P, Ca, Mo içeren topraklarda etkilidirler. Azotobacter alkali, Clostrodium ise asidik topraklarda daha etkindir. Azotobacter C/N oranı 33 den büyük ve P, Ca, Fe ve Mo elementleri yeterli topraklarda yeterli etkinlik gösterebilir. Toprakta azot iz miktarlardaki N2O, NOx ve daha yüksek olabilen NH3 gazları, NH4+, NO2- , NO3- iyonlarının asit ve özellikle tuzları halinde bulunur. Tuzlar bitkilerce alınamazsa kolayca yıkanarak alt horizonlara iner. Bu nedenle erozyon toprağın azotça fakirleşmesine neden olur. Günümüzde artan hava kirliliği nedeniyle atmosferde biriken NOx gazlarının yağışla toprağa inmesi sonucu oluşan azotlu asitler ve toprakta dönüştükleri tuzları bitkilere önemli oranda azot kaynağı sağlayabilmektedir. Öte yandan azotlu gübrelerin kullanımı da kirletii azotlu gazların oluşumu ile hava kirliliğine, yıkanan nitrit ve nitratlarla da toprak ve su kirliliğine katkı yapmaktadır. Nemli koşullarda organik maddece zengin ve fakir topraklar arasında da CO2 ve NH3 çıkışı toplamı arasında 1/11 gibi büyük bir fark vardır. Toprağın alt horizonlarında ise C/N oranı 6/1e kadar düşebilmektedir. Toprak organik maddesindeki proteinler ve peptidlerin bozunması ile amino gruplarını içeren maddelerin bir karışımı oluşur. Bu aminasyon ürünleri mikrobiyolojik aktivite sonucu su ile birleşerek amonyağa dönüşür. Amonifikasyon sonrası açığa çıkan amonyağın bir kısmı ototrof nitrifikasyon bakterilerince nitrite yükseltgenir. Bu bakteriler enerji kaynağı olarak inorganik tuzları, C kaynağı olarak da CO2 i kullanırlar. Amonyağı oksijenle birleştirerek nitritlere dönüştürürken hidroksonyum açığa çıkışı olur ve bakteriler enerji elde ederler. Nitritlerin oksijenle nitratlara yükseltgenmesi de eksotermiktir. Oksijen gereksinimi nedeniyle bakteryel etkinlik iyi havalanan, kaba tekstürlü topraklarda artar ve toprak organik maddesinin pH değeri biraz düşer. N2 + 10 H3O + 8 e- ® 2 NH4 + 3O2 ® 2 NO2- + 2 H2O + 4 H3O+ + E ® 2 NO3- + E nitrojenazlar Özellikle anaerobik koşullarda organik biyoması sübstrat olarak kullanan ve elektron kaynağı olarak Mo, Fe veya Cu, V içeren nitrit redüktaz etkisiyle denitrifikasyon sonucu serbest N2 çıkışı azot çevrimini tamamlar. Anaerob koşullar N2 benzeri koordinasyon molekülü olan O2 in rekabetini engeller, aerobik koşullarda ise heme proteinleri gibi Fe li O2 akseptörleri ile bakteri rekabeti önler. Amonyak ve nitrat bitkiler tarafından alınarak organik azot bileşiklerine çevirilebilen azot formlarıdır. Amonyum ise killerce değişebilir ve sabitleşmiş şekilde adsorbe edilir ve çözeltiye geçen oranı düşüktür. Köklerce özellikle iyon değişimi ile alınır. Killerin mineralojik bileşimlerine göre amonyum değiştirme ve fikse etme oranları değişir. Fiksasyon oranı arttıkça mikrobiyolojik veya bitkilerce kullanılabilir oran uzun vadeli olarak düşer. Topraktaki tipik yararlı/ toplam azot oranı %2, organik maddece zengin üst katmanda fikse azot ise %7dir. Derinlere doğru fikse azot oranı %60 a kadar artar. Bu nedenle toprak ıslahı için derin köklü ve azot fikse edebilen nodüllere sahip bitki dikiminden yararlanılır. Bitkiler genelde nitratın birkaç ppm düzeyindeki miktarlarından yararlanabilir. Çünkü daha yüksek miktarları toksiktir. Ancak kumul bitkileri organik maddesiz ortamda normal gelişimlerini gösterebilir. Organik madde bozulumu moleküler düzeye kadar sürdüğünden iyon bağlama kapasiteleri yüksektir. Özellikle linyin gibi dayanıklı moleküller CE depo kapasitesini arttırırlar. 1 gr. toprak organik maddesinin CEC değeri 1 gr. kilinkinden daha yüksek olduğundan en verimli topraklar orman topraklarıdır. Organik maddede de CEC > AECdir, çünkü reaktiv grupların çoğunluğunu karboksiller oluşturur. Sülfür bakterileri de topraktaki S formu dönüşümlerinde çok önemli yer tutar. Topraktaki pirit (-2 değerlikli iyonik FeS2 ) veya FeS, CuS, CuFeS2 içeren mineralleri ve elementel S ü, CO2 i redükte ederek elde ettikleri elektronlarla suda sülfürik asit olarak çözünen SO3 e oksitleyen Thiobacillus türleri gibi kemoototroflar ağır metal toksisitesi ve düşük pH a dayanıklılıkları ile dikkat çekicidirler. Topraktaki S kaynakları iklim bölgelerinde farklılık gösterir. Nemli iklimlerde özellikle pirit- FeS2, jips - CaSO4 mineralleri halinde bulunur ve tipik olarak %0.01 - 0.15 oranında toplam S ile 50 - 500 ppm çözünür sülfat sağlar. Kurak ve yarı-kurak bölgelerde ise toplam miktarının çoğunu çözünür toprak alkali sülfatları oluşturursa da toplam S %80 -90 oranında organik maddede bulunur. Sülfat killerce, özellikle Al ve Fe oksitleri tarafından AEC çerçevesinde depo olarak tutulabilmektedir. Organik maddedeki biyolojik S büyük oranda proteinlerdeki -S-H ve S-S bağları ile bağlı olan, az bir kısmı ise çözünür sülfat tuzlarından oluşur. Aerobik koşullarda sülfat mikroorganizmalar ve bitkilerce alınır veya yıkanarak derinlere inerken proteinlerdeki sülfürün bir kısmı oksitlenir, diğer kısmı ise önce redüklenerek hidrojen sülfür gazına dönüşür. S ancak mikrobiyolojik canlıların O2 ile H2S ü tersinir bir tepkimeyle oksitleyerek sülfata dönüştürmesiyle yararlı hale geçebilir. Bu arada toprak asitleşirse de fosfatdan farklı olarak toprak kolloidlerince adsorplanabildiğinden toprağın organik ve kil kolloid miktarı artışı asitleşmeyi azaltır. Topraktaki S yıkanma ve bitkisel tüketime ek olarak erozyon etkisiyle tükenebilir. Özellikle bazı türler çok S kullanırlar ve toprağı fakirleştirirler, hava kirliliği ve asit yağmurları ise toprağa S sağlar. Topraktaki S genelde %0.05 civarındadır ve üst tabakada 500 kg/dönüm kadar bulunur.

http://www.biyologlar.com/topragin-mineral-madde-verimliligi-1

ENERJİ ve KARBON METABOLİZMASI

Bilindiği gibi canlıların birincil enerji kaynağı güneş enerjisidir. Besin zinciri ototrof - kendibeslek yeşil organizmaların güneş enerjisini kullanarak inorganik CO2 gazının karbonunu suyun protonu ile redükleyip - indirgeyip organik bileşikler sentezlemesi ile başlar. Canlılık ışığın fiziksel enerjisinin kimyasal bağ enerjisine dönüştürülerek canlılık ve sürdürülmesi için gerekli işlerde kullanımı ile yürür. Bu işlemler ve işlerin toplamına metabolizma, yapımla ilgili olan sentez ve depolama işlerine anabolizma ve sindirimle solunumu içeren yıkım işleri toplamına da katabolizma denir. Bilindiği gibi indirgenme bir atom veya molekülün elektron kaybetmesidir ve tersi de yükseltgenme, yani oksidasyondur. Elektron alışverişi için birisi elektron verici (donör), diğeri alıcı (akseptör) olan en az iki atom veya molekül gerektiğinden bu iki olay birlikte yürür ve redoks tepkimesi olarak adlandırılır. Canlılarda da kemosentez ve fotosentez dışındaki tüm anabolik olaylar oksitlenme yani solunumla paralel yürür. Sentez veya başka bir iş yapılması ile ilgili tüm olaylar hızlandıkça solunum hızı artar ve fotosentez veya kemosentezle solunumun enerji gereksinimi karşılanamadığında gene katabolik olan sindirim, yani kimyasal bağların parçalanması ile enerji açığa çıkışı olur. Sindirim ve solunum olayları termodinamik açıdan kendiliğinden yürüyebilen olaylar olduğundan ölüm halinde kendiliğinden olur ki bu olaya otoliz denir. Hücrelerdeki membranların sağladığı kompartmanlar, seçici membranlar bu tür tepkimelerin kendiliğinden başlayıp yürümesi riskini ortadan kaldırır. Bir maddenin bir tepkimede elektron alıcı veya verici rol üstlenmesi redoks tepkimesine konu olan diğer maddeye oranla elektron çekiciliğinin daha yüksek veya düşük olmasına bağlıdır. Yani sabit, sınıflandırmaya uygun bir özellik değildir. Buna karşılık ölçülebilir olan bu özellik bilindiği gibi redoks potansiyeli ile tanımlanır ve bir skala halinde kullanılır. Bitkilerde anabolizma iki indirgenme olayından birisi ile başlar: fotosentez ve kemosentez. Fotosentezde ışık kuantlarından alınan enerji ile inorganik formdaki CO2 molekülünün yarı kovalent bağlarla bağlı C atomu indirgenerek kovalent bağlı organik bileşiklerine dönüştürülür. Bu bileşikler canlıların %15 - 18ini oluşturur. Elementel karbonun en dış okted tabakasında 4 elektron olduğundan bileşik oluşturması yüksek enerji ister ve zordur. Bu nedenle de havada yalnızca % 0.2 - 0.3 oranında bulunur ve tek doğal kaynağı canlılardır. İyonik bileşiklerde iki atom arasındaki elektron alışverişi tam olduğu, elektron yörüngesinde düşük sayıda duplet veya okted açığı olan atomun diğer atomun en dış yörüngesindeki elektron kapasitesinin yarısından az sayıda olduğundan dengesiz durumdaki elektron veya elektronları tam olarak alması sonuu kararlı bir bağ olan iyonik bağ oluşur ve sert kristal yapılanma olur. Su gibi yarıkovalent bağlarla oluşan molekülerde bağ enerjisi daha düşüktür, yapı daha zayıftır. Daha yüksek enerjili ve kuvvetli olan bağın enerjisi düşürülmüş ve daha kolay bozunabilen, daha kararsız organik bileşikler elde edilir. Termodinamik açıdan ise termik hareketliliği yani entropi enerjisi yüksek olan CO2 gazı serbest, işe çevrilebilir enerjisi daha yüksek olan organik moleküle dönüşmüş olur.

http://www.biyologlar.com/enerji-ve-karbon-metabolizmasi

Dünya’da Organik Yaşamın Başlangıcı

Unlu bilim dergisi SCIENCE, 25 Haziran 1999 tarihli sayisini, “Evrim Kuramina ve Evrim Kuraminin Gercekligine” ayirdi (1). Bu sayi icin giris yazisi yazan unlu evrimci Stephen Jay Gould soyle demekte: “Evrim bir gercektir ve ancak gercek bizi bagimsizliga kavusturabilir!” ve Gould eklemekte, “Darwin’in ilk teorileri aciklandigi zaman, aristokrat bir soylu ‘Darwin’in soylediklerinin dogru olmadigini umalim; ama tutun ki dogru, o zaman tum dunyaya yayilmamasi icin dua edelim!’ demisti; ne yazik ki, 21. Yuzyila girerken, bu sahisin soyledikleri cikti: Evrim Kurami dogru, ama dunyanin cogunlugu, en azindan ABD ulusunun buyuk kismi tarafindan bilinmiyor ” (2). Gercekten de, 21. Yuzyila girerken, Evrim Kuraminin gercekligi hakkinda onca yayin yapilmasina, onca kanit bulunmasina karsin, bilim insanlari ile halk arasinda Evrim Kuramini degerlendiris acisindan ucurumlar mevcut. Bu konudaki en buyuk zorluk, oncelikle, Evrim Kurami ile ilgili bazi biyolojik, kimyasal, fizyolojik, paleontolojik bilgilerin anlasilabilmesi icin yogun bir bilim egitimine, detayli anlasilmis bazi kavramlara gereksinim duyulmasi. Ikinci onemli zorluk ise, Evrim Kuramini aciklarken ifade edilen bazi kavramlarin (ornegin milyon yillarda gelisen evrim, dogal seleksiyon, biyokimyasal protobiogenesis vb) gunluk hayatin mantigi ve yasantisi acisindan pek de kolay anlasilamamasi. Bu konuda Amerikan Ulusal Bilimler Akademisinin (National Academy of Sciences) son yayinladigi halk kitabi “Science and Creationism” (Bilim ve Yaratiliscilik), bu konudaki en yetkili agiz tarafindan son noktayi koyuyor ve Evrim Kuraminin bir gercek oldugunu savunuyor (3, 4). Turkiye’de de “Islamci Bilimsel Yaratiliscilarin aktivitelerine ” karsi TUBA ve bir grup bilim insani da bazi aciklamalar yapmisti (5, 6, 7). ABD’de ve diger Hristiyan ulkelerde oldugu gibi, Turkiye’de de ortaya cikan “Bilimsel Yaratiliscilik” akimlari, bilim ile yaratilisciligi birbirine bagdastirmaya calisiyordu (8); ustelik Evrim Kuramini savunan bilim insanlarina karsi dev bir karalama kampanyasina giriserek, bilim insanlarini sindirmeyi amacliyordu. Bu konuda yazdigim yazilar nedeniyle ben de, diger bilim insanlari gibi buyuk saldirilara maruz kaldim (4, 9, 10). Turk bilim insanlari olarak, gerek halki gerekse diger bilim insanlarini ve aydinlari bu konuda bilgilendirmek konusunda cok ciddi sorumluluklar tasidigimiza inaniyorum. Bu sorumluluklardan birisi, “kendini bilimsel elit zumreolarak gorup, bilimsel yaratiliscilari yanit verilmeyecek kadar kucumsemek yerine”, onlari iddia ettikleri her hipotezde curutmek ve yapmakta olduklari carpitmalari ve bilimsel sahtekarliklari, halkin onunde anlasilir bir dille ve bilimsel kaynaklarla yuzlerine vurmak! Dunya’da yasamin baslamasi ile ilgili en onemli sorulardan ve problemlerden birisi, primordial (ilk) kosullarda canlilarin ana yapi taslari olan organik molekullerin nasil meydana gelebilecekleri konusuydu. Bilimsel yaratiliscilarin hipotezlerine gore, tum organik madde ve biyolojik yasam bir anda, dogaustu bir gucun “OL!” demesiyle belirli bir hedefe ve cok akilli bir dizayna gore yaratildi. Bilim ise bu konuda farkli bir goruse sahip, ozellikle son yillarda yapilan calismalar dunya’da ilk organik maddenin olusumu konusunda yeni bir bakis acisi getirdi (11, 12, 13, 14, 15). STANLEY MILLER DENEYINDEN GUNUMUZE Dunya’da yasamin baslamasi icin, yasamin temel taslari olan organik maddelerin, amino asitlerin ve DNA ile RNA’nin yapisinda var olan nukleik asitlerin bir sekilde dunya ortaminda (okyanuslarda, gollerde, sicak su kaynaklarinin aktigi yerlerde) bol miktarda var olmasi gerekmekteydi. Bu konuda dogru fikir yurutebilmek icin, 4.5 milyar yil once soguyarak, var olan dunya gezegeninin atmosferi ve icerdigi elementler konusunda dogru tahmin yapmak gerekliydi. Bu konudaki ilk tahminleri Oparin (16 ), Haldane (17), Urey (18) yapmislardi. Onlara gore ilk dunya atmosferi metan (CH4 ), amonyak (NH3), su buhari (H2O) ve molekuler hidrojenden (H2) olusmaktaydi. Ilk atmosferde oksijen (O2) bulunmadigi pek cok arastirici tarafindan fikir birligi ile kabul edilmistir. Ama en onemli sorun dunyanin genclik gunlerine ait bilgi alinamamasidir. Bilinen en yasli kayalar olan Gronland’daki Isua kayalari bile 3.8 milyar yil yasindadir. Yaklasik 700 milyon yil- 1 milyar yillik doneme ait hic bir iz, kanit ve bilgi yoktur; bu da ilk atmosfer veya ortam konusunda tahmin yapmayi cok guclestirmektedir. Tahminler, olasi modellere gore yapilmaktadirlar ve spekulasyonlardan ibarettirler. William Rubey (19 ), Holland (20 ), Walker (24) ve Kasting’e (25) gore ise, baslangicta cok az miktarda amonyak mevcuttu; atmosferde baslica karbon dioksit (CO2), nitrojen (N2), su buhari (H2O), biraz da karbon monoksit (CO) ve hidrojen gazi (H2) vardi. Son yillarda bu gorusun bilim ortamlarina hakim olmasina ragmen, kimse 4 milyar yil oncesine gidip, ortamda amonyak olup, olmadigini gozlemlememistir. Ayrica, uzaydan her yil 40 000 ton toz yeryuzune dusmektedir, gerek bu tozda, gerekse uzaydan gelen meteoritlerde HCN (hidrojen siyanit), CO2, Formaldehid, CO (karbon monoksit), amino asitler ve organik maddeler bulunmustur; gunde uzaydan dunyaya 1999 verilerine gore dokulen tozla birlikte 30 ton organik madde dusmektedir (13, 21, 22, 23). Dunya kosullarinda amonyakin ve organik madde sentezinin cok az olmasi durumunda bile organik maddeleri olusturan bilesenlerin ve bizzat organik maddelerin uzaydan yeterli miktarda gelme olasiliklari her zaman vardir. Ilk atmosfer kosullarinda hemen hemen hic oksijen olmadigi hesaba katilirsa, organik maddenin”yaratilmadan” dunya ortaminda ilk gazlar ve cozunmus iyonlardan sentezlenmesi de mumkundur. Oksijensiz donem 2-2.5 milyar yil kadar surmus, siyanobakterilerin atmosfere verdikleri oksijen sayesinde atmosferde ilk dunya canlilari icin bir zehir olan oksijen miktari mavi gezegende artmistir (9). Chicago Universitesinde, Harold Urey’in ogrencisi Stanley Miller 1953′te dunyayi yerinden sarsan unlu deneyini gerceklestirdi 26. Urey’in varsayimina uyan (metan, amonyak, hidrojen ve su) gaz kosullarinda, 150-200 bin voltluk akimi gazlarin bulundugu ozel aparattaki karisimdan gecirdi, sonuc cok sasirticiydi pek cok temel organik madde bu enerjinin verdigi etki sonucunda gazlari bir reaksiyonla birlestirmis, Glisin, Alanin, Aspartik asit, Glutamik asit (bu dordu temel amino asitler), Formik asit, Asetik asit, Propionik asit, Ure, laktik asit, ve diger yag asitlerini olusturmustu (26, 27). Deney Pavlovskaia ve Peynskii tarafindan Rusya’da; Heyns, Walter, Meyer tarafindan Almanya’da; Abelson tarafindan ABD’de, cok farkli bilesikler ve gaz ortamlarinda tekrarlandi; oksidasyonun engellendigi ve metan, amonyak ve su buharinin oldugu kosullarda hep amino asitler ve organik maddeler olustu (28); Gabel ve Ponnamperuma, cok farkli enerji ortamlarinda (isi, radyasyon, lineer akseleratorden cikan parcaciklar, mikrodalgalar vb) benzer sonuclar buldular, ayrica bazi seker molekullerini de primordial ortamda sentezlemeyi basardilar (28). Genetik materyeli tasiyan DNA ve RNA’nin temel taslari olan nukleik asitlerin bazilari da ilk atmosfer sartlarinin farkli bicimlerde ele alindigi kosullarda kimyasal olarak sentezlendi ve nukleik asitlerin temel yapi taslarinin primordial ortamda yeterli temel madde ve enerji sonucunda kendiliginden olusabilecegi gosterildi (9, 11, 12, 13, 14, 28, 29, 30). Yaratiliscilar, ilk dunya kosullarinda amonyak olmadigini, Miller’in ise soguk tuzak denilen bir yontemle amino asitleri elde ettigini, Miller’in kosullarinin bilincli olarak cok yapay hazirlandigini ve sonuclarin bilimsel bir sahtekarlik oldugunu soylemektedirler. Oncelikle Miller’in duzenegi tabii ki yapaydir; ama biyokimya’da yapay olmayan kosullarda kontrollu deney yapilamaz ki; soguk tuzak denilen ve reaksiyon urunlerini sogutan bir duzenek kullanilmis olabilir; ama doga’da bunun bir benzerinin var olmadigini soylemek, ustelik de 3.5-4.5 milyar yil oncesinde gelisen olaylardan cok emin ifadelerle bahsetmek ancak, Yaratiliscilar gibi bilimi ayaklar altina alan, cikaracaklari sonuclara onceden fikse olmus insanlarda gorulebilen bir dusunce hatasidir. Ornegin okyanuslarin tabanlarindaki sicak su kaynaklarinin birden soguyarak okyanusa karismasi bahsedilen “soguk tuzagi” dogal kosullarda olusturabilir; dogadaki bugun tahmin edilemeyen pek cok yapi bunu meydana getirebilir. Nitekim, sadece sicak su kaynaklarinda mevcut bu isinin bile sig okyanus sahillerinde suda cozunmus amonyum (NH4), metan (CH4), karbon dioksiti (CO2) (veya su yuzeyindeki atmosferdeki gazlari da katarak) reaksiyona sokabilecegini gosterir. Organik maddelerin ve ilk yasamin denizlerdeki, gollerdeki, volkanik ortamlardaki sicak su kaynaklarinin bulundugu yerde olustugu konusunda pek cok fikir de ortaya surulmustur (12, 21, 30 ). Ortamda amonyakin cok az olmasi kosullarini Miller tekrar irdelemistir (21). Primordial kosullarda, atmosferin redukleyici (elektron kazandirma) ozellikte oldugu dusunulmektedir, ama kesinlesmis bir bulgu yoktur. Atmosferde varolan amonyak’in bir kisminin amonyum (NH4 ) iyonu olarak okyanuslarda cozunecegi bilinmektedir (29); atmosferde cok az miktarda amonyak olmasi kosullarinda bile, su ortamlarinda ya da sicak su kaynaklarinin oldugu, okyanusun sig ve atmosferle bulustugu sahillerde amonyum iyonu, atmosferde cok az miktarda bulunan amonyak, metan gazi ve karbon dioksitle reaksiyona girecek ve organik bilesikleri olusturacaktir (21) . Miller, eser miktarda amonyakin bulundugu ortamlarda yaptigi deneylerde bile organik maddelerin ve amino asitlerin sentezlenebildigini gormustur (21). Yaratiliscilarin baska bir iddiasi, Miller deneyinde sag elli (D-dextro izomeri) ve sol elli (L-levo izomeri) amino asitlerin esit miktarlarda sentezlendigi, halbuki yasamda gorulen 20 cesit amino asitin tumunun sol elli oldugu, oyleyse organik maddenin ve canli yasamin belli bir amacla ve dizaynla yaratilmis olmasi gerektigidir. Oncelikle, 1993′te Arizona State Universitesinden John R. Cronin uzaydan gelen meteoritlerde ve donmus tozda daha fazla L-aminoasitlerine rastlandigini ispatlamistir 13; bu, dunyada varolan ve amino asitlerle reaksiyona giren maddelerin zamanla sol elli amino asitleri tercih etmesini saglayabilir (13). Ikincisi, molekuler yapilardaki zayif kuvvet(weak force) birbirinin ayna goruntusu olan molekullerde (yani izomerlerde) farklidir. Bu bir molekul icin cok ufak bir farktir, ama molekuller bir araya gelince etki buyur. Yani bir molekulun reaksiyona girerken veya suda cozunmus bulunurken icinde bulunan molekuler bag yapma yetenekleri ve belli bir konfigurasyonda dururken gereksimleri olan enerji onlarin doga tarafindan secilmelerini saglamaktadir. Doga tasarruf etmekten yanadir ve genelde en az enerji formunu tercih eder; L ve D formlari arasindaki enerji farki cok az da olsa, yapilan hesaplara gore en az enerji ile durabilen izomer, yaklasik 100 bin yilda dogada % 98 olasilikla baskin bulunan izomer formunu olusturacaktir (31). Ucuncu ve guclu bir olasilik, primordial kosullarda, su anda bilmedigimiz ve ilk dunya kosullarinda var olan ve sol elli amino asitlere baglanamayan bir X maddesinin ozellikle D-(sag elli) amino asitlerle birleserek kelat (cozunmeyen bilesik) olusturmasi ve onlari gol veya okyanus dibine cokertmesidir. Bu ise sol elli amino asitlerin bir anda dogal seleksiyonla artmasini ve dogada daha fazla kullanilabilir hale gelmesini cok kolay saglayabilir. Fakat kimse 4 milyar yil onceye gitmemistir; o gunden bu gune de tek iz kalmamistir; bilimsel yaratiliscilar ne soylerlerse soylesinler, 4 milyar yil onceye ait kesin kanitlarla Evrimcilerin karsisina gelmeden Evrimcilerin hic bir soyledigini curutmus sayilamazlar; ustelik, bilimsel yaratiliscilarin buyuk bir cogunlugu, binlerce kanita ragmen, dunyanin 4.5 milyar yasinda degil, cok daha genc olduguna inanmaktadir (10 bin yil gibi)… Son bulgular, pek cok organik maddenin uzaydan gelen tozda, meteorlarda bulundugunu ispatlamistir. Dunya’da okyanuslarda ve atmosferde amonyum, metan, karbon dioksit, amonyak’tan sentezlenebilen organik maddenin, uzaydan da gelebilecegi NASA’nin arastirmalarinin kesin bir sonucudur (13). Eger gunde 30 ton organik madde uzaydan dusen tozla dunyaya karismaktaysa (kuyruklu yildizlarla, meteorlarla gelenleri saymiyoruz) yilda, (10 4) ton (10000 ton) cesitli organik madde dunyada okyanuslara karisir. Bu ilk bir milyar yil icin 10 9 x 10 4= 1013 ton (10′un yaninda 13 sifir) ya da 10 000 000 000 000 ton organik madde eder. Bu miktarda organik madde, dunyada girdikleri reaksiyonlar da isin icine katilirsa, kesinlikle ilk yasamin tohumlarini atabilir. Halley, Hale-Bopp, Hyakutake isimli kuyruklu yildizlarda pek cok organik madde oldugu kanitlanmistir (13). Bir kuyruklu yildiz, gunes sisteminin sicak bolgelerinden gecerken, bir kismi erir, gaz ve toz olarak dunyanin (veya basak gezegenlerin) cekimine kapilip, zamanla dunyaya duser. NASA’daki bilim adamlari, ER2 tipi ucakla, yaklasik 62 000 feet yukseklikte bu tozlari toplayabilmektedirler. Scott Sandford, bu partikulleri analiz ettiginde % 50′den fazla organik kokenli karbona rastlamistir (13). Meteoritlerde ise, ketonlara, nukleobazlara, quinonlara (klorofil benzeri yapilarda yer alir), karboksilik asitlere, ve 70 farkli cesit amino asite rastlanmistir. Dunya’daki yasantida kullanilan amino asit sayisi ise sadece 20′dir, yani uzay bize ihtiyacimiz olandan cok daha fazlasini hediye etmektedir ! (13) DUNYADA ORGANIK YASAMIN BASLAMASI / UZAYDAN GELEN ORGANIK MADDE Son bulgular, pek cok organik maddenin uzaydan gelen tozda, meteorlarda bulundugunu ispatlamistir. Dunya’da okyanuslarda ve atmosferde amonyum, metan, karbon dioksit, amonyak’tan sentezlenebilen organik maddenin, uzaydan da gelebilecegi NASA’nin arastirmalarinin kesin bir sonucudur (13). Eger gunde 30 ton organik madde uzaydan dusen tozla dunyaya karismaktaysa (kuyruklu yildizlarla, meteorlarla gelenleri saymiyoruz) yilda, (10 4) ton (10000 ton) cesitli organik madde dunyada okyanuslara karisir. Bu ilk bir milyar yil icin 10 9 x 10 4= 10 13 ton (10′un yaninda 13 sifir) ya da 10 000 000 000 000 ton organik madde eder. Bu miktarda organik madde, dunyada girdikleri reaksiyonlar da isin icine katilirsa, kesinlikle ilk yasamin tohumlarini atabilir. Halley, Hale-Bopp, Hyakutake isimli kuyruklu yildizlarda pek cok organik madde oldugu kanitlanmistir 13. Bir kuyruklu yildiz, gunes sisteminin sicak bolgelerinden gecerken, bir kismi erir, gaz ve toz olarak dunyanin (veya basak gezegenlerin) cekimine kapilip, zamanla dunyaya duser. NASA’daki bilim adamlari, ER2 tipi ucakla, yaklasik 62 000 feet yukseklikte bu tozlari toplayabilmektedirler. Scott Sandford, bu partikulleri analiz ettiginde % 50′den fazla organik kokenli karbona rastlamistir (13). Meteoritlerde ise, ketonlara, nukleobazlara, quinonlara (klorofil benzeri yapilarda yer alir), karboksilik asitlere, ve 70 farkli cesit amino asite rastlanmistir. Dunya’daki yasantida kullanilan amino asit sayisi ise sadece 20′dir, yani uzay bize ihtiyacimiz olandan cok daha fazlasini hediye etmektedir ! (13) Daha ilginc bir bulgu ise Louis Allomandola’nin uzay kosullarinin simulasyonunu yaptigi deneylerden gelmistir (13, Bununla ilgili Scientific American’daki Temmuz 1999, resimleri kullanabilirsiniz). Bu deneyler cok dusuk isilarda ve sicakliklarda, ultraviyole radyasyonunun kimyasal baglari yikabilecegini; hatta icinde donmus metanol ve amonyak (uzayda bulundugu oranda) bulunan buzlasmis toz kitlelerinde, ultraviyole isinlarinin ketonlari, nitrilleri, eterleri, alkolleri, hatta heksametilentetramini (HMT) olusturabilecegini gostermistir. HMT asidik ve ilik ortamda amino asitleri olusturur. Bu deneyler son yillarda gerek NASA, gerekse universitelerdeki bilim insanlari tarafindan tekrarlanmis benzer sonuclar bulunmustur (13). Bu su demektir: uzayda donmus buz kitleleri olarak seyahat eden molekuller statik degillerdir; uzaydaki farkli isinlarin ve ultraviyole enerjisinin etkisiyle surekli iclerindeki kimyasal yapi degisime ugramaktadir, bu degisim, ozellikle daha yuksek isili, isinli ve enerjili gunes sistemi bolgelerine girince artmaktadir. Yani gerek uzaya dagilan tozlar, gerek meteorlar, iclerinde dunya gibi uygun kosullara sahip gezegene ulasinca yasamin temel taslarini olusturacak tum bilesenleri, organik maddeleri fazlasiyla tasimaktadirlar. Ustelik 4.5 milyar yillik dunya tarihini, kolay anlayabilmek icin, 1 saatlik bir zaman dilimi olarak alirsaniz, doga ilk 55 dakikayi, bu temel yapi taslarini ve tek hucreli yasami olusturmak icin harcamis, geri kalan bes dakikada da diger tum bitkileri, cok hucreli organizmalari meydana getirmistir. SONUC: Dunya’da organik yasamin baslamasi icin, buyuk olasilikla temel yapi taslari hem uzaydan gelmis hem de milyarlarca yilda, uzaydan gelenlerin de etkisiyle dunyada okyanuslarda, sicak su kaynaklarinin okyanusa karistigi yerlerde, batakliklarda, volkanik yapilarin okyanusla birlestigi yerlerde vb. ortamdaki serbest enerji sayesinde sentezlenmislerdir. Amino asitler, nukleik asitlerin yogunlastigi ortamlarda thermal proteinler ve RNA, oto-katalitik RNA buyuk olasilikla ilk genetik bilginin sekillenmesinde rol oynamislardir (11, 12, 14, 30) . Burada su temel unsurlar unutulmamalidir: 1. Bahsedilen sureler insan zekasinin kavrayabilecegi surelerin cok otesindedir. Bahsedilen sureler, milyon degil, milyar yillardir. Dort milyar yil, 50 yillik bir insan jenerasyonu goz onune alinirsa yaklasik 80-100 milyon jenerasyon demektir. Homo sapiensinortaya cikisindan beri ise sadece yaklasik 500 jenerasyon gecmisti. 2. Dogada kararli yapilarin olusmasi cok zordur. Belki bir tek kararli yapinin olusmasina karsi, binlerce katrilyon kararsiz yapi bozunup gitmektedir; biz bilgiyi bu gune kadar gelebilen kararli yapidan alabilmekteyiz; kararli yapilarin gelismesini saglayan reaksiyon ve biyolojik olay sayisi ise neredeyse sonsuzdur . Dr. Umit Sayın Cumhuriyet Bilim ve Teknik Dergisi Kaynakça: 1) Science, 25 Haziran, 1999, 284 (5423):2045-2220. 2) Ibid., pp: 2087. 3) NAS, “Science and Creationism: A view from the National Academy of Sciences”, 1999, National Academy Press. 4) Umit Sayin, “ABD’de Bilimsel Yaratiliscilibgin Coküsü”, Bilim ve Ütopya, Aralik 1998. 5) TUBA bülteni, 10:2, 1998. Ayrica TUBA’nin web sayfasina (www.tuba.org.tr) bakabilirsiniz. 6) “Kamoyuna Duyuru” (Birinci Bildiri), Cumhuriyet Bilim ve Teknik, 7 Kasim 1998. 7) “Bilime Gerici Saldiri” (Ikinci Bildiri), Cumhuriyet Bilim ve Teknik, 30 Ocak 1999. 8 ) Harun Yahya, “Evrim Aldatmacasi”, Vural Yayincilik, 1997. 9) Ümit Sayin, “Yaratilmayis: Yasam Nasil Basladi”, Bilim ve Ütopya, Ekim 1998. 10) Ümit Sayin, “Uctu Uctu Dinozor Uctu”, Bilim ve Utopya Kasim 1998. 11) Albert Eschenmoser, “Chemical Ethiology of Nucleic Acid Structure”, Science, 25 Haziran, 1999, 284 (5423):2118-2123. 12) Andre Brack, editor, “The Molecular Origins of Life”, Cambridge University Press, 1998. 13) Max P. Berstein, Scott A. Sandford, Louis J. Allamandola, ” Life’s Far-Flung Raw Materials”Scientific American, Temmuz 1999, 281:42-49. 14) Leslie E. Orgel, “The Origin of Life on Earth”, Scientific American, Ekim 1994, 271:76-83. 15) Gerald F. Joyce, “Directed Molecular Evolution” Scientific American, Aralik 1992, 267:90-97. 16) A.I. Oparin, “Origin of Life”, Mc Millen, New York.1938 17) J.B.S. Haldane. “Origin of life”, Rationalist Annual, 1929 18) H.C. Urey. “On the early chemical history of the earth and the origin of life”, Proc. Natl. Acad. Sci., 1952. 19) W.W. Rubey, “Development of the hydrosphere and atmosphere, with specail reference to probable composition of the early atmosphere”. In Crust of the Earth, ed. A. Poldervaart HDpp:631-650,1955. 20) H.D. Holland, “The chemical evolution of the atmosphere and oceans”. Princeton University Press, 1984. 21) Stanley Miller, ” The Endogenous Synthesis of Organic Compounds”, [ Andre Brack, editor, "The Molecular Origins of Life", Cambridge University Press, 1998.] isimli kitapta. sayfa: 59-85 22) C.F. Cyba, C. Sagan, ” Endogenous production , exogenous delivery and impact-shock synthesis of organic molecules: an inventry for the origins of life”, Nature, 355:125-132, 1992. 23) C.F. Cyba, P.J. Thomas, L., L. Brookshaw, and C. Sagan. ” Cometary delivery of organic molecules to the early Earth”, Science, 249:366-373, 1990 24) J.C.G. Walker , “Evolution of atmosphere”, Macmillen: New york, 1977 25) J.F. Kasting. ” Earth early atmosphere” Science, 259:920-926, 1993.. 26) S.L. Miller, “Production of amino acids under possible primitive Earth conditions” Science, 117:528-529, 1953. 27) S.L. Miller, and H. C. Urey, “Organic compound synthesis on the primitive Earth”, Science, 130:245-251, 1959. 28) Cyril Ponnamperuma, “The Origins of Life”, Thames and Hudson, 1972. 29) J.L. Bada and S.L. Miller, “Ammonium ion concentration in the primitive ocean” Science, 159:423-425, 1968. 30) Richard Montanesky, “The Rise of Life on Earth”, National Geographic, Mart 1998. S: 54-81. 31) Ian Stewart, “Nature’s Numbers”, Basic Books, New York, 1995. www.uzelgi.com

http://www.biyologlar.com/dunyada-organik-yasamin-baslangici

Elektromanyetik kirlilik nedir

Elektromanyetik kirlilik nedir

İnsan yaşamını kolaylaştırmak için geliştirilen teknoloji ürünü cihaz ve sistemlerin yaydığı elektromanyetik sinyaller, insan sağlığını tehdit ediyor.

http://www.biyologlar.com/elektromanyetik-kirlilik-nedir

Çernobil Nükleer Reaktörü Kazası ve Türkiye üzerindeki etkileri

Ukrayna’daki Çernobil nükleer güç santralındaki kaza, reaktör güvenliği ile ilgili bir test sırasında gerçekleşmişti. Yapılan test, bu tür reaktörlerin kararlı çalışamadığı çok düşük güç seviyesindeydi ve bu seviyede reaktörün güvenlik sistemlerinin devreye girmemesi için, sorumlu operatörler, normalde yapmamaları gerektiği halde acil durum kapama sistemini devre dışı bırakmışlardı. Deney sırasında kalp içi sıcaklıklar güvenli seviyenin üstüne çıktığında ise reaktörü kapatacak ve soğutma sağlayacak sistemler devre dışındaydı. Bu affedilmez hata, buhar basıncının artmasına ve bu yüzden oluşan buhar patlamasıyla birlikte çatının çökmesine yol açtı. Böylece, reaktör içindeki sıcak grafit doğrudan atmosferle temas eder hale geldi. Havada bulunan oksijenle reaksiyona giren grafitin yanmasıyla reaktör kalbi bütünlüğünü kaybetti ve bu tür Rus reaktörlerinde (RMBK-1000) koruma kabuğunun da olmaması nedeniyle, radyoaktif maddeler dışarı salındı. 26. Nisan 1986, saat 01:23’de olan bu kazanın etkileri çok büyük oldu. Dünyadaki, çoğunluğu 25 yıldan fazla işletme deneyimine sahip 400’den fazla nükleer reaktör içinde, çevredeki halk için ciddi olumsuz sonuçlara yol açan ilk kazaydı. 35 kişi kaza nedeniyle hayatını kaybetti. Uzun dönemde de binlerce kişi üzerinde olumsuz etkileri görülmeye devam etmekte. ÇERNOBİL NÜKLEER RAKTÖR KAZASININ TÜRKİYE ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNE GENEL BAKIŞ Ukrayna’nın Kiev kenti yakınlarındaki Çernobil Nükleer Güç Reaktörünün 4.ünitesinde 26 Nisan 1986 günü erken saatlerde meydana gelen nükleer kaza sonrasında atmosfere büyük miktarda fisyon ürünleri salındığı 30 Nisan 1986 günü tüm dünya tarafından öğrenildi. Kazadan kaynaklanan radyoaktif salınım, 28 Nisan tarihinde kuzey-batı yönünde esen rüzgarlarla İskandinavya’nın güney ve orta bölgelerine yönelmişti. 3 Mayıs Cumartesi günü bulaşmış (kontamine) hava kütlesi Avrupa’nın büyük bir kısmı ile birlikte Bulgaristan ve Yunanistan üzerinden Trakya’yı etkisi altına aldı. İkinci bir salınımla Çernobil’den doğuya sürüklenen bulaşmış hava kütlesi 7-9 Mayıs tarihlerinde Kırım Yarımadası’nın kuzeyinden Karadeniz üzerinden geçerek Türkiye’nin kuzey-doğu kıyılarına ulaştı. Radyoaktif bulutun yaptığı hareket mevcut atmosferik koşullardan ve hakim rüzgar yönlerinden kaynaklanmaktaydı. Bu nedenle, radyoaktif etki homojen bir dağılım göstermemekteydi. Bu durum şimdiye kadar meydana gelmiş en büyük nükleer reaktör kazasından büyük bir şans eseri Türkiye’nin büyük bir kısmının etkilenmeden çıkmasını sağladı. Ancak, tüm dünyada ekonomik, sosyal ve siyasal sorunlar yaratan etkileri kazanın üzerinden geçen yıllara rağmen halen süregelmektedir. Bulutun geçtiği sırada etkisi altındaki ülkelerde yağış olması durumu o ülkenin radyoaktif bulaşmaya maruz kalmasındaki en önemli nedeni teşkil etmektedir. Bundan dolayıdır ki Türkiye, bulutun üzerinde seyrettiği tarihlerde Trakya ve Doğu Karadeniz bölgelerinde yağış alan yerlerde, özellikle Karadeniz Bölgesinin fındık, tütün ve çay üretimi yapılan bir kısım alanlarında yağış alması sebebiyle Çernobil reaktöründen kaynaklanan radyoaktivitenin etkisini ağırlıklı olarak hissetti. Dolayısıyla radyasyon etkilerinin hafifletilmesine yönelik önlemler de Trakya ve Karadeniz bölgelerinin bazı kısımlarına yönelik olarak alındı. Radyoaktif bulutun geşiş döneminde Trakya’da çok kısa yarı ömürlü I-131 radyoizotopuna karşı, etkilenen bölgelerde, meradaki hayvanların radyoaktif yağıştan etkilenmiş otları yemesini önlemek üzere ahırlarda tutularak bulaşmamış kuru ve suni yem ile beslenmesi; bulaşmış bir kısım sütün (Edirne ve yöresinde) toplatılarak beyaz peynir yapılması gibi bir dizi önlemle müdahale edildi. Radyoaktif iyota göre fiziksel yarı ömrü çok daha uzun olan radyoaktif sezyum ile, özellikle Karadeniz Bölgesinin en önemli tarım ürünü çayda mücadele edildi. Türk insanının büyük bir kısmının vazgeçilmez alışkanlığı olan çay, kontrol edilerek sağlığa zararlı olmamakla beraber spekülatif yorumlara yol açmaması için büyük bir ekonomik kayıp göze alınarak, 58.000 ton çayın imhası ile sonuçlanan bu denetim programı sonucunda radyoaktif bulaşmanın etkilerinin giderilmesine yönelik başarı sağlandı. Doğu Karadeniz Bölgesinin diğer iki önemli ürünü olan fındık ve tütün ise Türkiye’nin bu iki tarım ürünü bakımından dünya rekoltesine önemli katkı sağlaması sebebiyle hiçbir zorlukla karşılaşılmadan, tütün başta ABD olmak üzere, ithalatda değişik limitler uygulayan ülkelere, aktivitelerine göre tasnif edilerek ihraç edildi. Diğer Avrupa ülkeleri arasında kazanın etkisi en az düzeyde hisssedilen Türkiye’de çay dahil akla gelebilecek tüm tarım ürünleri ile ithal edilen gıda maddeleri ve hayvan yemleri ile solunum yada sindirim yolu ile Türk insanına ek risk getirecek tüm maddeler radyoaktif bulaşma yönünden titizlikle denetlendi ve denetlenmeye devam edilmektedir. Meydana gelebilecek bir nükleer kazanın etkilerinin sınır tanımazlığı Çernobil kazası ile açık bir şekilde ortaya çıkmıştır. 1000-1500 metre yükseklikteki hava dinamiğine göre hareket eden radyoaktif bulutun atmosfer hareketlerine bağlı olarak serbest dolaşımını engelleyebilecek herhangi bir mekanizma mevcut değildir. Ancak alınacak bir dizi önlem ile radyasyon etkilerinin hafifletilebilmesi mümkündür. Bu ise bir nükleer kaza durumunda ortak mücadele verebileek ilgili kuruluşların etkin koordinasyonu ile sağlanabilir. Böyle bir kaza durumunda halkın sağduyu ile davranarak mevcut durumun ciddiyetinin haffifletilebilmesi için işbirliğini desteklemeleri ve spekülasyonlara değer vermemeleri beklenir. Çernobil Nükleer Kazasının ardından geçen 10 yıl dünyanın birçok ülkesinde olduğu gibi Türkiye’ye de benzeri tehlike durumlarına yönelik tavır almada çok şey öğretmiştir. Çernobil kazası sonucunda radyoaktif kirlenmeden dolayı insanlar, radyoaktif bulutun geçişi esnasında buluttan ve yerden dış ışınlamaya, solunum ve sindirim yolu ile de iç ışınlamaya maruz kaldılar. Çernobil kazasından kaynaklanan radyoaktif bulutun atmosferde taşınmasının 10 günlük bir süreyi kapsaması ve bu süre zarfında bulut konsantrasyonun oldukça seyrelmesi ayrıca hareketinin atmosferin üst tabakalarından taşınması gözönüne alındığında Türkiye’yi diğer Avrupa ülkelerine göre daha az etkilediği anlaşılmaktadır. Bu sebeple Türk toplumunun Çernobil kazası sebebiyle maruz kaldığı etki Türk insanının yaşadığı bölge dolayısıyla maruz kaldığı doğal radyasyon etkisine kıyasla önemsiz olarak nitelendirilebilir. ÇERNOBİL NÜKLEER KAZASI ve ÜLKEMİZ AÇISINDAN ÖNEMİ PDF BİLGİ : documents/23.pdf

http://www.biyologlar.com/cernobil-nukleer-reaktoru-kazasi-ve-turkiye-uzerindeki-etkileri

Toprak Yapısı ve Su Verimliliği

Toprağın bitkilere su sağlayabilme potansiyelini belirlemek üzere kullanılan Tarla Kapasitesi, Daimi Solma Noktası veya Yüzdesi, Su Basıncı (P), Su Tansiyonu, Nem eşdeğeri, Su Potansiyeli veya Yayınım Basıncı Eksikliği, Toplam Toprak Suyu Stresi, Kılcallık Kapasitesi gibi birçok terimler vardır. Burada konu bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan bazı terimlerle ele alınacaktır. Toplam toprak su stresi, (Total soil moisture stress) konuya enerjetik açıdan yaklaştığı için bu konudaki en bilimsel terimdir. Konuya toprakta bulunan suyun serbest enerjisini azaltan iki temel kuvvet grubunun etkinliği çerçevesinde yaklaşır ve toprak suyunun serbest enerjisini azaltan bu iki grubu : · Toprak suyu tansiyonunun ögeleri olan hidrostatik kuvvetler, yerçekimi ve adsorpsiyon kuvvetleri, · Toprak çözeltisinin osmotik kuvvetleri olarak tanımlar. Hidrostatikler bilindiği gibi su basıncı, yüzey gerilimi gibi kuvvetler, adsorpsiyon kuvvetleri de su ile toprak kolloidlerini oluşturan kil gibi mineraller ve organik maddelerle su arasında etkili olan, suyun yerçekimi etkisini yenebilmesini sağlayan kuvvetlerdir. Osmotik kuvvetler de topraktaki su çözeltisinin içerdiği iyonlarla ilişkilerinin sonucu olan kuvvetlerdir. Toprak çözeltisinde çözünmüş iyon derişimi suyun azalması ve çözünür iyon miktarı artışı ile artar. Yani toprak kurudukça su alımı zorlaşır, kuraklığın zorlayıcı etkisi otokatalitik bir artış gösterir. Toprak, kaynağı olan anakaya üzerinde bulunan ve dünya ortalamasına göre 50 - 60cm. kalınlığındaki tabakalı yapıdır. Değişik oranlardaki kaya ve çakıllar ile kumdan oluşan, su tutma kapasitesi düşük veya çok düşük olan, kil ve silt gibi ince taneli, su tutuculuğu olan mineral maddeler ile canlı artıkları ve bozunma ürünleri olan humusu içeren ve su tutan organik maddeler, sulu toprak çözeltisi ile hava ile memeliler ve sürüngenler ile solucanlardan funguslar, mikroalgler ve bakterilere kadar geniş bir açılım gösteren canlılardan oluşur. Bu karmaşık yapısı nedeniyle de çok dinamik bir yapıdır. Kaba kum adı verilen 0.2 - 2mm. çapındaki tanelerden daha büyük çaplı olan çakıl ve taş parçaları toprağın iskeletini oluşturur. Kaba kum ve 0.2 - 0.02 mm çaplı ince kum, 0.002 - 0.02 mm. çaplı silt ve bundan daha küçük taneli kil ise su tutma kapasitesine çapın küçüklüğü oranında katkıda bulunan kısımdır. Toprağın iskeletini de içeren yapısına toprağın strüktürü, iskelet dışında kalan kısmının özelliklerine toprağın tekstürü - dokusu denir. Bu katkıda bulunan kısımların oranı da toprak tekstürü adı verilen ve toprak sınıflandırılmasında kullanılan temel özellikleri oluşturur: Çakıllık, kumul, münbit - verimli, siltli, killi toprak ana tipleri kumlu, siltli ve killi münbit - organik maddece zengin - toprak gibi alt gruplara ayrılır. Ayrıca kahverengi orman toprağı, podzoller, çernozemler gibi yaygın ve belirgin genel özellikleri olan toprakları tanımlayan sınıflandırmalar da vardır. Bitkilerin beslenmesine uygun, yani verimli - münbit topraklar Uluslararası Toprak Bilimi Örgütü Sistemi tarafından Kumlu (%66.6 kum, %27.1 verimli fraksiyon ve %0.9 silt ve kil), İnce Kumlu ( %17.8 kum, %30.3 ver. ve %7.1k+s), Siltli (%5.6 k., % 20.2 v., %21.4 k+s ) ve Killi ( %8.5 k, %19.3 v, %65.8 kil) şeklinde sınıflandırmıştır. Toprak verimliliğinin yanısıra küçük taneli ve organik maddece zengin olması erozyona dayanıklılığının artışına neden olur. Doğal, bozulmamış toprakta toprak yapısı ve dokusu bu sınıflandırmada farklı konumlara sahip olan tabakaları, toprak tabakalarını içerir. Toprağın tabakalanması ve tabaka özellikleri toprak profili ile tanımlanır. Toprak profilinde yer alan tabakalar - horizonlar yüzeyden derine doğru, A1,... gibi alt tabakalara ayrılan A, ....D tabakaları halinde dizilirler. Bu tabakaların herbirinin özelliği bitki örtüsünün kök sistemi özelliklerine göre kompozisyonunu yağış rejimi ve iklimsel özellikler ile birlikte denetler. Kumlu toprak en az karmaşık olan kapiler sistemi geniş porlu olduğunda su geçirgenliği - permeabilitesi, yani drenajı yüksek olduğu için köklerin solunumu için yeterli havalandırma sağlayan düzenli ve sık yağışlı iklimler için en uygun toprak tiplerindendir. Kimyasal ve fiziksel olarak bozunma eğilimi düşük, kararlı yapısına karşın gevşektir. Öte yandan tanecikler arasında çimento görevi görevi yapabilecek organik madde ve kil ile silt az olduğundan gevşek ve erozyona açık olan toprak tipidir. Killi topraklar ise kolloidal ve kolloidimsi özellikteki kil ve siltin oluşturduğu, su çekerek şişen ve topaklaşabilen çimento fazı ile tam ters özelliklere sahiptir. Al-silikatlardan oluşan bazik karakterli levha biçimi olan kolloidal taneciklerin çok yüksek yüzey / hacim oranı ve kohezyon, adezyon kuvvetleri, zayıf hidrojen bağı yapma yetenekleri ile kumlu topraklardan 1000, siltli topraklardan 10 kat daha fazla su tutar ve su girişi arttıkça çok daha az hava bulundururlar. Erozyona ve kurak etkisinde kurumaya karşı dirençli fakat köklere hava sağlama açısından zayıf topraklardır. Verimli olanlar ise yaklaşık olarak eşit oranlarda kum, kil ve silt içeren, su tutma ve hava kapasitesi, drenajı, su geçirgenliği yeterli olan topraklardır. Bu verimlilik uygun iklimle birleşince sık bitki örtüsünü destekler ve organik maddece zenginleşir, madde çevrimi yüksek dengeli bir ekosistem oluşur. Verimli toprağın porozitesi, serbest su ve hava tarafından kaplanan hacmi ortalama olarak %50 oranındadır, killi topraktan bir kattan fazla, kumlu toprağın yarısından az oranda olan bu hacim hava kapasitesini belirler. Fakat su tutma kapasitesi ilişkisine katılan değişkenler daha çok ve sonuç tahmini zordur. Çünkü toplam porlar içinde kapilariteye sahip olanlar ile olmayanların oranı ve suyun tutulmasını sağlayan kuvvetlerin büyüklükleri, oranları etkili olur. İnce bitki kökleri ve solucanlar gibi hayvanlar killerin agregatlar, topaklar oluşturması ile kapiler poroziteyi, su tutma sığasını arttırarak toprağın verimliliğine katkıda bulunur ve sürdürülebilir bir denge oluşmasını sağlar. Bu açıdan saçak köklü otlar çok etkilidir. Toprağın kimyasal bileşimi de bitkilerin mineral beslenmesi yanında su tutma kapasitesini etkiler. Topakların sertliği, dağılma eğilimi, nem tutma sığası, kohezyon kuvveti iyon değişimi ile geçici olarak bağlanmış olan Na + + K+/ Ca++ + H+ iyonlarının oranına bağlıdır, oranın artışı ile sertleşme ve sığa büyür. Kurak bölgelerdeki yağışlar değişebilir iyonları yıkayarak uzaklaştıracak yoğunlukta olmadığı ve yüzeyde buharlaşma ile su kaybı hızlı olduğundan topaklar sertleşir, yüzey kabuklaşır. Şiddetli yağışlar da, sonraki sıcak dönemde hızlı buharlaşma derinlere inmiş suyun yayınım ve kılcallıkla yüzeye çıkışı ile iyon çökeltmesine neden olarak olayı hızlandırır. Özellikle suda çözünürlüğü yüksek olan Na+ birikmesi toprağın tuzlanması sonucu çoraklaşmasına neden olur. Bu durum damlama yöntemi gibi bitkilerin kullanabilecekleri kadar suyun kullandıkları oranda verilmesini sağlayacak şekilde yapılmadığı durumlarda da görülür. Toprağın global kimyasal bileşiminde çok önemli yer tutan ve toprak canlılarının tümünün yaşamını doğrudan etkileyen suyun toprakta bulunuş şekli de tüm bu olaylarda önemli rol oynar ve toprağın hem yapısal hem kimyasal özellikleri ile yakından ilişkilidir. Toprak suyunun sınıflandırılması temelde topraktaki fiziksel haline göre yapılır. Gravitasyonel, yerçekimi etkisinde süzülen, serbest akan su oranı porozitesi ve por çapı ortalaması yüksek ve organik maddesi az topraklarda fazladır. Bu su fazından bitkiler ancak süzülüp akarken kısa bir süre yararlanabilir. Toprağın profili burada önem kazanır, örneğin alt tabakalarda killi bir tabaka olması bu suyun birikmesine neden olur ve bu tabakaya kadar uzanan köklerin havasız kalıp, çürümesine neden olur. Kapiler su, gravitasyonel su süzüldükten sonra toprak taneciklerinin çevresinde ve birleşme noktalarında adezyon ve kohezyon kuvetleri ile tutularak film halinde kalan sudur. Bu kuvvetler bağıl olarak zayıf olduğunda bitkiler bu kalıcı su fazından kolaylıkla yararlanır. Ancak kolloidal materyalde kuvvetle adsorbe edilen su ile sıcak ve kurak iklim koşullarında şiddetli buharlaşma ile kaybedilen kapiler sudan bitkiler aynı kolaylıkla yararlanamaz. Rutin uygulamada kapiler su fazının tümünü değerlendiren Tarla Kapasitesi, diğer bir tanımı ile Nem Eşdeğeri toprakların bitkilere yarayışlı su tutma kapasitesi olarak kabul edilir. Suyla doymuş haldeki toprak ile yerçekimi etkisiyle süzülen su arasındaki fark poroziteyi, kalan su da yararlı kapiler su ile kullanılamayan higroskopik su fazlarının toplamı olarak alınır. Daimi Solma Yüzdesi ile karakterize edilen Higroskopik Su fazı ile tarla kapasitesi arasında kalan su miktarı bitkiler için yarayışlı fazını oluşturur. Daimi solma noktası, bitkilerin susuzluktan kalıcı şekilde etkilendikleri, yani yeniden su düzeyi yükseldiğinde bile toparlanamadıkları durumda toprakta bulunan higroskopik olarak bağlı su fazını tanımladığı düşünülür. Daimi solma olayı canlılık ile ilgili bir terim olmasına karşın bu değer toprak özelliklerinin bir karakteristiği olarak alınır. Gerçekte bitkiler üst yüzeyi parafinlenerek topraktan buharlaşmanın önlendiği belli hacimdeki topraktaki suyu tüketerek bir gecelik süre ile susuz kaldığında yaprakların dökülmesi esas alınmıştır. Bu durumdaki toprak 105 derecede kurutularak % nem oranı belirlenir. Aslında bu durum bitkilerin su alımının çok yavaşlayıp terlemeyi karşılayamadığı durumdur ve toprağın özelliğinden çok bitkinin osmotik karakteristiklerine ve su depolama, terleme özellilklerine bağlıdır. Mezofitik, yani ılıman ve kurak olmayan iklime adapte bitkilerde 20 atm. civarında olan yaprak osmotik basıncı kurak iklime ve tuzlu, osmotik basıncı yüksek topraklara adapte olmuş halofitik türlerde 200 atm.e kadar çıkabilmektedir. Toprağın laboratuar koşullarında serilerek kurutulmasından sonra toprakta kalan ve ancak suyun kaynama noktasına kadar ısıtılarak kurutulmasından sonraki ağırlığı ile hava kurusu denen ilk nemli örnek ağırlığı arasındaki fark higroskopik su fazının miktarını verir. Ancak kaynama noktasındaki termik hareketlilik ile topraktan ayırılabilecek kadar kuvvetli tutulmuş olan bu fazdan bitkiler kesinlikle yararlanamaz, yani gerçek desikkasyon - susuzluktan kuruma noktasıdır.. Killi verimli ve kumlu verimli topraklar bu açıdan karşılaştırıldığında suya doymuşluk düzeyinin killide toprak kuru ağırlığının %70i, kumluda ise %35i oranında olduğu, tarla kapasitesinin %45e karşılık %20, ve daimi solma noktasının da %17’ye karşı 9, son olarak da higroskopik bağlı su fazının %10a karşılık %7 gibi değerler verdiği görülür. Bitkilerin yağışla toprağa düşen sudan yararlanabilmeleri ile ilgili önemli bir toprak özelliği suyun infiltrasyonudur. İnfiltrasyonu düşük, killi ve organik maddece fakir toprakta yağışın hızı arttıkça yüzeyden toprağın içine yayınım yapamadığı için köklere ulaşamayan su oranı artar. Eğimli arazide akar gider, düz arazide taşkına yol açabilir veya buharlaşma ile kaybedilmiş olur. Kumlu toprakta ise bu oran en düşük düzeydedir. Alt tabakaları killi topraklarda sürme işlemi bu yönden zararlı etki yaparak erozyon riskini arttırır.

http://www.biyologlar.com/toprak-yapisi-ve-su-verimliligi-2

Zamanın Ölçülmesi

Zamanın ne olduğunun tanımlanması bir zorluk çıkarırken, onun ölçülmesi zorluk çıkarmaz. Bilimciler zamanın ne olduğunu açıklamaz, kendilerini zamanın ölçülmesi ile sınırlarlar. Bu iki kavramın birbirine karıştırılmasından sonu gelmez bir kafa karışıklığı ortaya çıkar. Bu yüzden, Feynman şöyle diyor: Belki de, zamanın (sözlük anlamında) tanımlayamayacağımız şeylerden biri olması gerçeğiyle yüzleşip, yalnızca, onun ne olduğunu zaten bildiğimiz bir şey olduğunu söylememiz en iyisidir: Zaman, ne kadar beklediğimizdir! Her halükârda sorun zamanı nasıl tanımlayacağımız değil, onu nasıl ölçeceğimizdir.[10] Zamanın ölçülmesi zorunlu olarak bir referans sistemini ve zamanla değişim gösteren herhangi bir olguyu gerektirir; örneğin dünyanın dönüşü ya da bir sarkacın salınımı. Dünyanın kendi ekseni etrafında günlük dönüşü bir zaman ölçeği sunar. Radyoaktif elementlerin bozunumu uzun zaman aralıklarını ölçmek için kullanılabilir. Zamanın ölçülmesi öznel bir unsur içerir. Mısırlılar gün ve geceyi on ikiye bölmüşlerdi. Sümerler 60’lık bir sayı sistemine sahiplerdi ve bu nedenle de saati 60 dakikaya ve dakikayı da 60 saniyeye böldüler. Metre, dünyanın kutuplarından ekvatora kadar olan uzaklığının 10 milyonda biri olarak tanımlanmıştı (her ne kadar bu tam olarak doğru olmasa da). Santimetre metrenin 100’de biridir, vesaire. Bu yüzyılın başında, atomaltı dünyanın araştırılması iki doğal ölçüm biriminin keşfedilmesine yol açtı: Işığın hızı c, ve Planck sabiti h. Bunlar doğrudan ne uzunluk, ne kütle ne de zamandır, her üçünün birliğidir. Bir metrenin, Fransa’daki bir laboratuvarda saklanan bir çubuğun üstüne çizilen iki çentik arasındaki uzaklık olarak tanımlanmasında uluslararası bir anlaşma söz konusudur. Daha geçenlerde, bu tanımın hem kullanışlı olabilecek kadar kesin olmadığı hem de olması gerektiği kadar sürekli ya da evrensel olmadığı anlaşıldı. Bu günlerde yeni bir tanımın benimsenmesi düşünülmektedir; seçilmiş bir tayf çizgisinin üzerinde hemfikir olunmuş (keyfi) dalga boyları sayısı. Diğer taraftan, zamanın ölçülmesi, ele alınan cisimlerin ömrüne ve ölçeğine göre değişir. Açıktır ki, zaman kavramı referans sistemine göre değişecektir. Dünyadaki bir yıl, Jüpiter’deki bir yılla aynı değildir. Zaman ve uzay düşüncesi de, insanoğlu ile tüm ömrü birkaç günden ibaret olan bir sivrisinek için ya da ömrü trilyonlarca saniye olan bir atomaltı parçacık için (şüphesiz böylesi varlıkların herhangi bir şey hakkında bir fikre sahip olabileceklerini kabul edersek) aynı değildir. Burada işaret ettiğimiz şey, zamanın farklı bağlamlarda anlaşılma tarzıdır. Eğer belli bir referans sistemini veri kabul edersek, zamanın görülme tarzı farklı olacaktır. Bu durum pratikte bile belli ölçülerde görülebilir. Örneğin zamanı ölçmenin normal yöntemleri, atomaltı parçacıkların ömürlerinin ölçülmesinde kullanılamaz, ya da “jeolojik zamanları” ölçmek için farklı ölçütler kullanılmalıdır. Bu bakış açısından, zamanın göreli oluğu söylenebilir. Ölçme zorunlu olarak ilişkililiği içerir. İnsan düşüncesi özünde göreli olan birçok kavram barındırır, örneğin “büyük” ya da “küçük” gibi göreli büyüklükler. İnsan bir fille karşılaştırıldığında küçüktür, ama bir karıncaya göre büyüktür. Büyüklük ve küçüklük, kendilerinde, hiçbir anlam taşımazlar. Saniyenin milyonda biri, sıradan koşullarda, çok kısa bir zaman uzunluğu olarak görülür ama atomaltı düzeyde son derece uzun bir zamandır. Diğer uçta, milyon yıl, kozmolojik düzeyde son derece kısa bir zamandır. Uzay, zaman ve hareket düşüncelerinin hepsi maddi âlemdeki değişimleri ve ilişkileri gözlemlememize dayanır. Ne var ki, zamanın ölçülmesi, farklı tipte meseleleri ele aldığımızda son derece değişir. Uzay ve zamanın ölçülmesi kaçınılmaz olarak, evrendeki olayların ilişkilendirilebileceği belli bir referans sistemine –dünya, güneş ya da herhangi bir başka durgun noktaya– göredir. Maddenin her türden farklı değişime maruz kaldığı bugün artık açıktır: farklı hızları içeren konum değişimi, farklı enerji düzeylerini içeren hal değişimi, doğum, bozunma ve ölüm, örgütlenme ve dağılma, ve diğer birçok dönüşümler, her biri zaman aracılığıyla ifade edilebilir ve ölçülebilir. Einstein’da, uzay ve zaman yalıtık olgular olarak ele alınmaz ve gerçekten de bunları “kendinde şey” olarak ele almak mümkün değildir. Einstein’ın geliştirdiği görüşe göre, zaman, sistemin hareketine bağlıdır ve zaman aralıkları öyle değişir ki, verili sistemdeki ışık hızı harekete göre değişmez. Uzamsal ölçekler de değişime tabidir. Eski klasik Newtoncu teoriler, günlük amaçlarımız açısından ve hatta evrenin genel işleyişine ilişkin iyi bir yaklaşım olarak halen geçerliliklerini korurlar. Newton mekaniği halen yalnızca astronomiye değil, mühendislik gibi pratik bilimler de dahil olmak üzere bilimin çok çeşitli dallarına uygulanabilir. Düşük hızlarda, özel göreliliğin etkisi ihmâl edilebilir. Meselâ saatte 250 mil hızla hareket eden bir uçağın davranışları incelenirken yapılan hata, yüzde birin on milyarda biri kadardır. Ne var ki, belli sınırların ötesinde Newton mekaniği çöker. Örneğin, parçacık hızlandırıcılarında karşımıza çıkan hızlarda, Einstein’ın kütlenin sabit olmadığı ve hıza bağlı olarak arttığı şeklindeki öngörülerini dikkate almamız gerekir. Normal gündelik zaman ölçümü anlayışıyla, bazı atomaltı parçacıkların son derece kısa ömürleri yeterince ifade edilemezler. Meselâ, bir pi-mezon parçalanmadan önce saniyenin yalnızca 1016 da biri kadarlık bir ömre sahiptir. Benzer şekilde, nükleer bir titreşimin periyodu, ya da tuhaf bir rezonans parçacığının ömrü 10–24 saniyedir, yani yaklaşık olarak ışığın bir hidrojen atomunun çekirdeğini geçme süresi kadar. Burada başka bir ölçme ölçeği zorunludur. Çok kısa zamanlar, diyelim ki 10–12 saniye, bir elektron osiloskobuyla ölçülür. Daha da kısa zaman aralıkları lazer teknikleriyle ölçülebilirler. Ölçeğin diğer ucundaki çok uzun zaman aralıkları ise radyoaktif “saat” ile ölçülebilir. Bir bakıma, evrendeki her atom bir saattir, çünkü ışığı (yani elektromanyetik ışınları) yutar ve kesin olarak belli frekanslarla tekrar dışarı yayar. 1967’den beri, zamanın kabul edilmiş uluslararası resmi standardı atomik (sezyum) saate dayandırılmıştır. Bir saniye, Sezyum-133 atomlarının özel bir atomik yeniden düzenlenişleri sırasında yaydıkları mikrodalga radyasyonun 9.162.631.770 titreşimi olarak tanımlanır. Bu son derece kesin saat bile mutlak kusursuzlukta değildir. Yaklaşık olarak 80 farklı ülkedeki atomik saatlerden farklı ölçümler alınır ve en kararlı saatlerin lehine zamanı “ağırlıklandırarak” bir sonuca varılır. Bu yöntemlerle, bir günde saniyenin milyonda birine varan bir kesinlikle zaman ölçümüne ulaşmak mümkündür. Günlük amaçlarımız bakımından, dünyanın dönüşüne ve güneş ve yıldızların görünen hareketine dayandırılan “normal” zaman tutma yeterlidir. Ancak modern ileri teknoloji alanındaki tüm bir dizi işlem açısından, meselâ gemilerdeki ve hava taşıtlarındaki belli radyo sefer yardımları açısından, bu yöntem yetersiz hale gelmekte ve ciddi hatalara yol açmaktadır. Bu düzeylerde görelilik etkileri kendini hissettirir. Deneyler göstermiştir ki, atomik saatler deniz seviyesinde, yerçekiminin daha zayıf olduğu yüksek irtifalardakinden daha yavaş çalışmaktadırlar. 30.000 feet yükseklikte uçan atomik saatler saatte bir saniyenin üç milyonda biri kadarlık bir süre ileri giderler. Bu da Einstein’ın öngörüsünü yüzde birlik bir hatayla doğrular.

http://www.biyologlar.com/zamanin-olculmesi

Su ve Mineral Madde Metabolizması

Bitki hücresine alınan su canlılığı sağlayan tüm olayların yürümesi için gerekli ortamı sağlar. Bilindiği gibi su yarıkovalent, elektron çiftlenmesi ile oluşan O - H bağlarının 105 derecelik açı yapması ve daha çok -2 yüklü oksijene yakın olan elektron çiftlerinden oluşması nedeniyle çift kutuplu, dipol bir moleküldür. Bu nedenle su reverzibl olarak H(3)O +, hidroksonyum ve hidroksil şeklinde iyonlarına ayrılabilir. Mineral iyonları çevrelerine zıt yüklü uçlarını çekerek moleküler su moleküllerinden su zarfı oluşturur ve. Bu şekilde de hem doymuş hidrokarbonlar ve lipidler dışındaki tüm küçük moleküllü organik maddeleri, hem de kuvvetli asidik ve bazik maddelerden polar tuzlara kadar iyonik karakterli maddeleri değişen oranlarda çözebilir. Bu sayede de çözelti ortamında termik hareketlilik kazanan maddelerin moleküllerinin çarpışarak kimyasal tepkimeye girmesi ve canlılık için gerekli biyokimyasal tepkimelerin yürümesine uygun ortam sağlar. Dipol karakteri nedeniyle su molekülü makromoleküller ve polimerler zincirleri üzerindeki iyonik gruplara tutunarak zincirlerin arasına girer ve uzaklaşmalarına neden olur. Bu boşluklara girme olanağı bulan enzim proteinleri gibi suda çözünür maddeler de canlılık olaylarının sürmesini sağlar. Tüm bu nedenlerle su canlılığın en temel maddelerindendir. Ayrıca gene dipol özelliği ve iyonlaşabilir oluşu, kinetik tanecikler oluşturması nedeniyle birçok madde ile kolayca tepkimeye girebilir ve canlılık olaylarının büyük çoğunluğunda kimyasal ajan olarak rol oynar. Oksitlenme tepkimelerine elektron sağlar, redüklenme tepkimelerinde de proton kaynağı görevi yapar. Dipol kutupları elektriksel iletken olması ve iyonlaşma oranının tersinir olarak içinde çözünmüş olan iyonik maddelerin hakim yüküne bağlı oluşu biyoelektriksel olayların sağladığı canlılıkla ilgili işlevlerin gerçekleştirilebilmesi olanağını verir. Termik hareketliliğinin yüksek olması nedeniyle yaptığı basınçla organel ve hücrelerin dış basınç etkisi ile ezilmesini önler. Su metabolizması adı altında toplanabilecek tepkimelerin canlılıkla ilgili her tepkime zinciri ve devrelerine yayılmış olması, bu tepkimelerin birbirinden çok farklı ve bağımsız işlevlerinin yüksek sayıda oluşu bu konunun bir bütün halinde ele alınmasını engeller. Bunun yerine diğer konular içinde yeri geldikçe söz edilmesi daha kolay ve anlaşılabilir bir yaklaşımdır. Mineral elementlerinin canlılıktaki rolleri ise daha kolay sınıflandırılabilir: Esas elementler belli bir derişim aralığında sağlıklı, normal yaşamın sürdürülebildiği, bunun altındaki ve üstündeki derişimlerinde önce geçici olabilen, daha sonra da kalıcı arazlar bırakan eksiklik ve toksik etkileri, bu sınırların dışında da ölümcül etkileri görülen elementlerdir. Bu derişim aralıkları açısından da makro ve mikro elementler ayrılır. Herbir elementin metabolizmadaki ve canlılıktaki rolleri farklı olduğundan canlı türleri arasında ve bir canlının yaşam devrelerine, içinde bulunduğu ekolojik koşullara göre gereksinimleri farklılıklar gösterir. Bu açıdan hem biyokimyasal, hem fizyolojik, hem de ekofizyolojik açılardan incelenmeleri sonucunda doğru değerlendirmelere ulaşılabilir. Önemli bir konu da bir elementin derişimindeki değişimlerin diğer elementlerden yararlanılması, kullanılması üzerindeki sinerjistik ve antagonistik etkileridir. Bu etkileşimler sonucu hem iyonik matrikste hem de organik metabolizmada çeşitli değişiklikler meydana gelir. Azot, P, Ca ve Mg ile Na ve K, Fe, Zn, u ve B elementlerinin tümü arasında bu tür ilişkiler ağı vardır. Örneğin P, K ve Zn ile Cu ile sinerjistik etkiye sahiptir, Mg ile hem antagonistik hem sinerjistik ilişkisi vardır. Azot Mg üzerinde antagonistik, K ve B üzerinde sinerjistik etkilidir. Bu tablo da P ile N arasındaki dolaylı ilişkiyi ortaya koyar vs. Antagonistik ilişki aynı bağlayıcı uç , kök için rekabete dayanan Zn+2, Cd+2 ilişkisi şeklinde olabildiği gibi Cu+2 ile S-2 tepkimesi sonucunda çözünmeyen CuS oluşumu gibi deaktivasyon ilişkisi de olabilir. Türler arasındaki seçici beslenme farklılıkları yanında elementler arası metabolik ilişkiler matriksi populasyonlar arasında davranış farklılıklarına yol açarak rekabetsel ilişkiler üzerinde etkili olur. Mineral iyonlarının genelde çok önemli olan bir özellikleri organik maddelerin ve temelde onların oluşturdukları yapıların oluşumu, sağlamlığı ve işlevleri üzerindeki etkileridir. Membranlar yanında nükleik asitlerin helislerindeki fosfat gruplarının aralarındaki katyonlar sayesinde bilinen yapılarına sahip olmaları Ca, Mg, P, S elementlerinin yapısal işlevlerini gösterir. İz elementler pH 7 civarında yürüme durumunda olan hidrolitik ve sentetik tepkimelerin enzimlerinin aktivatörü olarak rol oynarlar. Bu işlevlerini de Lewis asit ve bazlığı yolu ile su da dahil, sübstratları polarize ederek yaparlar. Lewis asitleri elektron çifti alabilen, bazları da verebilen maddeler olarak tanımlar. Klasik asit - bazlar için geçerli olduğu gibi de maddelerin elektron çifti alma - verme potansiyellerinin büyüklüğüne göre bir madde çiftinin asitlik - bazlık ilişkisini belirler. RNA polimeraz, nükleazlar, fosfatazlar, esterazlar gibi bir çok enzimin Zn+2, Mn+2 gereksinimleri buna örnektir. İz elementlerin aynı mekanizma ile yürüyen önemli bir rolleri de elektron transfer zincirlerindeki rolleridir. Fizyolojik pH aralığında yürümesi zor olan bu tepkimelerde de Fe+2/ Fe+3/Fe+4, Cu+/Cu+2, Mn+2/ Mn+3/Mn+4, Mo+4/ Mo+5/Mo+6, Co+/Co+2/Co+3 ve Ni+/Ni+2/Ni+3 iyonları rol alır. Moleküler azotun fiksasyonu ile amonyağa dönüştürülmesinde de Fe, Mo ve V çiftlenmemiş elektron kaynağı ve donörü olarak iki aşamalı şekilde rol alırlar ve enerjetik açıdan fizyolojik pH aralığında yürümesi zor olan tepkimenin gerçekleşmesini sağlarlar. Mineral iyonlarının organik madde metabolizmasındaki en belirgin rollerinden bir diğeri de klorofil, hemoglobin gibi canlılığın sürmesini sağlayan büyük moleküllerin yapısında molekülün stabilitesini sağlayan koordinasyon merkezi olmalarıdır. Eşlenmemiş elektron çifti paylaşımı ile oluşan doğal bileşikler renkli ve suda çözünmeyen bileşiklerdir. Metal iyonlarının koordinasyon bağı sayısı değerliklerinden farklı değerlerdir. Amino asitlerin yan zincirlerindeki fonksiyonel grupların protonları yerine metal bağlanması ile de koordinasyon bileşikleri oluşabilir. Özellikle histidin, metionin, sistein,, tirozin, glutamat ve aspartat yanında serin, treonin, lizin ve treptofan amino asitlerinin hidroksi veya amino grupları aracılığı ile koordinasyon bileşikleri yapmaları peptid ve proteinlerin bu yolla sağlam yapılar oluşturmalarına neden olur. Bu açıdan amino asitler ile katyonlar arasında seçicilik ilişkilewri vardır, örneğin Tirozin yanlızca Fe+3 ile bağlanabilir. Sisteinin ise monovalent Cu, divalent Zn ve Cu ile Fe, trivalent Fe ve Ni +1-3, Mo+4 -6 ile koordinasyonu mümkündür. Cu + ve +2, Zn+2 ile Fe+3 amino asitlerle sağlam koordinasyon bağları yaparken, diğerlerinin bileşiklerinin stabilitesi düşüktür. Global proteinlerin metal iyon komplekslerinin enzimatik aktivitede rol oynayabilmesi için 4 veya 6lı koordinasyon bağ kapasitelerinin doymamış olması gerekir. Bu açık uca geçici olarak su gibi bir molekül bağlanır ve sübstratla yer değiştirdiğinde kataliz başlayabilir. Ancak proteinden elektron transferinin doğrudan gerçekleştiği, metal iyonunun elektron alışverişi yapmadığı sistemlerde buna gerek yoktur. Temelde metalik koordinasyon protein molekülünün sterik geometrisini sübstratın adsorpsiyonu ile sterik yapısını tepkimeye uygun hale getirerek sağlar. Azot bilindiği gibi nükleik asit, protein, peptid, amid ve amino asitlerin önemli bir bileşenidir. Bunların yanında birçok sekonder metabolizma ürününün de sentezi ve gereksinim duyan bitki grubunun normal yaşam devrini sağlıklı şekilde sürdürmesi için gereklidir. Topraktan alınan nitrat ve amonyum ksilemden aynı şekilde tuzu halinde iletilir, ancak fotosentetik dokularda elde edilen karbohidratlarla tepkime zincirlerine girebildikleri hücrelerde redüklenerek -NH2, amino grubu içeren organik azotlu bileşiklere dönüşürler. Nitratın da amonyuma dönüştürülmesinden sonra glutarik asit gibi iletilebilir organik asitler üzerinden yağ asitlerine amino grubunun katılması ile amino asitler meydana gelir. Aromatik a - amino asitlerin sentezinde ve özellikle birbirlerine dönüşümlerinde hidroksillenme tepkimesi önemlidir, örneğin fenilalaninin hidroksillenmesi ile tirozin oluşur. C -, O - ve N – metillenmeleri de önemlidir ve örneğin homosisteinden sağlanan metil grupları metiyonin, glisin veya serin metili ile de tüberin metaboliti sentezlenir. Aromatik amino asitlerin mikroorganizmalar ve bitkilerdeki temel sentez yolu , adını ilk bulunduğu şikimi-no-ki bitkisinden alan ve benzen halkalı şikimik asidin biri açılmış çift halkalı korizmik asitin L – fenilalanin, tirozin veya triptofana dönüştüğü şikimik asit veya şikimat yoludur. Fosfoenol piruvat ile eritroz – 4 – P tetrozunun kondansasyonundan sentezlenen ara maddeler üzerinden şikimik asit korizmik asite ve sonra üç farklı organik asite dönüşerek aromatik amino asitleri verdiğinden sonraları korizmik asit yolu adını alan sentez yoludur. Bakterilerde salisilik asit gibi maddeler, yüksek bitkilerde linyin ve alkaloidler, flavonoidler bu aromatik amino asitlerden ve özellikle triptofandan sentezlenir. Linyinler sinnamik asitlerin alkollerinin ürünüdür. Azot eksikliği azotun klorofil yapısındaki 4 pirol halkasındaki yeri nedeniyle klorofil oluşumunu engeller ve fotosentez eksikliği nedeniyle büyüyüp, gelişmesini önler. Doğal olarak protein, enzim ve nükleik asit metabolizmalarını yavaşlatır, durdurur ve yaşlı doku ve organlardan başlayan boşalma ile ihtiyarlama - senesans ve ölüme neden olur. Azot bileşiklerinin yapısal proteinler gibi taşınamayan formlarının proteolitik enzimler gibi hidroliz enzimlerince parçalanarak iletilebilir formlara dönüştürülebilmesi genç ve büyüyen dokular ile organların olabildiğince korunması olanağını sağlar. Fosfor bilindiği gibi enerji metabolizmasında çok önemli yer tutar. Yeşil bitkilerin güneşten, bazı bakterilerin ise inorganik bileşikleri parçalayarak elde ettiği fiziksel enerjiyi yüksek enerjili kimyasal bağ enerjisi halinde saklayıp, gerektiğinde açığa çıkartılması ile kimyasal ve fiziksel işlerin yapılmasında kullanmasını sağlar. Bu konu fotosentez ve kemosentez, solunum ve sindirim metabolizmaları içinde incelenecektir. Burada elementel fosforun enerji metabolizmasındaki kilit rolünün nedenleri üzerinde durmak yeterli olabilir. Nükleik asit sentezinde organik bazlar fosfatları halinde sübstrat olarak kullanılıp tepkime sırasında fosfatın açığa çıkması, solunumda elde edilen enerjinin ATP kazancı olarak hesaplanması iyi birer örnektir. ATP su ile tepkimeye girdiğinde üç fosfat grubundan biri açığa çıkarken bu fosfat bağında yoğunlaşmış olan enerji açığa çıkar. Bu enerji diğer bağ enerjilerine göre yüksek olduğundan yüksek enerjili, enerjice zengin bağ adını alır. Bunun nedeni de bu bağın oluşturulmasında yüksek enerji kullanılmasına gerek oluşudur. ATP ve NADP.H2 enerji metabolizmasının kilit maddeleridir. Bunun temel nedeni oluşumlarının sübstratları olan maddelerin kinyasal potansiyeli ile bu tepkime ürünlerinin kimyasal potansiyel farkının yüksek oluşudur. Adenin de fosfat gibi eksi yüklüdür, bu nedenle adenine 3 fosfatın bağlanması ile ATP sentezlenebilmesi için yüksek enerji kullanılması gerekir, serbest enerji önemli miktarda artar. Organik bileşiklerin fosforilasyonu, yani ATP veya benzeri bir fosfat kaynağından grup transferini kinaz enzimleri sağlar. Fosfat, ADPve ATP sulu çözeltilerinde farklı değerlikli formlarda bulunabilen, Mg ve Ca iyonları başta olmak üzere katyonlarla kelasyon tepkimesine girebilen maddelerdir. Bu nedenle de pH gibi etmenlere bağlı olarak ATP değişik yollardan sentezlenebilir. Nötr pH civarında divalent katyonlara gerek olmadan ADP + HPO4 + H3O ® ATP + H2O tepkimesiyle, ATP sentetaz enziminin etkisiyle sentezlenir. Bu molekülün hidroliz denge sabitesi diğer fosfat bileşiklerinden çok daha yüksektir, bu nedenle de diğer organik bazların trifosfatları oluşturulamaz. Bu pHa bağlı denge durumu sayesinde ATP, ATPaz izoenzimlerinin etkisiyle ve büyük oranda ADP ve fosfata hidroliz olabilir. PH 7 civarında ADP moleküllerinin yaklaşık yarısı -2, diğer yarısı ise -3 değerlikli iken ATP molekülleri de yarı yarıya -3 ve -4 değerliklidir. Mg+2 veya Ca+2 ve diğer katyonlar aynı moleküldeki fosfat köklerinin (-- O -1) yüklü oksijenleri arasında elektrostatik olarak tutularak kelatlaşmayla moleküllerin form sayılarının artışına neden olur. Bu çeşitlilik değişik özelliklerdeki izoenzimlerin aktiviteleri ile ATP enerji deposunun kontrollu şekilde farklı metabolik olaylarda kullanılabilmesini sağlar. Yani önemli bir konu da açığa çıkan ADP molekülünün serbest halde kalabilmesi ve başka bir tepkimeye girmemesidir. NADP.H2 dışındaki difosfatlar ise başka tür tepkimelere de girebilir. Hidrolizlerinin kinetik denge sabiteleri düşük olduğundan hidrolizleriyle çıkan enerji de düşüktür. Bu nedenle de enerji depolanmasında tekrar kullanılamazlar. ATP ve NADH2 nin enerji metabolizması açısından önemli bir özellikleri de membranlardan kolay geçebilmeleri ile enerji dağılımını sağlayabilmeleridir. Fotosentezde kloroplastlardaki devresel olmayan elektron iletimi sırasında oluşan NADP.H2 NADPnin redükte formudur ve bu iki form bir redoks çifti olarak eşit miktarlarda birarada bulunur. NADP molekülünün yanlızca NAD kısmı 2 e- alarak NADPH2 oluşturur. Bu elektron alışverişi zinciri elektron akımını sağlar ve bu şekilde ışık enerjisi elektron iletimi yoluyla enerji kazancına, depolanmasına yol açar. Bu konu fotosentez incelenirken görülecektir. Fosfatazlar fosfat grubu olan organiklerden fosfat gruplarını ayıran enzimler olarak metabolizmada önemli bir yer tutarlar. Optimum pH değerlerine göre asit ve alkalin fosfatazlar olarak ikiye ayrılırlar. Bu mekanizmalar hücrenin endojen tepkimeleri başlatma ve yürütmesi için gereken yeni kimyasal bağ oluşumuna dayanan sentez ve dönüşüm tepkimelerine enerji sağlar. Gerek duyulduğunda enerji denetim altında yüksek enerjili fosfor bağının ATP sentetaz ile sentez ve ATPaz ile hidrolizi ile biyolojik iş için enerji sağlanır. Fosfor fotosentezle güneş enerjisinin önce şekerler ve sonra polisakkaritler halinde karbohidratlarda kimyasal bağ enerjisi halinde bağlanarak depolanması, gerektiğinde sindirimleri ve solunumla açığa çıkarılan bu enerjiyle tüm metabolizmanın yürümesini sağlar. Tüm bu nedenlerle fosfata sürekli gereksinim duyulduğundan toprak çözeltisinde çok az miktarda bulunan faydalı fosforun sürekliliği gerekir. Toprak çözeltisindeki fosfatın mineralojik ve organik fosfatla denge halinde olması da bunu sağlar. Dengeyi sağlayan ana etmen bakteriyolojik etkinliktir. Fakat toprak tiplerine göre toplam fosfat miktarı geniş açılım gösterir. Bekleneceği üzere bitkilerde fosfor özellikle aktif büyüme ve gelişme gösteren doku ve organlarda yoğunlaşır. Kökler sürekli büyüyüp, gelişen organlar olduğundan organik fosfat bileşiklerine bağımlıdırlar. Yani köklerle yerüstündeki fotosentetik dokular arasındaki karşılıklı bağımlılık bitkilerin yaşam devirlerinde çok önemli yer tutar. Bu nedenle de yeni gelişen tek yıllık veya ilkbaharda yeniden büyüyüp gelişmeye başlayan çok yıllık bitkiler Organik posfat bileşikleri tohum ve tomurcuk gibi büyüme potansiyeli yüksek olan organların dokularında da depolanır. İndirgenmiş formu hiç görülmez ve %75 -80 oranında çözünür bileşikleri halindedir. Özsuda Doku ve organlarda fikse edilen kısmı düşük olduğundan gereksinime göre floemden ve parankimadan iletilir. Bu nedenle de fosfat beslenmesi eksikliğinde önce yaşlı organlarda eksiklik arazları görülür. Bu organlardaki fosfatlı bileşiklerin sindirimi ve fosfatazlar etkisiyle parçalanmaları sonucunda serbest hale geçerek iletilirler. Fosfor eksikliğinde azot metabolizması yavaşlar, inorganik azot asimilasyonu azalınca nitrat birikimi olur ve bu da yaşlı organların koyu yeşil bir renk almasına neden olur. Bitkiler bodur kalır, kök gelişimi zayıf olur. Domates bitkisi iyi bir fosfor eksikliği indikatörüdür ve özellikle yapraklarının alt tarafında asimile olmayan şekerler ve nitrat birikimi nedeniyle mor lekeler görülür. Genelde bitkide P, N ve K dan daha azdır ve yaşlı organlardan tohumlara doğru artan % 0.0X -% 1.X oranları arasında bulunur ve yarısından fazlası çözünür formdaki organik bileşikleri halindedir. Yani ortalama olarak azot gereksiniminin beş - onda biri kadar fosfor alırlar. Kükürt özellikle yapısal proteinler ile protein yapısına girmeyen amino asit ve bazı peptidlerin yapısına girer. Yapısal protein zincirleri arasında kuvvetli S - S, S - H bağları oluşturarak zincirler arasına su moleküllerinin girmesini önler, termik stabilitelerini arttırarak çok sağlam yapılar oluşturmalarını sağlar. Proteinlerdeki oranı proteinin işlevine göre tipik olarak 3.10-5 - %7 arasında değişir, bazı türlerde sülfat halindeki S/ toplam S oranı > %50 olabilir. Toplam S açısından da familyalar arasında önemli farklar görülür, Graminae < Leguminosae < Cruciferae fam.larındaki açılım %0.1 - 1.5 / k. ağ. gibi yüksek bir orandadır ve bu fark tüm bitki düzeyindedir. Mikroorganizmalardan yüksek bitkilere kadar dağılım gösteren diğer sülfürlü bileşiklerin kimyasal çeşitliliği çok yüksek düzeydedir e bu nedenle kemotaksonomik karakterler arasında önemli bir yer tutar. Metabolizmalarının tam olarak incelenmiş olduğu söylenemez. Sistein, metionin ve çeşitli vitaminler ile koenzimler gibi bazı sülfürlü bileşiklerin hücre yaşamında, büyüme, gelişme ve çoğalmasındaki önemi bilinmektedir.. Bu yaşamsal organik sülfür bileşiklerinin çoğu en redükte formları halindedir, sülfit bağı ile bağlıdırlar. Örneğin sistein, metionin amino asitleri, glutation peptidi, ergotiyonein tiolü, koenzimlerden tiamin pirofosfat, Co-A ve biyotinde durum böyledir. Sülfidril kofaktörü halinde bir çok enzimin aktivitesinde de önemli rol oynar. Sülfat ksilemde iyonik bileşiği halinde iletildikten sonra ATP de sübstrat olarak kullanılarak sülfürilaz ve kinaz enzimlerince katalizlenen tepkimelerle fosfat grupları ile yer değiştirerek adenozin difosfosülfat halinde metabolizmaya girer. Mobilitesi yüksekse de metabolik etkinliği, kolay dönüşebilir oluşu nedeniyle iletimine pek gerek duyulmaz. Normal olarak alınan sülfatın büyük kısmı protein sentezinin yüksek olduğu genç dokulara gider ve büyüme potansiyeli olan organlarda depolanır. Eksikliği halinde protein sentezinin azalması nedeniyle çözünür azotlu maddelerin biriktiği görülür. Elektron iletiminde çok önemli rolü olan negativ red-oks potansiyeline sahip demirli proteinlerin bir kısmındaki Fe/ S prostetik grup merkezleri özel işleve sahiptir: fotosentez, azot fiksasyonu, sülfit ve nitrit red-oks tepkimeleri ve DNA tamir edici endonükleaz aktivitesi. Tipik olarak Fe iyonları R-S halindeki sistein sülfürü ile koordinasyon yapar. Elektron iletim sistemi oluşturan ferredoksinler gibi bazıları bağımsız iken flavoproteinler, S bakterilerinin sülfüraz, kinaz gibi bazıları Ni, V e Mo gibi diğer prostetik elementlerle beraber etkinlik gösterebilir. Ferredoksinler, mitokondrilerin sitokromlu membran proteinlerinde ve ileride görülecek olan fotosistem II fotosentez sisteminde iki sisteinat yan zincirinde 2 Fe - 2 S merkezi içerir ve bu iki merkez -S - S- bağı ile dianyon oluşturur ve Fe+2 Ö Fe+3 dönüşümleri elektron iletimini sağlar. Kötü ve / veya keskin kokular salgılayan bitkilerin kokulu uçucu bileşikleri genellikle küçük moleküllü olan tiyoller ile sülfitlerdir ve öncü bazı maddelerin enzimatik veya kimyasal parçalanma ürünleridir. Merkaptanların tipik kokuları birçok Crucifereae türlerinde karakteristik olup bazı tiyoglikozitler veya amino asitlerin dönüşümü ile ortaya çıkarlar. Çeşitli alifatik ve aromatik sülfitler mikroorganizmalarda yaygın olarak bulunur ve bunlardan en iyi bilinenleri penisilin, gliotoksin, basitrasin gibi antibiyotiklerdir. Bu maddeler algler ve funguslarla yüksek bitkilerde de bulunur. Proteinik olmayan amino asitlerin hemen hepsi sisteinden S-sübstitüsyonu ile oluşur ve sistein ile benzeri öncülerden sentezlenirler. Yüksek bitkiler kükürtlü amino asitlerden ancak sisteini öncü madde olarak kullanabilir ve bu nedenle de sisteinin bu metabolizmanın merkez maddesi olduğu söylenebilir. İzotiyosiyanat oluşturan tiyoglikozitler kolayca enzimatik hidrolize uğrayabilirler ve yeni bir moleküler düzen kazanarak hardal yağlarını, glükoz ve sülfatı oluştururlar. Kemotaksonomik karakter olarak da önemli veriler sağlarlar. İzotiyosiyanatların çoğu keskin tadları ile kendilerini belli ederler ve baharat olarak kullanılırlar. Glükozitler glükozun R- yan zincirinde farklılık gösteren ve izotiyosiyanat oluşturan elliden fazla üyesi olan bir madde grubudur. Düz veya dallanmış alkil yan zincirleri ile çeşitli şekillerde hidroksillenmiş veya düz zincirli türevleri vardır. Bu türevlerin büyük bir kısmı a-amino asit ve a-keto-asit metabolizmalarında rol alır. Potasyum 138 pikometre iyon çapına karşılık tek yükü ve 239300 pm2 yüzey alanı nedeniyle şişirici etkisi, 6-8 koordinasyon sayısı ile 60 kadar enzimin kofaktörü oluşu, özellikle Na+/ K+ - ATPaz membrana bağlı iyon pompası enzimi üzerindeki ve membran porlarını şişirici etkisi ile hücre düzeyindeki iletim düzenleyici rolü sayesinde metabolizmayı genel olarak etkiler. Hücre özsuyunda bol olarak bulunması ve kolay taşınması nedeniyle osmotik basıncı düzenlediğinden de organik madde metabolizması e iletiminde rol oynar. Tüm bu temel özellikleriyle bitkilerde tipik olarak %0.2 - 11 / k. ağ. oranında bulunan K miktarının eksilmesi ile fotosentez hızı ve ürünlerinin yapraklardan iletiminin azalması, organik asitler ve yağ asitleri sentezinin yetersiz kalması, serbest amino asit birikmesi ve protein sentezinin azalması, yumrular gibi karbohidrat deposu organlarda gelişememe, nitrat indirgenmesi ve azot metabolizmasının yavaşlaması ve protein sentezinin düşmesi ve protein azalması, hücre çeperi polisakkaritlerinin sentezinin azalması, kök sistemi gelişiminin aksaması, dona dayanıklılığın düşmesi, büyüme ve gelişme, olgunlaşma gecikmesi ile gelişmenin anormallik göstermesi gibi çok yönlü etkiler görülür. Potasyum eksikliği önce yaşlı daha sonra genç yaprakların sararma ve kuruması, ışık enerjisi azalması halinde fotosentez hızının normalden çok daha fazla düşmesi görülür. ATP metabolizmasının aksaması nedeniyle klorofil azalmasından daha hızlı şekilde fotosentez hızı düşer. NO3 indirgenmesinin azalması sonucu amino asit sentezi azalması ve daha da hızlı olarak protein sentezi hızının düşmesi ile büyüme durur. 14C izotoplu CO2 içeren atmosferden kökler dahil bitkide metabolize edilen izotop oranı düşer, karbohidrat sentez ve iletimi düşüşü N aimilasyonunun azalmasına neden olur. Bunun sonucunda çözünür karbohidratların sağladığı osmotik basınç düşer, hücre çeperleri zayıflar. Sonuç olarak K, N ve P kadar önemli bir besin elementidir. Kalsiyum +2 yüküne karşılık 138 pm çapı, 130700 pm2 alanı ile iyon kanallarını büzücü etkisi olan, 6 - 8 koordinasyon sayısı ile örneğin orta lamellerde pektatlar, vaküollerde oksalat kristalleri gibi sağlam bağlı tuzlar oluşturan elementtir. Bu özelliği ile organik asitlerin ph üzerindeki etkilerini dengelediği gibi toksik etkilerini de önler. Meristematik dokularda sürekli bölünen hücreler arasında oluşan orta lameller nedeniyle boldur. Ayrıca nitrat indirgenmesi ve, karbohidrat ve protein iletimi üzerindeki olumlu etkileri, amino asit ve ATP metabolizmasında önemli rolü olan adenil kinaz, arjinin kinaz gibi enzimler için gerekli oluşu gibi etkileri ile temel elementlerdendir. Hayvanlarda olduğu gibi büyük oranda immobilize edilen ve ancak yaşlanma, olgunlaşma, senesans - ihtiyarlama ile katabolik metabolizma hızlandığında serbest hale geçebilen Ca++ eksikliği halinde ilk etkileri yaşlıorganlarda görülür. ENERJİ ve KARBON METABOLİZMASI Bilindiği gibi canlıların birincil enerji kaynağı güneş enerjisidir. Besin zinciri ototrof - kendibeslek yeşil organizmaların güneş enerjisini kullanarak inorganik CO2 gazının karbonunu suyun protonu ile redükleyip - indirgeyip organik bileşikler sentezlemesi ile başlar. Canlılık ışığın fiziksel enerjisinin kimyasal bağ enerjisine dönüştürülerek canlılık ve sürdürülmesi için gerekli işlerde kullanımı ile yürür. Bu işlemler ve işlerin toplamına metabolizma, yapımla ilgili olan sentez ve depolama işlerine anabolizma ve sindirimle solunumu içeren yıkım işleri toplamına da katabolizma denir. Bilindiği gibi indirgenme bir atom veya molekülün elektron kaybetmesidir ve tersi de yükseltgenme, yani oksidasyondur. Elektron alışverişi için birisi elektron verici (donör), diğeri alıcı (akseptör) olan en az iki atom veya molekül gerektiğinden bu iki olay birlikte yürür ve redoks tepkimesi olarak adlandırılır. Canlılarda da kemosentez ve fotosentez dışındaki tüm anabolik olaylar oksitlenme yani solunumla paralel yürür. Sentez veya başka bir iş yapılması ile ilgili tüm olaylar hızlandıkça solunum hızı artar ve fotosentez veya kemosentezle solunumun enerji gereksinimi karşılanamadığında gene katabolik olan sindirim, yani kimyasal bağların parçalanması ile enerji açığa çıkışı olur. Sindirim ve solunum olayları termodinamik açıdan kendiliğinden yürüyebilen olaylar olduğundan ölüm halinde kendiliğinden olur ki bu olaya otoliz denir. Hücrelerdeki membranların sağladığı kompartmanlar, seçici membranlar bu tür tepkimelerin kendiliğinden başlayıp yürümesi riskini ortadan kaldırır. Bir maddenin bir tepkimede elektron alıcı veya verici rol üstlenmesi redoks tepkimesine konu olan diğer maddeye oranla elektron çekiciliğinin daha yüksek veya düşük olmasına bağlıdır. Yani sabit, sınıflandırmaya uygun bir özellik değildir. Buna karşılık ölçülebilir olan bu özellik bilindiği gibi redoks potansiyeli ile tanımlanır ve bir skala halinde kullanılır. Bitkilerde anabolizma iki indirgenme olayından birisi ile başlar: fotosentez ve kemosentez. Fotosentezde ışık kuantlarından alınan enerji ile inorganik formdaki CO2 molekülünün yarı kovalent bağlarla bağlı C atomu indirgenerek kovalent bağlı organik bileşiklerine dönüştürülür. Bu bileşikler canlıların %15 - 18ini oluşturur. Elementel karbonun en dış okted tabakasında 4 elektron olduğundan bileşik oluşturması yüksek enerji ister ve zordur. Bu nedenle de havada yalnızca % 0.2 - 0.3 oranında bulunur ve tek doğal kaynağı canlılardır. İyonik bileşiklerde iki atom arasındaki elektron alışverişi tam olduğu, elektron yörüngesinde düşük sayıda duplet veya okted açığı olan atomun diğer atomun en dış yörüngesindeki elektron kapasitesinin yarısından az sayıda olduğundan dengesiz durumdaki elektron veya elektronları tam olarak alması sonuu kararlı bir bağ olan iyonik bağ oluşur ve sert kristal yapılanma olur. Su gibi yarıkovalent bağlarla oluşan molekülerde bağ enerjisi daha düşüktür, yapı daha zayıftır. Daha yüksek enerjili ve kuvvetli olan bağın enerjisi düşürülmüş ve daha kolay bozunabilen, daha kararsız organik bileşikler elde edilir. Termodinamik açıdan ise termik hareketliliği yani entropi enerjisi yüksek olan CO2 gazı serbest, işe çevrilebilir enerjisi daha yüksek olan organik moleküle dönüşmüş olur.

http://www.biyologlar.com/su-ve-mineral-madde-metabolizmasi-1

Kuş Göcü Araştırmaları

Yüzyıllar boyu, doğa olayları arasında insanda en çok hayranlık uyandıranlardan birisi hiç şüphesiz kuş göçü olagelmiş. Kuşların sonbaharda ortadan kaybolup baharda tekrar ortaya çıkmalarının nedenlerini merak edenler birçok teoriler ortaya atmışlar. Bazıları, küçük kuşların havalar soğuduğunda çamurun içinde ya da küçük kovuklarda saklanarak kış uykusuna yattıklarını düşünmüş. Hatta Aristoteles başka bir teori daha ortaya atarak bahar aylarında Kızılgerdan olarak bilinen kuşun sonbaharda kızılkuyruğa dönüştüğünü ileri sürmüş! Kuşların göçüyle ilgili ilk araştırma çabasının Alman bir rahibe ait olduğu söylenir. Bir Kırlangıcın bacağına üzerinde "Kırlangıç, kışı nerede geçirirsin?" yazılı bir kağıt bağlayan rahip bir yıl sonra üzerinde "Asya`da, Petrus`un evinde" yazılı bir kağıtla aynı kırlangıcın geri döndüğüne tanık olur. Bu olaydan yaklaşık 750 yıl sonra, özellikle geçtiğimiz yüzyılın ikinci yarısından itibaren yoğunlaşan gözlemler, halkalama çalışmaları, radyo vericileri ve radar kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte kuş göçünün gizemi yavaş yavaş çözülmeye başlamış. Kuş göçü araştırmalarında kullanılan en yaygın yöntem bir teleskop ve dürbün yardımıyla tek ya da bir hat boyunca birçok noktadan yapılan yer gözlemleri. Bu yöntem özellikle coğrafi koşullar nedeniyle kuşların göç zamanı yoğunlaştıkları Boğaziçi gibi darboğazlarda, dağ geçitlerinde ya da kıyılarda oldukça verimli oluyor. Göç mevsimlerinde gerçekleştirilen günlük, düzenli gözlemlerle bir bölgeden geçen kuşların tür kompozisyonu, yoğunlukları ve göç takvimleri ortaya çıkarılabilir. Gözlemlerin özellikle hava ve ışık koşullarından çok fazla etkilenmesi bu yöntem kullanıldığı zaman özellikle dikkate alınmalı. Örneğin, yere yakın yüksekliklerde rüzgarın şiddeti çok daha düşüktür. Bu yüzden de kuşlar rüzgara karşı uçmak zorunda kaldıklarında yere yakın uçmayı tercih ederler ve böyle bir günde yüksek sayılarda kuş gözlemek mümkün olabilir. Aksi bir durumda, eğer kuşlar rüzgarı arkalarına alırlarsa bu avantajdan en iyi şekilde yararlanmak için yerden gözlemenin mümkün olmayacağı kadar yüksekten uçabilirler. Bu durumda da yoğun bir kuş göçü olmasına rağmen gözlem başarısızlıkla sonuçlanabilir. Ayrıca, gece göçmenlerini bu yöntemle araştırmak mümkün değil ve aslında kuşların büyük çoğunluğu gece göç eder. Diğer bir yöntem de 1951 yılında Lowery tarafından geliştirilmiş olan ay gözlemi. Bu yöntemde bir teleskop yardımıyla gece göç eden kuşların dolunay önünden geçen silüetleri gözlenir. Bu yöntemle gökyüzünde çok küçük bir alan taranabilmekte ve sadece dolunay zamanı ve bulutsuz havalarda olduğu varsayımı, kuşların uçuş yönünü belirlemekteki güçlükler ve de kalibrasyon sorunu bu yöntemin geçerliliğini zorluyor. Radyo ve uydu vericileri gibi çok daha gelişmiş yöntemler de göç araştırmalarında kullanılmakta. Radyo vericisi takılan kuşlar bir arabaya ya da uçağa yerleştirilen bir alıcı ile takip edilmekte ve göç davranışları ile ilgili çok detaylı bilgiler elde edilmekte. Radyo vericilerinin ağırlığı 0.5 gr.a kadar düştüğü için çok küçük kuşlara bile takılmaları mümkün. Uydu vericileri ise kuşların uçuş yükseklikleri, uçuş hızları ve bulundukları koordinatları cep telefonuna mesajla bile sürekli bildirecek kadar geliştirilmiş, ancak hem çok pahalı olmaları hem de ağırlıkları nedeniyle kullanım alanları oldukça kısıtlı. Genellikle yırtıcı kuşlar, leylekler, turnalar gibi büyük kuşlara uydu vericisi takılmakta. Özellikle İkinci Dünya Savaşı`yla birlikte radar teknolojisinde büyük gelişmeler kaydedilmiş ve radarlar göç araştırmalarında da kullanılmaya başlanmış. Radarlarla çok geniş alanlar taranabilmekte, çalışmalar hava ve ışık koşullarından etkilenmemekte. Bu yöntemle göç eden kuşların yoğunluğu, yönleri, hızları ve yükseklikleri tespit edilebilmekte. Günümüzün radarları 6.400 metre yükseklikteki kuşları fark edebilmekte ve martı büyüklüğündeki bir kuşu 80 kilometre mesafeden kaydedebilmekte. Bu yöntemle ilgili en büyük sorun ise göçmen kuşların tür düzeyinde tanımlanamaması. Radarda gözlenen kuşlar ancak büyüklüklerine göre ötücü, sukuşu, kıyıkuşu şeklinde gruplanabilmekte. Yine de radar çalışmaları kuşların denizler, çöller ve dağlar gibi ekolojik engelleri nasıl aştıkları, hava koşullarına göre nasıl davrandıkları ile ilgili çok önemli bilgiler elde edilmesini sağlamakta. Örneğin, kuşların uçuş yüksekliklerini değiştirerek rüzgardan en iyi şekilde yararlanmaya çalıştıkları radar gözlemleri ile anlaşılmış. Birçok kuş türünün göçe özgü ötüşleri vardır. Bu ötüşlerin kaydedilerek analiz edilmesi de araştırmalarda kullanılan bir diğer yöntem. Yeni bir yaklaşım da kuş tüylerinin kararlı izotop oranları açısından analiz edilmeleri. Bu yöntem, dünyada her farklı coğrafyanın (genellikle yağışlara bağlı olarak) kendine özgü izotop oranlarına sahip olmasına dayanmakta. Bu kararlı izotoplar besin ağı yoluyla kuşların dokularında da birikmekte. Kuşların tüylerindeki ya da tırnaklarındaki hidrojen, karbon veya azot izotop oranları, sadece bu dokular büyürken kuşun beslendiği yöreyi yansıtır. Bu nedenle, tüylerin izotop yapıları belirlenerek kuşların tüy değiştirme stratejilerine göre üredikleri, kışladıkları ya da konakladıkları alanların saptanması mümkün olmakta. Kuşların yön bulma yetenekleri ile ilgili çalışmalar da göç araştırmalarında geniş bir yer tutuyor. Halkalanan ve tekrar yakalanan bireyler sayesinde kuşların üreme, kışlama ve konaklama alanlarına bağlılıkları ve sonuç olarak yön bulma yetenekleri ölçülebilmekte. Bu amaçla gerçekleştirilen en yaygın araştırmalar, yer değiştirme deneyleri. Bu deneylerde hala yuvada yavruları olan erişkin kuşlar üreme alanlarından, güvercinler tüneklerinden ve göçmen kuşlar da göç rotalarından uzaklaştırılırlar ve daha sonra geri dönme başarıları ölçülür. İlk kez 1949 yılında Kramer tarafından kafesteki kuşların belirli bir yöne doğru göç aktivitesi gösterdiklerinin kanıtlanmasının ardından kafeslerdeki kuşların göç huzursuzluğunun ölçülmesi standart bir yöntem olarak yön bulma deneylerinde yerini aldı. Bu çalışmalar için çeşitli kafesler geliştirilmiş. İçinde tünekler olan ve elektrikli bir sayaç ile kuşların bu tüneklere zıplama miktarlarının ölçüldüğü kafesler (Kramer 1949, Sauer, 1957), yan duvarları eğimli olan ve kuş gitmek istediği yöne doğru bu duvarlar üzerine zıpladıkça daktilo kağıdı üzerinde bırakılan izlerin ölçüldüğü Emlen`in huni kafesleri (Emlen and Emlen, 1966) ve kuşun gagası ile kafesin etrafına sarılı şeffaf folyo üzerinde yaptığı izlerin gözle sayıldığı Busse`nin düz kafesleri (Busse 1995) yaygın olarak kullanılan kafesler. diğerlerinin aksine, arazi koşullarında ve hem gece, hem gündüz gerçekleştirilebiliyor olması Busse kafesleri ile çok fazla kuş ile deney yapılabilmesini ve büyük miktarlarda veri elde edilebilmesini sağlamaktadır. Bu yöntemde, halkalama çalışmaları sırasında yakalanan kuşlarla anında deney yapılabilmekte. Türkiye coğrafyasında kuş türlerinin yön tercihleri de halkalama istasyonlarımızda Busse kafesleri ile gerçekleştirilen deneylerle araştırılmakta. Geçtiğimiz on yıl içinde geliştirilen ve oryantasyonu aerodinamik ve fizyoloji ile bağdaştıran "Optimum Göç Teorisi", kuş göçü araştırmaları için başlıca kuramsal çerçeveyi oluştururken, bir yandan da genetik çalışmalar yaygınlaşıyor. Halkalama Çalışmaları Kuşların, halkalama lisansına sahip eğitimli araştırmacılar tarafından güvenli yöntemlerle yakalanmasını, bacaklarına halka takılmasını ve tür, yaş, cinsiyet gibi gerekli bilgilerin kaydedilmesinden sonra serbest bırakılmasını içeren işlemlerin tümüne birden "halkalama" adı veriliyor. Oldukça pahalı yöntemler olan radyo ve uydu vericileri hariç yukarıda bahsedilen hiçbir yöntemle göçmen kuşlar bireysel olarak izlenemiyor. Bu ancak halkalama çalışmaları ile mümkün. Halkaların üzerinde ülkelere özgü sabit bir adres ve her birey için farklı bir kod numarası olur. Kod numarası kuşların bireysel olarak tanınmasını, adresler ise tekrar yakalanan ya da ölü bulunan halkalı bir kuşun halkalanma bilgilerine ulaşılabilmesini sağlar. Bu adres sayesinde kuş ölü bulunduysa halkası, canlı olarak tekrar yakalandıysa da kuşla ilgili bilgiler halkalandığı merkeze ulaştırılır ve kuşun nerede, ne zaman halkalandığı öğrenilir. Bu yöntemle, temelde kuşların göçleri (kuş türlerinin göç stratejileri, konaklama, kışlama ve üreme alanları, göç takvimleri) ve populasyon dinamikleri (kaç yıl yaşadıkları, üreme başarıları, hayatta kalma başarıları, ilk üreme yaşları, kaç yaşına kadar üremeye devam ettikleri, genç bireylerin dağılma oranları) araştırılmakta. Özellikle 1970`li yıllardan sonra halkalama çalışmaları koruma çalışmalarına da büyük katkı sağlamaya başladı. Standart yöntemlerle yapılan çalışmalar sonucunda populasyonlardaki değişimler takip edilebilmekte ve türlerin korunmasına yönelik kararlar alınabilmekte. ABD ve Avrupa`da Operation Baltic, Constant Effort Sites (CES), Monitoring Avian Productivity and Survivorship (MAPS) gibi önemli projeler, standart yöntemler kullanılarak populasyonların takip edilmesi amacıyla gerçekleştiriliyor. Dünyada Kuş Halkalama Çalışmalarının Tarihçesi Halkalama çalışmalarının başlangıcı olarak Danimarkalı bir öğretmen olan Mortensen`in Sığırcık yavrularına alüminyum halkalar taktığı 1889 yılı kabul edilir. Kuşları ilk kez sistematik olarak halkalayan Mortensen, böylelikle günümüzde yüzün üzerinde istasyonda, binlerce lisanslı halkacı tarafından yaygın bir şekilde uygulanan standart halkalama çalışmalarının da öncüsü olmuş. Kuşlarla ve kuş göçüyle ilgili çok önemli bilgiler sağlayan sistematik halkalama çalışmaları öncesinde de kuşlar çeşitli nedenlerle halkalanmışlar. Kuşların ayağına metal bir halka takılmasıyla ilgili ilk kayıt 1595 yılında Fransa`sına ait. 4.Henry`nin halkalı Gökdoğan`larından (Falco peregrinus) biri kuş avı sırasında kaybolmuş ve 24 saat sonra Malta`da bulunmuş. Halkalı olduğu için saatte ortalama 90 km hızla Fransa`dan Malta`ya uçmuş olduğu anlaşılan bu birey böylelikle Gökdoğan`ların şaşırtıcı uçuş yeteneklerinin belki de ilk kanıtı olmuş. 1669 yılında ise Dük Ferdinand bir Gri Balıkçıl`ın (Ardea cinerea) bacağına gümüş halka takmış; 1728 yılında Dük`ün torunu tarafından tekrar bulunan bu Gri Balıkçıl`ın en az 60 yıl yaşadığı da böylelikle anlaşılmış. Almanya`da 1710 yılında bir atmacacı aynı ayağında birden fazla halka taşıyan bir Gri Balıkçıl yakalamış. Halkaların birçoğunun üzerinde herhangi bir bilgi olmadığından bu kuşun nerede ve kimler tarafından halkalandığı anlaşılamamışsa da halkalardan birinin Türkiye`de takılmış olabileceği düşünülüyor. Bu kuşların çoğu kuş göçü ve biyolojisiyle ilgili bilgi edinmekten çok daha farklı amaçlar için halkalanmışlar. Yabani kuşları gizemli göç davranışları ve biyolojileriyle ilgili bilgi edinmek amacıyla markalayan araştırmacılar ise halkalamanın asıl amacına yönelik ilk adımları atmışlar. Kuzey Amerika`da böylesi bir çabayı ilk kez gösteren ünlü doğabilimcisi ve ressam John James Audubon olmuştur. Audubon, 1803 yılında batağan yavrularının ayaklarına gümüş sicimler bağlamış ve böylelikle ertesi yıl iki yavrunun tekrar aynı yere geldiğini kanıtlamış. Ancak bugünkü halkalama çalışmalarının kurucusu, en başta da söz edildiği gibi Danimarkalı Hans Christian Cornelius Mortensen`dir. Viborg`ta öğretmenlik yapan Mortensen`in üzerinde bir adres ve seri numarası olan alüminyum halkayı 5 Haziran 1899 yılında bir Sığırcık yavrusuna takmasıyla sistematik halkalama çalışmaları da başlamış. Mortensen, standart bir şekilde halkalanan 165 Sığırcık yavrusuna tekrar rastlanılacağını umuyordu. Gerçekten de bir yıl içinde bu kuşlardan bazıları tekrar görüldü ve bu kayıtlar yayınlandı. Mortensen`in deneyi başarıyla sonuçlanmıştı ve bu başarıdan etkilenen birçok ülkede kuşlar halkalanmaya ve halkalama istasyonları kurulmaya başlandı. Kuzey Amerika`daki sistematik halkalama çalışmaları ise 1902 yılında Paul Bartsch tarafından gerçekleştirilmiş. Bartsch üzerinde "Smithsonian Enstitüsüne geri gönderin" yazılı halkalar kullanarak ilk kez bir tür gece balıkçılı halkalamış. Avrupa`da düzenli halkalama çalışmaları ise 1903 yılında Almanya`da (bugün Rusya sınırları içinde kalmış olan) ilk halkalama istasyonunun, Vogelwarte Rossiten`in kurulmasıyla başlamış. Almanya`nın ardından 1909 yılında bu kez İngiltere ve İrlanda`da halkalama çalışmaları yapan ornitoloji merkezleri kurulmuştur. Yine 1909`da Amerika`da Wisconsin Üniversitesi`nden Leon Cole, Amerika Kuş Halkalama Derneği`ni (American Bird Banding Association) kurmuş, 1910 yılında Çekoslovakya`da, 1911 yılında İsveç`te, 1912 yılında Finlandiya`da ve 1914 yılında da Norveç`te ilk kuş halkalama istasyonları çalışmalarına başlamış. 1916 yılındaki Göçmen Kuşlar Sözleşmesi`nin (Migratory Birds Convention) ardından 1920`de ABD`de ve 1923`te Kanada`da federal halkalama ofisleri kurulmuş. Göçmen kuşların sınır tanımıyor olması doğal olarak halkalama çalışmalarının da uluslararası işbirliği ile yürütülmesini gerekli kılıyor. Bu gereklilik doğrultusunda 1963 yılında Paris`te, birçok ulusal halkalama programının katılımıyla Avrupa Halkalama Birliği`nin (EURING) kurulmuş. 1966 yılında ise ulusal halkalama programları arasında bilgi alışverişini sağlayabilmek için geri bildirim verilerinde standart bir kodlama sistemi geliştirilmiş. Bu kod sistemi tüm ulusal halkalama merkezleri tarafından kullanılmakta. Türkiye`de Kuş Halkalama Çalışmaları Birçok kuş türü için çok önemli göç yolları üzerinde bulunmasına rağmen 2002 yılına kadar Türkiye`de düzenli ve kapsamlı halkalama çalışması gerçekleşmemişti. 1950-2000 yılları arasında Kızılırmak, Göksu ve Çukurova deltaları başta olmak üzere çeşitli bölgelerde çoğunlukla yabancı araştırmacılar tarafından kısa süreli, düzensiz çalışmalar yapılmış ve 166 türe ait 17.000`den fazla kuş halkalanmıştı. Ayrıca, 43 farklı ülkede halkalanıp hemen hemen tümü öldürüldükten ya da ölü bulunduktan sonra bildirilen 750`den fazla kuş ile ilgili kayıtlar var. Bu çalışmalarda araştırmacılar kendi ülkelerinin ulusal halkalarını kullanmışlar. Sadece, 1969 yılında Salih ve Belkıs Acar tarafından gerçekleştirilen çalışma için özel olarak üzerlerinde "Turkey" yazan halkalar yaptırılmış, ancak bu çaba da ulusal bir programa dönüşmemişti. Ulusal Halkalama Programı (UHP) Türkiye Ulusal Kuş Halkalama Programı (UHP), nihayet Kuş Araştırmaları Derneği`nin (KAD) girişimleri sonucunda, Doğa Koruma ve Milli Parklar Genel Müdürlüğü (MPG), Ortadoğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) ve KAD arasında imzalanan işbirliği protokolü ile Mart 2002 yılında başladı. Programın koordinatörlüğü KAD tarafından yürütülüyor. Halkalama çalışmaları, 2002 yılında Manyas Kuşcenneti (KAD-MPG), Cernek/Kızılırmak Deltası (Ondokuz Mayıs Üniversitesi), Titreyengöl/Manavgat (Avifaunichte Unterschungen, Alman bir ekip) ve ODTÜ (KAD-ODTÜ Biyoloji Bölümü) istasyonlarında gerçekleştirildi. 2003 yılında ise Akyatan (KAD-MPG) ve Dicle (Dicle Üniversitesi) istasyonları da pilot çalışmalarla programa dahil oldular. İki yıl içinde 6 istasyonda 110 türden 55.000`in üzerinde kuş halkalandı ve 15 farklı ülkede halkalanmış 46 kuş Türkiye`de kaydedildi. Türkiye`de halkalanmış 15 kuşla ilgili olarak da 6 ülkeden geri bildirim geldi. Uluslararası geri bildirimlerin yanısıra, sonbahar 2003 çalışmaları sırasında Cernek istasyonunda halkalanmış bir Yalıçapkını (Alcedo atthis) 3 gün sonra Akyatan istasyonunda Tüm bu çalışmalar sırasında, Türkiye için Kuzey Çıvgını (Phylloscopus borealis) için ilk kayıt olmak üzere nadir birçok tür için kayıtlar elde edildi. Renkli Halkalama Çalışmaları Martılar, leylekler ve yırtıcı kuşlar gibi büyük kuşlara renkli halkaların takıldığı çalışmalar da yapılmaktadır. Bir teleskop ya da dürbün yardımıyla hatta bazen çıplak gözle bile renkli halkalar üzerindeki harf ya da rakam kodları okunabilmektedir. Bu sayede, tekrar yakalanmalarına ya da ölü olarak bulunmalarına gerek kalmadan bu kuşların göçleriyle ilgili bilgilere ulaşılabilmektedir. Türkiye`de değişik araştırmacı kişi ve kurumların yürüttüğü renkli halkalama projeleri arasında, Fransa ile işbirliği halinde yürütülen Tepeli Pelikan (Pelecanus crispus) yavrularının halkalanmasını, Belçikalı, Hollandalı ve Fransız bilim adamlarının işbirliğiyle yapılan Akdeniz Martısı (Larus melanocephalus) yavrularının halkalanmasını, yine Fransa ile işbirliği halinde yürütülen Flamingo (Phoenicopterus ruber) yavrularının halkalanmasını ve 2003 yılında Kızılcahamam (Ankara) yakınındaki kolonide başlayan Leylek halkalamasını sayabiliriz. Eğitim Çalışmaları Halkacı olmak, günümüzde artık pek az örneği kalmış bir usta-çırak ilişkisi sonucunda gelişen, kuramsal bilginin yanı sıra kapsamlı bir deneyim edinmeyi ve bu birikimi düzenli olarak güncellemeyi gerekli kılan, çoğu kez de yaşam boyu bir tutkuya dönüşen bir süreç. Halkacı olmak, dünyanın neresinde olursa olsun o kişide olması gereken birikimin varlığını test eden bir lisans sürecini de içeriyor. Halkacının yetkinliğini bir lisansla belgeleme gereğinin temelde iki nedeni var: Kuşların canına ve sağlığına zarar gelmesini önlemek, Hatasız ve güvenilir veri toplayabilmek. İlk gerekçe, kuşların morfolojileri, fizyolojileri ve davranışları hakkında yeterli bilgiye sahip olmayı ve bu işi bilenlerin yanında olası sorunlar karşısında nasıl doğru hareket edileceğini öğrenmeyi gerektiriyor. İkinci gerekçe ise, doğru tanılar yapabilmeyi, referans kaynaklarını doğru kullanmayı ve genelde titiz çalışmanın önemini vurguluyor. Türkiye`de kuş göçlerine ve halkalama çalışmalarına yönelik ilgi ve bilginin arttırılması amacıyla KAD tarafından "Ulusal Halkalama Programı`nın Yaygınlaştırılması, Geliştirilmesi ve Tanıtımı" projesi hazırlandı ve proje UNDP GEF/SGP desteğiyle Aralık 2002`de başladı. Proje kapsamında 100 kişinin katılımıyla Ankara ve Manyas Kuşcenneti`nde "Halkalamaya Giriş Kursları" düzenlendi. Proje kapsamında çocuklarla eğitim çalışmaları gerçekleştiriliyor ve kısa bir belgesel film hazırlanıyor.

http://www.biyologlar.com/kus-gocu-arastirmalari

EVREN, EVRİM VE İNSAN

Dünya Toprağın anası olan sıcak, kıvamlı çorba: Kimyasal evrimin son aşamaya ulaşması ve biyolojik evrimin başlaması için uygun ortam... Viroyitler ile virüsler: Organik maddeyle canlı yaşam arasındaki geçiş ürünleri mi? Canlılar, ilyarlarca yıl süren bir gelişmenin ardından 600 bin yıl önce Kambriyen Patlaması’yla çeşitlenmişler. İnsanla maymunun ortak atası olan primatlar ise epi topu 70 milyon yıl önce ortaya çıkmışlar. Ve 5 milyon yıl önce başdöndürü bir gelişme: Önce insansılar, sonra Homo Habilis, Homo Erectus, Homo Neanderthalis ya da Homo Sapiens ve 50 bin, yalnızca 50 bin yıl önce de Homo Sapiens Sapiens: İşte insan!.. İnsanın çamurdan yaratıldığını anlatan dinsel efsanelerle, dünyanın başlangıcındaki kıvamlı, sıcak bulamaçtan yaratıldığını söyleyen evrime ilişkin bilimsel bulgular arasındaki tek ayrım, evrenin boyutları temelinde fazlaca önemi olmayan bir zaman farkı... Bugün üstünde yaşadığımız gezegen, hiçliğin içindeki bir noktada meydana gelerek evreni oluşturmaya başlayan Büyük Patlama’dan 15 milyar dünya yılını aşkın bir süre sonra, bağrından koptuğu yıldızın etrafında yörüngeye ilk girdiğinde, herhalde, alev alev yanan bir top gibiydi. Bu alev topunun son kalıntıları, Dünya’nın çekirdeğinde, dışarı akacak mecra bulmak için hala ayaklarımızın altındaki zemini yoklayıp duruyor. Varoluşundan tam 4 milyar 570 milyon yıl sonra bile Dünya’da yanardağlar, arasıra da olsa hala lav püskürtüyorlar. İlk başlarda dünyanın hidrojen, su buharı, amonyak, metan ve hidrojen sülfitten oluştuğu düşünülüyor. Laboratuvarda böyle bir gaz karışımına dışardan enerji verildiğinde bir süre sonra kahverengi bir bulamaç elde ediliyor. Dünya’nın da böyle bir süreçten geçerek en dış kabuğundan itibaren önce sıcak, kıvamlı bir çorba halini aldığı, sonra ağır ağır katılaştığı varsayılıyor. Toprağın anası olan bu sıcak, kıvamlı çorba, Güneş’in aşırı sıcağında gelişen kimyasal evrimin son aşamaya ulaşması için uygun bir ortam oluşturmuşa benziyor. Ve kimyasal evrim tamamlandığında; yani evrenin veri olan koşullarında varolabilecek bütün gelişme basamaklarında, giderek artan farklı sayılarda elektron ve protondan oluşan atomlar ile izotopları kararlılık kazandıklarında, niteliksel bir sıçramayla biyolojik evrim aşamasına geçilmiş olması gerekiyor. İnorganik maddeden organik maddeye... Aminoasitler ile nükleik asitlere... Ve cansız maddeden canlı maddeye... Bilinen en basit canlılara viroyit adı veriliyor. Bunlar yaklaşık 10 bin atomdan oluşuyorlar. Viroyit, 250 m. uzunlukta bir RNA dizisinden başka birşey değil... Ve kendi kendisini üretebiliyor. Bazı virüsler de yine bir RNA dizisiyle bunu çevreleyen bir protein tabakasından oluşuyorlar; ama bazılarında da hem RNA hem DNA bulunuyor. Elbette virüsler de kendi kendilerini üretebiliyorlar. Ama viroyitlerle virüslerin canlı sayılıp sayılamayacağı hala tartışmalı... Zira en ilkelinden en gelişmişi olan insana kadar bütün canlı türlerinin hücrelerinde RNA’nın yanısıra bir de, viroyitlerle bazı virüslerde bulunmayan ve çok önemli olan DNA molekülü mutlaka var... Ve her canlı türünün DNA molekülü farklı... DNA moleküllerindeki farklılık, basitten karmaşığa doğru tırmanan bir farklılık... En basiti virüsler, sonra tek hücrelilerde, en karmaşığı insanda... DNA molekülü bir şifre... Sözkonusu canlının bütün özelliklerini belirleyen şifre... Hücreler, bu şifrenin RNA vasıtasıyla taşınan talimatları doğrultusunda örgütleniyorlar ve birbirlerinden farklılaşıyorlar. DNA molekülü kendi etrafında dolanan uzun bir ip merdivene benziyor ve hücre bölünmesiyle gerçekleşen üreme sürecinde düşey olarak ikiye ayrılarak ilk hücreden üreyen iki yeni hücrede kendi yarımından kendisini yeniden üretebiliyor. Döllenmeyle gerçekleşen üreme sürecinde de, eşlerden her birinin DNA molekülleri yine düşey olarak ikiye ayrılıyor ya da çözülüyorlar. Döllenme gerçekleştiğinde, erkeğin yarım DNA’sıyla dişinin yarım DNA’sı birleşerek yeni bir DNA molekülü oluşturuyorlar. Ve biyolojik evrim hep DNA bazında gerçekleşiyor. Gerek kendi yarısından kendini üretmesi esnasında, gerekse iki yarımın birleşmesi esnasında çoğu zaman hiçbir mesele çıkmıyor ama, arasıra da DNA’yı oluşturan bazı moleküller tam yerine oturmuyorlar. Ya da ortamda bulunan başka bazı moleküller tam birleşme sırasında gelip DNA’ya katılıyorlar. Böylece şifre, bir ayrıntıda değişmiş oluyor. Ve ayrıntıda değişen bu şifre, doğan yeni canlının, anababasından bir ya da birkaç ayrıntıda farklı olmasına yol açıyor. Bu olaya mutasyon/değşinim, bu değişik canlıya da mutant/değşinik deniyor. Her döllenmede bir değşinim olması olasılığı yok değil... Ama işin içine olasılıklar girince, yani döllenme sayısı olasılık kurallarının işleyeceği kadar büyük olunca, muhtemelen çan eğrisi biçiminde bir dağılım sözkonusu oluyor. Yani, döllenmeler sırasında çoğu DNA kendisini tıpatıp ya da tıpatıpa çok yakın bir durumda üretmeyi başarıyor. Böylece çoğu döllenme, anababasından farksız yavrular üremesiyle son buluyor. Ama yine her döllenme kuşağında, bir kısmı olumlu, bir kısmı da olumsuz değşinikler de mutlaka ortaya çıkıyor. Bunlar, çan eğrisinin iki ucuna doğru yayılıyorlar. Eğrinin iki en uç kısmında aşırı olumlu değşinikler ile aşırı olumsuz değşinikler bulunuyorlar. Kalıcı olması için bir değşinimin resesif/çekinik değil, dominant/başat özellikte olması; yani değşinik bir başkasıyla ilişkiye girip döl verdiğinde yavrusuna aktarılacak ölçüde güçlü olması gerekiyor. Tabii döl verecek hale gelmesi için sözkonusu değşiniğin öncelikle çevre koşullarına uyum sağlaması, açıkçası hayatta kalmayı başarmış olması koşulu da var... Taşıdıkları farklı özellikler ister olumlu ister olumsuz olsun değşiniklerden çoğu yaşama ayak uyduramayıp ölüyorlar. Buna doğal ayıklama süreci deniyor. Dolayısıyla her değşinim, evrim sürecinde önemli bir yer tutuyor değil... Ancak çevre koşullarıyla uyum sağlayıp doğal ayıklamaya karşı koyan ve kalıcı olabilen ve olumlu değşinimler evrim sürecinde bir gelişmeye neden olabiliyorlar. Ve böyle bir değşinik, ancak uzun, çok uzun bir zaman geçince yeni bir türün ortaya çıkmasına neden olabiliyor. Ayrıntısal değişiklikler üstüste gelip de ilk değşiniğe döl vermiş olan türden çok farklı bir türün çoğalıp kendine Dünya’da yer edinebileceği kadar uzun bir zaman... Bazen milyarlarca, milyonlarca, hiç değilse yüzbinlerce yıl uzunluğunda bir zaman... Carl Sagan ya da Isaac Asimov gibi bazı bilim yazarları, Dünya üstündeki biyolojik evrimi şöyle özetliyorlar: 4 milyar yıl önce dünyada yalnızca moleküller varmış. Zamanla özel işlevli bir takım moleküller biraraya gelerek bir molekül ortaklığı kurmuşlar. Bu, ilk hücreymiş. 3 milyar yıl kadar önce bir değşinim, tek başına varlığını sürdürmekte olan bir hücrenin, bölündükten sonra ikiye ayrılmasını engellemiş. Bunun sonucunda tek hücreli bitkilerden bazıları biraraya gelmişler. Bunlar ilk çok hücreli organizmaları oluşturmuşlar. 2 milyar yıl kadar önce cinsler ortaya çıkmış. Böylelikle aynı cinsten iki organizma DNA’ların ikiye ayrılmasıyla döl vermeye başlamışlar. 1 milyar yıldır bitkiler öyle çeşitlenmişler ve öyle yayılmışlar ki dünyanın çevre koşullarını inanılmayacak kadar değiştirmişler. Çünkü yeşil bitkiler oksijen üretiyorlar. Ve oksijen üreten bitkiler dünyanın okyanuslarını kapladıkça hidrojen ağırlıklı ilk yapı ortadan kalkmış. Hidrojen yerini oksijene bırakmış. 600 milyon yıl önce Kambriyan Patlaması adı verilen bir olgu gerçekleşmiş ve yeşil bitkilerin yanısıra birdenbire bir dizi yeni canlı türü ortaya çıkmış. Önce ilk balıklar ve omurgalılar... Bu arada önceleri yalnızca okyanuslarda yaşayan bitkiler kara parçalarını işgal etmeye başlamışlar. İlk böcekler gelişmiş. Bunlardan üreyen yavrular karalara çıkmışlar. Kanatlı böceklerle hem karada hem suda yaşayabilen böcekler üremiş. Yine hem karada hem suda yaşayabilen balıklar görülmeye başlamış. Bunun ardından, 300 milyon yıl önce, ilk ağaçlar ve ilk sürüngenler ortaya çıkmış. Bunları dinozorlar izlemiş. Sonra sıra memelilere gelmiş. Tam o sırada ilk kuşlar da uçmaya, ilk çiçekler de açmaya başlamışlar. 70 milyon yıl kadar önce, yunus balıklarıyla balinaların ataları olan ilk balıklar... Ve aynı dönemde, maymunun, orangutanın ve insanın atası olan primatlar... İlk maymunlar 40 milyon yıl önce görünmüş. Ve 5 milyon yıldan beri de başdöndürücü bir gelişme yaşanmaya başlanmış. Önce hominidler/insansılar çıkmış ortaya: Australopithecus Afarensis; sonra, 3 milyon yıl kadar önce Australopithecus Africanus ve türevleri; 2 milyon yıl önce çeşitli hünerleri olan, ellerini tam anlamıyla kullanan ve artık maymundan çok insana benzemeye başlayan Homo Habilis, 1 milyon 6 yüz bin yıl önce ayakta duran ve beyni de büyümüş olan Homo Erectus; 3 yüz bin yıl önce bize iyice benzemeye başlayan ve geride bıraktıklarıyla akıllı olduğunu belli eden Homo Nearderthalensis ya da Homo Sapiens ve yalnızca elli bin yıl kadar önce de akıllının akıllısı ilk gerçek atalarımız: Homo Sapiens Sapiens... İşte insan!.. Bilim henüz, biyolojik evrimin dünya üstündeki gelişmesini de, bilime yakıştırılan türden bir kesinlikle ispatlayabilmiş değil... Bunun birkaç gerekçesi var... Bunlardan bir tanesi, bilimsel kesinliğe ulaşmak için toplanması gereken veri ya da birim bilgi miktarının, Aydınlanma Çağı’da umulandan çok fazla olması... Toplanması gereken birim bilgi miktarının yoğunluğu anlaşıldığı için biz, günümüzde, bilimin giderek daha küçük alanları kapsayacak biçimde bölünmesine, parçalanmasına ve yabancılaşmasına tanık oluyoruz. Bugün 2 bin 5 yüz farklı bilimsel disiplinin varlığından sözediliyor. Bu disiplinler yanyana açılan bir takım kuyular gibi kendi içlerinde giderek derinleşiyorlar, ama hiç değilse şimdilik birbirleriyle pek ilişki kurmuyorlar. Dolayısıyla bir disiplin tarafından elde edilen bilgilerin ve geliştirilen yorumların diğer disiplinler tarafından kullanılması şimdilik pek mümkün olamıyor. İkinci gerekçe, bazı bilgilere ulaşılamaması ve hiç ulaşılamayacak olması... Mesela Kambriyen Patlaması’ndan önceki dönemde yaşamış olduğu varsayılan canlı türlerinin bir kısmının hiçbir iz bırakmadan ortadan kaybolacak bir yapıya sahip olmaları... Bir başka önemli gerekçe ise, bilimle uğraşanların da sonuç itibariyle birer insan olması... Özellikle evrim konusunda, dinsel ve siyasal inançların etkisinden sıyrılamayan bilim insanları, kısıtlı da olsa ellerindeki bilgiyi yorumlarken bazen, eldeki verileri dinsel efsanelere uydurmak için fazlasıyla zorlanmış yorumlar yapabiliyorlar. Halbuki insanın çamurdan yaratıldığını anlatan dinsel efsanelerle bilimin evrime ilişkin bulguları arasında çok da büyük ayırımlar yok... Sonuç olarak bilimsel veriler de, insanın, dünyanın başlangıcındaki kıvamlı, sıcak bulamaçtan yaratıldığına işaret ediyorlar. Yani bilim, çamurdan yoğrulmuş iki bedene can üflendiğini anlatan efsaneleri bir anlamda doğruluyor. Arada yalnızca, insana önemli görünse de, evrenin boyutları temelinde fazlaca önemi olmayan bir zaman farkı var... Hepsi o!.. Bilimsel açıklamalar kesinlik taşımıyor olsalar da, mantık, eldeki verilerin, evrim sürecinin gerçekliğine inanmaya yeterli olduğunu söylüyor. Ve tam bu noktada insan, kendi soyunun biyolojik evrim sürecinin, hatta fiziksel ve kimyasal aşamalarıyla birlikte bütün evrim sürecinin en son aşaması olup olmadığını merak ediyor.

http://www.biyologlar.com/evren-evrim-ve-insan

Duygusal Bağımlılıklar

Duygusal Bağımlılıklar

Bağımlılık deyince aklımıza genelde madde bağımlılığı gelir. Uyuşturucu, sigara, alkol hatta kafein ve ya yemek yemek…İnsan bedenini ve ruhunu esir alan bu bağımlılıklar bir nebze daha kolay teşhis edilebilir, kişinin gayreti ve kararlılığı ile ve çevresinin desteği ile yol yakınken üstesinden gelinebilir. Ya madde bağımlılıklarının da asıl sebebi olan duygusal bağımlılıklar? Çocukken yaşına göre uygun sorumluluk ve özgürlük verilmemiş çocuklarda anneye bağımlılıkla başlar bu süreç.  Annesi olmadan hiçbir şeyi tek başına yapamaz çocuk. Daha doğrusu yapmak istemez. Korkar. Tek başına yemek yiyebileceği yaşa geldiği halde hala anne yediriyorsa, duşunu tek başına yapacakken anne yaptırıyorsa, tek başına, kendi yatağında yatmayı bilmem kaç yaşına kadar öğrenemediyse, okul çağında annenin desteği tüm ödevlerini birlikte yapmaya kadar varıyorsa gerisini siz hesap edin.Yaşından büyük sorumlulukla boğuşmak zorunda kalan, yeterince desteklenmeyen ve yönlendirilmeyen çocuklar da aradıkları desteği arkadaş çevresinden ya da karşı cinsten bulma umuduyla onlara bağımlı olur. Sevildiğini, önemsendiğini, işe yaradığını, takdir edildiğini hissetmek istemek de bağımlı olmayı tetikleyen duygusal uyuşturuculardır.Bu duyguların verdiği haz ruha kısa süreli geçici bir mutluluk verir. Ve kişi doğal olarak, bu mutluluğu tekrar yaşamak ister. Bunun için ego karşısındakileri tatmin etmesini sağlayacak maskeler takmasını telkin eder. Bir elinde de o yaşadığı geçici mutluluğu gösterir kişiye. O mutluluğu almak istiyorsa egonun dediklerini yapmalıdır. Bu süreç böyle devam eder. Egonun telkinleri, anlık mutluluklar için takılan maskeler, verilen tavizler, entrikalar, oyunlar, elde edilen kısa süreli ağrı kesici mutluluklar, sonra pişmanlıklar, çelişkiler, mutsuzluklar ve sonuç bağımlılık.Bu durumun madde bağımlılığından bir farkı yoktur. Madde bağımlılığında alınan maddenin ardından kısa süreli bir mutluluk ve sonra daha fazla duygusal çalkantılar, mutsuzluk, depresyon yok mu? Kişi her dozdan sonra daha çok dibe vurur ve bedenin, ruhun o kısa süreli mutluluğu hissetmesi için her seferinde daha fazla maddeye ihtiyaç duyar. Beden artık maddenin esiri olur. Duygusal bağımlılıkta da kısa süreli mutluluklar, asıl sorun çözülmediği için  gittikçe daha kısa süre etkili olur. Ruh çırpınır durur. Çünkü kodlarına, yaratılışına aykırı bir durumun içinde huzurlu, sağlıklı ve dengeli olabilmesi mümkün değildir.Duygusal bağımlılıklar en çok özel ilişkide zorlar insanları. Çünkü mesafelerin en az olduğu,  paylaşımın ve beklentilerin en fazla olduğu ilişkilerdir özel ilişkiler. Birbirini olduğu gibi kabullenmek zordur. Çocuğumuzu ya da ailemizi olduğu gibi kabullenmek daha kolay gelir bize doğal olarak.  Ama özel ilişkide tatmin olmayınca “bitmeli mi, devam mı etmeli” ikilemini yaşarız ve bu çelişki ilişkiyi kontrol altında tutma bağımlılığına dönüşebilir. Ya da “ya biterse” korkusu bizi ne olursa olsun ilişkinin içinde kalma bağımlılığına iter.Bağımlılık varsa doğallık kaybolur. Maskeler piyasaya çıkar ve o maskeleri taşımak yorucudur. Her tartışmanın ardından birbirine çekilerek barışır çiftler ve kısa süreli bir anestezi etkisine girerler. Sorunun kaynağı keşfedilip çözülmezse, ağrı kesiciyle geçiştirilmiş diş ağrısı gibi, kısa bir süre sonra sorunlar yine ceee diyerek hortlarlar. Yine mutsuzluk, huzursuzluk. “Hani ne bir arada ne ayrı yapamıyoruz” derler ya, bu bağımlı çiftlerin kendini tanımlamasıdır.Bağımlı ilişkilerin kaderi uzun ve yorucu bir yıpranma ve yıpratma sürecidir. Çözümsüzlüktür. Uzaklaşmaktır,. Bitiştir. Fakat karşılıklı sağduyu ile sorunların çözülmesi, ortak bir yol belirlenmesi, karşılıklı saygı  ve sevginin pekiştirilmesi gibi aydınlık bir yol tercih edilirse; sonuç bağımlılığın gerçek sevgiye dönüşmesiyle tarafların cenneti olur.Tercih kişilerindir. Her zaman ve her şeyde olduğu gibi.http://indigodergisi.com

http://www.biyologlar.com/duygusal-bagimliliklar

Niels Bohr’un Geliştirilmiş Atom Modeli ve Kuvantum Mekaniği

Her atom protonlarla elektronlardan oluşuyor. Atomun bütün kütlesi, pozitif yüklü çekirdeğinde toplanmış durumda oluyor; geri kalan geniş ama çoğunlukla boş alanda ise elektronlar hareket ediyorlar. Danimarkalı bir fizikçi olan Niels Bohr tarafından önerilen ve daha sonra geliştirilen atom modeli, bir çekirdeğin etrafında, içinde elektronların hareket ettiği belirli enerji düzeyleri bulunmasından yola çıkıyor. Atomlar, bilinmeyen bir nedenle, yalnızca bu belirli enerji düzeylerinde kararlı yapılar olarak ortaya çıkabiliyorlar. Elektronun bu düzeylere denk düşen alanların hangi noktasında bulunabileceği konusundaki olasılıklar, kuvantum mekaniği sayesinde hesaplanabiliyor. Böylece, elektronun belli bir zaman dilimi içindeki hareketleri hakkında genel bir fikir sahibi olunuyor. Elektronun çekirdek çevresinde hareket ettiği bu enerji alanlarına orbital/yörüngemsi adı veriliyor. Çekirdek etrafında ne kadar enerji düzeyi varsa, o kadar da orbital bulunuyor. Ve yine bilinmeyen bir nedenle her orbitalde yalnızca 2 elekron barınabiliyor. Hidrojen atomunun tek elektronu, çekirdekten sonraki birinci enerji düzeyinin sınırları içinde kalan ve 1 s olarak adlandırılan orbitalde hareket ediyor. Bir proton ile 2 elektrondan oluşan helyum atomunda ise aynı orbitalde 2 elektron oluyor. Bundan yukardaki ilk enerji düzeyinin yine tek orbitali oluyor ve buna 2 s adı veriliyor. Ardından 3 orbitali bulunan p düzeyi ile 5 orbitali bulunan d ve 7 orbitali bulunan f düzeyleri geliyor. Dolayısıyla daha karmaşık bir atomun, mesela 11 protonu ve 11 elektronu bulunan sodyumun elektron düzeni 1s2 2s2 2p6 3s1 olarak yazılıyor. Bu düzene elektron konfigürasyonu deniyor. Edwin Hubble. Evrende Samanyolu’ndan başka galaksiler de bulunduğunu, üstelik bunların birbirlerinden hızla ayrılmakta olduklarını o keşfetti. Bu keşif, evrenin genişlemekte olduğunun ve daha da önemlisi, evrendeki herşeyin geçmişte tek bir noktanın patlamasıyla oluşmuş olduğunun en önemli kanıtı sayıldı.

http://www.biyologlar.com/niels-bohrun-gelistirilmis-atom-modeli-ve-kuvantum-mekanigi

ENERJİ ve KARBON METABOLİZMASI

Bilindiği gibi canlıların birincil enerji kaynağı güneş enerjisidir. Besin zinciri ototrof - kendibeslek yeşil organizmaların güneş enerjisini kullanarak inorganik CO2 gazının karbonunu suyun protonu ile redükleyip - indirgeyip organik bileşikler sentezlemesi ile başlar. Canlılık ışığın fiziksel enerjisinin kimyasal bağ enerjisine dönüştürülerek canlılık ve sürdürülmesi için gerekli işlerde kullanımı ile yürür. Bu işlemler ve işlerin toplamına metabolizma, yapımla ilgili olan sentez ve depolama işlerine anabolizma ve sindirimle solunumu içeren yıkım işleri toplamına da katabolizma denir. Bilindiği gibi indirgenme bir atom veya molekülün elektron kaybetmesidir ve tersi de yükseltgenme, yani oksidasyondur. Elektron alışverişi için birisi elektron verici (donör), diğeri alıcı (akseptör) olan en az iki atom veya molekül gerektiğinden bu iki olay birlikte yürür ve redoks tepkimesi olarak adlandırılır. Canlılarda da kemosentez ve fotosentez dışındaki tüm anabolik olaylar oksitlenme yani solunumla paralel yürür. Sentez veya başka bir iş yapılması ile ilgili tüm olaylar hızlandıkça solunum hızı artar ve fotosentez veya kemosentezle solunumun enerji gereksinimi karşılanamadığında gene katabolik olan sindirim, yani kimyasal bağların parçalanması ile enerji açığa çıkışı olur. Sindirim ve solunum olayları termodinamik açıdan kendiliğinden yürüyebilen olaylar olduğundan ölüm halinde kendiliğinden olur ki bu olaya otoliz denir. Hücrelerdeki membranların sağladığı kompartmanlar, seçici membranlar bu tür tepkimelerin kendiliğinden başlayıp yürümesi riskini ortadan kaldırır. Bir maddenin bir tepkimede elektron alıcı veya verici rol üstlenmesi redoks tepkimesine konu olan diğer maddeye oranla elektron çekiciliğinin daha yüksek veya düşük olmasına bağlıdır. Yani sabit, sınıflandırmaya uygun bir özellik değildir. Buna karşılık ölçülebilir olan bu özellik bilindiği gibi redoks potansiyeli ile tanımlanır ve bir skala halinde kullanılır. Bitkilerde anabolizma iki indirgenme olayından birisi ile başlar: fotosentez ve kemosentez. Fotosentezde ışık kuantlarından alınan enerji ile inorganik formdaki CO2 molekülünün yarı kovalent bağlarla bağlı C atomu indirgenerek kovalent bağlı organik bileşiklerine dönüştürülür. Bu bileşikler canlıların %15 - 18ini oluşturur. Elementel karbonun en dış okted tabakasında 4 elektron olduğundan bileşik oluşturması yüksek enerji ister ve zordur. Bu nedenle de havada yalnızca % 0.2 - 0.3 oranında bulunur ve tek doğal kaynağı canlılardır. İyonik bileşiklerde iki atom arasındaki elektron alışverişi tam olduğu, elektron yörüngesinde düşük sayıda duplet veya okted açığı olan atomun diğer atomun en dış yörüngesindeki elektron kapasitesinin yarısından az sayıda olduğundan dengesiz durumdaki elektron veya elektronları tam olarak alması sonuu kararlı bir bağ olan iyonik bağ oluşur ve sert kristal yapılanma olur. Su gibi yarıkovalent bağlarla oluşan molekülerde bağ enerjisi daha düşüktür, yapı daha zayıftır. Daha yüksek enerjili ve kuvvetli olan bağın enerjisi düşürülmüş ve daha kolay bozunabilen, daha kararsız organik bileşikler elde edilir. Termodinamik açıdan ise termik hareketliliği yani entropi enerjisi yüksek olan CO2 gazı serbest, işe çevrilebilir enerjisi daha yüksek olan organik moleküle dönüşmüş olur.

http://www.biyologlar.com/enerji-ve-karbon-metabolizmasi-1

Nanoteknoloji ve Mikrodünyalardaki Yaratılış

Nanoteknoloji ve Mikrodünyalardaki Yaratılış

Teknoloji ilerledikçe kullandığımız araçların boyutları giderek küçülüyor. İlk bilgisayar bir oda kadar büyüktü. Önce bir çalışma masasının, sonra da dizlerin üstüne konabilecek kadar küçüldü.

http://www.biyologlar.com/nanoteknoloji-ve-mikrodunyalardaki-yaratilis

Toprak Yapısı ve Su Verimliliği

Toprağın bitkilere su sağlayabilme potansiyelini belirlemek üzere kullanılan Tarla Kapasitesi, Daimi Solma Noktası veya Yüzdesi, Su Basıncı (P), Su Tansiyonu, Nem eşdeğeri, Su Potansiyeli veya Yayınım Basıncı Eksikliği, Toplam Toprak Suyu Stresi, Kılcallık Kapasitesi gibi birçok terimler vardır. Burada konu bunlar arasında en yaygın olarak kullanılan bazı terimlerle ele alınacaktır. Toplam toprak su stresi, (Total soil moisture stress) konuya enerjetik açıdan yaklaştığı için bu konudaki en bilimsel terimdir. Konuya toprakta bulunan suyun serbest enerjisini azaltan iki temel kuvvet grubunun etkinliği çerçevesinde yaklaşır ve toprak suyunun serbest enerjisini azaltan bu iki grubu : · Toprak suyu tansiyonunun ögeleri olan hidrostatik kuvvetler, yerçekimi ve adsorpsiyon kuvvetleri, · Toprak çözeltisinin osmotik kuvvetleri olarak tanımlar. Hidrostatikler bilindiği gibi su basıncı, yüzey gerilimi gibi kuvvetler, adsorpsiyon kuvvetleri de su ile toprak kolloidlerini oluşturan kil gibi mineraller ve organik maddelerle su arasında etkili olan, suyun yerçekimi etkisini yenebilmesini sağlayan kuvvetlerdir. Osmotik kuvvetler de topraktaki su çözeltisinin içerdiği iyonlarla ilişkilerinin sonucu olan kuvvetlerdir. Toprak çözeltisinde çözünmüş iyon derişimi suyun azalması ve çözünür iyon miktarı artışı ile artar. Yani toprak kurudukça su alımı zorlaşır, kuraklığın zorlayıcı etkisi otokatalitik bir artış gösterir. Toprak, kaynağı olan anakaya üzerinde bulunan ve dünya ortalamasına göre 50 - 60cm. kalınlığındaki tabakalı yapıdır. Değişik oranlardaki kaya ve çakıllar ile kumdan oluşan, su tutma kapasitesi düşük veya çok düşük olan, kil ve silt gibi ince taneli, su tutuculuğu olan mineral maddeler ile canlı artıkları ve bozunma ürünleri olan humusu içeren ve su tutan organik maddeler, sulu toprak çözeltisi ile hava ile memeliler ve sürüngenler ile solucanlardan funguslar, mikroalgler ve bakterilere kadar geniş bir açılım gösteren canlılardan oluşur. Bu karmaşık yapısı nedeniyle de çok dinamik bir yapıdır. Kaba kum adı verilen 0.2 - 2mm. çapındaki tanelerden daha büyük çaplı olan çakıl ve taş parçaları toprağın iskeletini oluşturur. Kaba kum ve 0.2 - 0.02 mm çaplı ince kum, 0.002 - 0.02 mm. çaplı silt ve bundan daha küçük taneli kil ise su tutma kapasitesine çapın küçüklüğü oranında katkıda bulunan kısımdır. Toprağın iskeletini de içeren yapısına toprağın strüktürü, iskelet dışında kalan kısmının özelliklerine toprağın tekstürü - dokusu denir. Bu katkıda bulunan kısımların oranı da toprak tekstürü adı verilen ve toprak sınıflandırılmasında kullanılan temel özellikleri oluşturur: Çakıllık, kumul, münbit - verimli, siltli, killi toprak ana tipleri kumlu, siltli ve killi münbit - organik maddece zengin - toprak gibi alt gruplara ayrılır. Ayrıca kahverengi orman toprağı, podzoller, çernozemler gibi yaygın ve belirgin genel özellikleri olan toprakları tanımlayan sınıflandırmalar da vardır. Bitkilerin beslenmesine uygun, yani verimli - münbit topraklar Uluslararası Toprak Bilimi Örgütü Sistemi tarafından Kumlu (%66.6 kum, %27.1 verimli fraksiyon ve %0.9 silt ve kil), İnce Kumlu ( %17.8 kum, %30.3 ver. ve %7.1k+s), Siltli (%5.6 k., % 20.2 v., %21.4 k+s ) ve Killi ( %8.5 k, %19.3 v, %65.8 kil) şeklinde sınıflandırmıştır. Toprak verimliliğinin yanısıra küçük taneli ve organik maddece zengin olması erozyona dayanıklılığının artışına neden olur. Doğal, bozulmamış toprakta toprak yapısı ve dokusu bu sınıflandırmada farklı konumlara sahip olan tabakaları, toprak tabakalarını içerir. Toprağın tabakalanması ve tabaka özellikleri toprak profili ile tanımlanır. Toprak profilinde yer alan tabakalar - horizonlar yüzeyden derine doğru, A1,... gibi alt tabakalara ayrılan A, ....D tabakaları halinde dizilirler. Bu tabakaların herbirinin özelliği bitki örtüsünün kök sistemi özelliklerine göre kompozisyonunu yağış rejimi ve iklimsel özellikler ile birlikte denetler. Kumlu toprak en az karmaşık olan kapiler sistemi geniş porlu olduğunda su geçirgenliği - permeabilitesi, yani drenajı yüksek olduğu için köklerin solunumu için yeterli havalandırma sağlayan düzenli ve sık yağışlı iklimler için en uygun toprak tiplerindendir. Kimyasal ve fiziksel olarak bozunma eğilimi düşük, kararlı yapısına karşın gevşektir. Öte yandan tanecikler arasında çimento görevi görevi yapabilecek organik madde ve kil ile silt az olduğundan gevşek ve erozyona açık olan toprak tipidir. Killi topraklar ise kolloidal ve kolloidimsi özellikteki kil ve siltin oluşturduğu, su çekerek şişen ve topaklaşabilen çimento fazı ile tam ters özelliklere sahiptir. Al-silikatlardan oluşan bazik karakterli levha biçimi olan kolloidal taneciklerin çok yüksek yüzey / hacim oranı ve kohezyon, adezyon kuvvetleri, zayıf hidrojen bağı yapma yetenekleri ile kumlu topraklardan 1000, siltli topraklardan 10 kat daha fazla su tutar ve su girişi arttıkça çok daha az hava bulundururlar. Erozyona ve kurak etkisinde kurumaya karşı dirençli fakat köklere hava sağlama açısından zayıf topraklardır. Verimli olanlar ise yaklaşık olarak eşit oranlarda kum, kil ve silt içeren, su tutma ve hava kapasitesi, drenajı, su geçirgenliği yeterli olan topraklardır. Bu verimlilik uygun iklimle birleşince sık bitki örtüsünü destekler ve organik maddece zenginleşir, madde çevrimi yüksek dengeli bir ekosistem oluşur. Verimli toprağın porozitesi, serbest su ve hava tarafından kaplanan hacmi ortalama olarak %50 oranındadır, killi topraktan bir kattan fazla, kumlu toprağın yarısından az oranda olan bu hacim hava kapasitesini belirler. Fakat su tutma kapasitesi ilişkisine katılan değişkenler daha çok ve sonuç tahmini zordur. Çünkü toplam porlar içinde kapilariteye sahip olanlar ile olmayanların oranı ve suyun tutulmasını sağlayan kuvvetlerin büyüklükleri, oranları etkili olur. İnce bitki kökleri ve solucanlar gibi hayvanlar killerin agregatlar, topaklar oluşturması ile kapiler poroziteyi, su tutma sığasını arttırarak toprağın verimliliğine katkıda bulunur ve sürdürülebilir bir denge oluşmasını sağlar. Bu açıdan saçak köklü otlar çok etkilidir. Toprağın kimyasal bileşimi de bitkilerin mineral beslenmesi yanında su tutma kapasitesini etkiler. Topakların sertliği, dağılma eğilimi, nem tutma sığası, kohezyon kuvveti iyon değişimi ile geçici olarak bağlanmış olan Na + + K+/ Ca++ + H+ iyonlarının oranına bağlıdır, oranın artışı ile sertleşme ve sığa büyür. Kurak bölgelerdeki yağışlar değişebilir iyonları yıkayarak uzaklaştıracak yoğunlukta olmadığı ve yüzeyde buharlaşma ile su kaybı hızlı olduğundan topaklar sertleşir, yüzey kabuklaşır. Şiddetli yağışlar da, sonraki sıcak dönemde hızlı buharlaşma derinlere inmiş suyun yayınım ve kılcallıkla yüzeye çıkışı ile iyon çökeltmesine neden olarak olayı hızlandırır. Özellikle suda çözünürlüğü yüksek olan Na+ birikmesi toprağın tuzlanması sonucu çoraklaşmasına neden olur. Bu durum damlama yöntemi gibi bitkilerin kullanabilecekleri kadar suyun kullandıkları oranda verilmesini sağlayacak şekilde yapılmadığı durumlarda da görülür. Toprağın global kimyasal bileşiminde çok önemli yer tutan ve toprak canlılarının tümünün yaşamını doğrudan etkileyen suyun toprakta bulunuş şekli de tüm bu olaylarda önemli rol oynar ve toprağın hem yapısal hem kimyasal özellikleri ile yakından ilişkilidir. Toprak suyunun sınıflandırılması temelde topraktaki fiziksel haline göre yapılır. Gravitasyonel, yerçekimi etkisinde süzülen, serbest akan su oranı porozitesi ve por çapı ortalaması yüksek ve organik maddesi az topraklarda fazladır. Bu su fazından bitkiler ancak süzülüp akarken kısa bir süre yararlanabilir. Toprağın profili burada önem kazanır, örneğin alt tabakalarda killi bir tabaka olması bu suyun birikmesine neden olur ve bu tabakaya kadar uzanan köklerin havasız kalıp, çürümesine neden olur. Kapiler su, gravitasyonel su süzüldükten sonra toprak taneciklerinin çevresinde ve birleşme noktalarında adezyon ve kohezyon kuvetleri ile tutularak film halinde kalan sudur. Bu kuvvetler bağıl olarak zayıf olduğunda bitkiler bu kalıcı su fazından kolaylıkla yararlanır. Ancak kolloidal materyalde kuvvetle adsorbe edilen su ile sıcak ve kurak iklim koşullarında şiddetli buharlaşma ile kaybedilen kapiler sudan bitkiler aynı kolaylıkla yararlanamaz. Rutin uygulamada kapiler su fazının tümünü değerlendiren Tarla Kapasitesi, diğer bir tanımı ile Nem Eşdeğeri toprakların bitkilere yarayışlı su tutma kapasitesi olarak kabul edilir. Suyla doymuş haldeki toprak ile yerçekimi etkisiyle süzülen su arasındaki fark poroziteyi, kalan su da yararlı kapiler su ile kullanılamayan higroskopik su fazlarının toplamı olarak alınır. Daimi Solma Yüzdesi ile karakterize edilen Higroskopik Su fazı ile tarla kapasitesi arasında kalan su miktarı bitkiler için yarayışlı fazını oluşturur. Daimi solma noktası, bitkilerin susuzluktan kalıcı şekilde etkilendikleri, yani yeniden su düzeyi yükseldiğinde bile toparlanamadıkları durumda toprakta bulunan higroskopik olarak bağlı su fazını tanımladığı düşünülür. Daimi solma olayı canlılık ile ilgili bir terim olmasına karşın bu değer toprak özelliklerinin bir karakteristiği olarak alınır. Gerçekte bitkiler üst yüzeyi parafinlenerek topraktan buharlaşmanın önlendiği belli hacimdeki topraktaki suyu tüketerek bir gecelik süre ile susuz kaldığında yaprakların dökülmesi esas alınmıştır. Bu durumdaki toprak 105 derecede kurutularak % nem oranı belirlenir. Aslında bu durum bitkilerin su alımının çok yavaşlayıp terlemeyi karşılayamadığı durumdur ve toprağın özelliğinden çok bitkinin osmotik karakteristiklerine ve su depolama, terleme özellilklerine bağlıdır. Mezofitik, yani ılıman ve kurak olmayan iklime adapte bitkilerde 20 atm. civarında olan yaprak osmotik basıncı kurak iklime ve tuzlu, osmotik basıncı yüksek topraklara adapte olmuş halofitik türlerde 200 atm.e kadar çıkabilmektedir. Toprağın laboratuar koşullarında serilerek kurutulmasından sonra toprakta kalan ve ancak suyun kaynama noktasına kadar ısıtılarak kurutulmasından sonraki ağırlığı ile hava kurusu denen ilk nemli örnek ağırlığı arasındaki fark higroskopik su fazının miktarını verir. Ancak kaynama noktasındaki termik hareketlilik ile topraktan ayırılabilecek kadar kuvvetli tutulmuş olan bu fazdan bitkiler kesinlikle yararlanamaz, yani gerçek desikkasyon - susuzluktan kuruma noktasıdır.. Killi verimli ve kumlu verimli topraklar bu açıdan karşılaştırıldığında suya doymuşluk düzeyinin killide toprak kuru ağırlığının %70i, kumluda ise %35i oranında olduğu, tarla kapasitesinin %45e karşılık %20, ve daimi solma noktasının da %17’ye karşı 9, son olarak da higroskopik bağlı su fazının %10a karşılık %7 gibi değerler verdiği görülür. Bitkilerin yağışla toprağa düşen sudan yararlanabilmeleri ile ilgili önemli bir toprak özelliği suyun infiltrasyonudur. İnfiltrasyonu düşük, killi ve organik maddece fakir toprakta yağışın hızı arttıkça yüzeyden toprağın içine yayınım yapamadığı için köklere ulaşamayan su oranı artar. Eğimli arazide akar gider, düz arazide taşkına yol açabilir veya buharlaşma ile kaybedilmiş olur. Kumlu toprakta ise bu oran en düşük düzeydedir. Alt tabakaları killi topraklarda sürme işlemi bu yönden zararlı etki yaparak erozyon riskini arttırır.

http://www.biyologlar.com/toprak-yapisi-ve-su-verimliligi-1

Radyasyon Nedir

Radyasyon Nedir

Merhaba arkadaşlar. Sizler için radyasyon nedir, radyasyon çeşitleri, radyasyondan korunma yolları vb. konular hakkında 5-6 bölümlük bir seri çevireceğim.

http://www.biyologlar.com/radyasyon-nedir

3. Uluslararası Biyosidal Kongresi

3. Uluslararası Biyosidal Kongresi

Kongre Tarihi : 22 – 25 Kasım 2016 Kongre Merkezi : Maritim Pine Beach Hotel

http://www.biyologlar.com/3-uluslararasi-biyosidal-kongresi-1

Evrim Mekanizması

Evrimin önemli ham malzemelerinden biri mutasyonlardır. Mutasyonu açıklamadan önce modifikasyon (ya da diğer adıyla varyasyon) tanımını doğru yapmak gerekir. Modifikasyon, çevre koşullarının etkisiyle canlının genetik yapısındaki şu ya da bu genin zorunlu veya tercihli olarak uyarılması ya da işlevlerin teşvik edilmesi-güçlendirilmesi sonucunda dış görünüşünde (fenotip) ortaya çıkan kalıtsal olmayan değişikliklerdir. Çoğu yayında bunlara kalıtsal olmayan varyasyonlar denir. Evrimsel önemi pek yoktur. Bir çiçeğin farklı sıcaklıklarda farklı renkli çiçek açması, iyi ya da kötü beslenen bir insanın kilosunun fazla ya da eksik olması, değişik sıcaklıklarda yetiştirilen böceklerin farklı renkli olması gibi durumlar, kalıtsal olmayan modifikasyon örnekleridir. Kalıtsal olarak aktarılabilen değişiklikler ise iki ana grupta toplanır 1) Nokta mutasyonları: Başta morötesi, yüksek enerjili X, gama, alfa ve beta ışınları olmak üzere; kimyasal maddeler ve fiziksel etmenler DNA'nın yapısını doğrudan etkileyebilir. En azından DNA'nın yapısındaki tek bir bazın farklılaşmasını sağlayabilir. Bir bazın değişmesi, bazın kromozom üzerindeki yerine göre, canlıya yeni bir özellik, üstünlük sağlayabilir. Bunlara yararlı mutasyonlar denir. Buna karşılık, enzimlerin aktif merkezlerine isabet eden bir değişiklik, canlının üzerinde öldürücü ya da yaşamsal işlevleri azaltıcı etkiye sahip olabilir. Canlılığın evriminde lokomotif görevi üstlenen mutasyonlar "nötr" olanlardır. Bunlar proteinlerin belirli amino asitlerini değiştirirler. Bunlar canlının yaşamı üzerinde belirgin yararı ya da zararı olmayan değişikliklerdir. Ortam değiştiğinde o güne kadar etkisiz olan bu mutasyonlar, yeni ortamda canlının ayakta kalabilmesini sağlayabilir. Örneğin hiç antibiyotikle karşılaşmamış bir bakteri kolonisinden bazı bireyler antibiyotikli bir ortamda yaşamaya devam edebilirler. Bu bakterilerde meydana gelmiş nötr mutasyonlar, daha önceleri kendilerini belli etmeseler dahi, bakterileri antibiyotiklere karşı dirençli hale getirmiştir. 2) Birçok canlı, birçok kitapta mutasyon olarak adlandırılmasına karşın doğru adıyla, kromozom değişimleri ile farklı özelliler kazanır. Yani kromozomların yapısında ya da kromozom sayısında değişiklikler olabilir. Bu sayıda değişme ya aynı türün kromozomunun katları şeklinde (n, 2n, 3n, 4n, 8n ...) artma ya da kromozomlarının tek tek bir veya iki artıp-azalması (2n+1, 2n+2, 2n-1 ...) şeklinde, ya da farklı bir türle döllenmesiyle ortaya çıkar. Bu yeni kombinasyonların bazıları verimlidir; çünkü kromozom ayrışımı sağlanır. Bazen de, katırda olduğu gibi, verimsizdir. Bu yolla çok değişik bitki formları elde edilmiştir. Kararlı ve kararsız populasyonlar dünyanın jeolojik, coğrafi ve iklimsel değişimine bağlı olarak, her dönemde vardı. Dünyadaki değişiklikler, bazı türlerin genetik kombinasyonunun kararlı kalmasını sağlar, bazen de onların darmadağın olmasına yol açar. Birçok tür uyum yapabilme yeteneğini artırabilmek için, herhangi bir özellik üzerinde birden fazla gen çiftinin etki göstermesini sağlayacak kalıtsal bileşime sahip olabilir. Bunların bir kısmı aynı özelliğin aşama aşama güçlendirilmesi şeklinde olabilir (boy uzunluğunu saptayan genler). Bazıları bir özelliğin değişik karakterleri şeklinde ortaya çıkmasını sağlayabilir (A, B, O kan grubu). Bazıları iki farklı özelliğin değişik kombinasyonları şeklinde etkiye sahip olabilir. Bir türe ait genlerin topl..... gen havuzu denir. Bir havuzda aynı özellik üzerine etki eden birden fazla gen bulunsa da, kural olarak bir bireyde bunlardan yalnız bir çifti bulunur (kan gruplarında olduğu gibi). Yaşam ortamındaki koşullar eğer kararlı haldeyse, bu havuzdaki genler belirli bir süre içerisinde o günkü çevre koşullarına en fazla uyum sağlayacak şekilde kararlı bir yapı oluşturur. Bunlara kararlı populasyonlar adı verilir. Dünyada böyle bir populasyon hiçbir zaman tam olarak oluşmamıştır. Böyle bir kararlı populasyonda kuramsal olarak nokta mutasyonu ya da kromozom değişimi olmamalıdır. Doğal koşullar şu ya da bu özelliğin (genin) ortadan kalkmasına ya da yayılmasına neden olacak bir etki yaratmamalıdır. Populasyona, farklı gen frekansına sahip bir başka populasyondan göç olmamalıdır. Benzer şekilde, populasyon içerisinden gen frekansını değiştirecek şekilde, dış ortama herhangi bir göç olmamalıdır. Üreme davranışında, özel bir karakteri daha yaygın duruma getirecek eşeysel seçim olmamalıdır. Hiç bir özelliğin özel olarak seçilmediği ya da elenmediği, döller boyunca genlerin frekansının sabit kaldığı, yeterince büyük olan (eğer populasyon küçük ise frekanslar hızla değişebilir) populasyonlarda, genlerin frekansının toplamı 1'dir ve böylece, kuramsal olarak tüm frekansların sabit olduğu bir populasyon elde edilir. Daha önce evrimin ham malzemeleri olarak adlandırılan süreçler, her koşulda populasyonun kararlılığını bozarlar. Ancak evrimsel ham malzeme hiç var olmamış olsaydı bile, populasyonun kararlı kalmasını sağlayan koşullardan birinin ya da birkaçının değişmesi evrime yol açabilirdi. 1) Koşulların değişmesi: Dünyanın başlangıcından bu yana, iklimde, coğrafi yapıda, hatta biyolojik yapıların diğer unsurlarında (örneğin. av-avcı ilişkisi) meydana gelen (ve gelecek olan) değişiklikler, kararlı diye tanımladığımız populasyonların üzerinde bazı genlerin daha çok seçilmesini sağlayabilir. Zaman içerisinde o genlerin frekansları başlangıç değerlerinden farklılık gösterir. Örneğin bir özellik % 1 oranında tercih ediliyorsa ve o tür senede bir defa döl veriyorsa, kaba bir hesapla en geç 100.000 yıl içerisinde bu frekansın % 99 a ulaşması demektir. Bir tür, yaprakbitleri gibi, senede birden fazla döl veriyorsa, süre 10.000 yıla düşer. İşte kısa yaşayan, çok döl veren populasyonların hızlı evriminin nedeni buna dayanır. Doğal koşullar, bazen bir populasyondaki aşırı uçları eleyerek, orta kısımdakileri daha şanslı kılabilir. Bu genellikle kararlı populasyonlardaki temel işleyiş şeklidir. Bazen doğal koşullar o populasyonlardaki özelliklerin iki aşırı ucunun seçilmesini, ortalamaların ayıklanmasını da sağlayabilir. Buna parçalayıcı değişim denir. Dünyadaki kıtaların kayması, ormanlaşma, çölleşme, stepleşme, tarım arazisine dönüşme gibi fiziksel ve kimyasal değişimler belirli bir doğal seçilim baskısı ortaya çıkarır. Bir tarım arazisine uygulanan ilaçlamanın bile seçilim baskısında etkisi vardır. Birçok gen pleitropiktir, yani canlının birden fazla özelliği üzerinde etkilidir. Doğal seçilim bu özelliklerden birinin yararına, diğerinin zararına da çalışabilir. Sonuçta evrimsel yönlendirilme pleitropik genin kontrol ettiği özelliklerin seçilmesine ya da elenmesine, seçiliminin cebirsel topl..... eşit olur. Örneğin çok tipik olan orak hücreli anemide S geni, bir taraftan oksijen bağlanmasını kısıtlarken, diğer yandan sıtmaya karşı dayanıklılık sağlar. Sıtmanın yaygın olduğu ortamda, doğal seçilim bu ikisinin cebirsel topl..... göre yönlendirilir. 100 bireyin 60'ı sıtmadan; bu gen olduğu zaman da 50'si oksijensizlikten ölüyorsa, o zaman % 10'luk bir kesim avantajlı olduğundan, bu gen o populasyonda korunur. Ortamdan sıtma mikrobu yok edilirse (ya da tersine yaygınlaşırsa) frekans değişir. Bu genin frekansı sıtmalı bölgelerden sağlam bölgelere gidildikçe azalır. Doğal seçilimin etkisinin artırılması, populasyondaki gen çeşitliliğini de artırır. Dolayısıyla parça değişimi, mutasyon her ne kadar populasyon kararlığını karıştırırsa da, doğal seçilim için uygun bir zemin oluşturması nedeniyle evrimsel çeşitlenmede lokomotif görevi yapar. Mutasyonların ve rekombinasyonların fazla oluşması, populasyonun kararlılığını bozacağı için negatif etki yapar. Az oluşması çeşitlilik bakımından seçeneği azaltacağı için etkisi olumsuzdur. Bu nedenle her tür için doğal koşullarda yeterince mutasyon meydana getirecek ve seçilime uğratacak bir düzenek kurulmuştur. Farklı yaşam ortamlarında doğal seçilim baskısı farklı şekilde yürütüldüğünden, zaman içerisinde hem o ortama uygun canlı türleri oluşmuş hem de yaşam ortamları ortaya çıkmıştır. Morötesi ışınlar bilinen mutasyona yol açan en etkili faktörlerden biridir. Yükseklere doğru çıkıldıkça mor ötesi ışınların etkisinin artmasıyla birlikte mutasyon oranında da artmalar ortaya çıkar. Ayrıca dağların tepesine doğru çıkıldıkça, yaşam ortamındaki çeşitlilik de artar. Yani doğal seçilim baskısı çeşitlenir. Yükseklere doğru çıkıldıkça tür çeşitliliğinin artması bu nedenden ötürüdür. Bununla birlikte, yaşam koşullarının aşırıya doğru kayması, türlerin yaygınlaşmasına ya da sıklığının artmasına engel olur. Buna karşılık toprak altında yaşayan ya da çoğunlukla gececi olan (güneş ışınlarından kaçan) birçok hayvan türü ilkel özelliklerini korumuşlardır. Akreplerin uzun yıllardan beri değişmemelerinin 2) Populasyon içine ya da dışına göç: Göç, kararlı populasyonların bozulma nedenlerinden biridir. Aynı türe ait, bazı özellikleri bakımından farklı gen frekansına sahip bir topluluk, herhangi bir yolla bir populasyonun içerisine girerse, o populasyonda bir dalgalanmaya ve frekans değişimine neden olur: Örneğin Türk toplumunda mavi göz frekansı % 16, Almanlarda % 81'dir. Her döl başına (bu, insan soyunda 30-50 yıldır) ne oranda bir göçün gerçekleştiğini ve her iki populasyonun ne miktarda çiftleştiğini biliyorsak, bu sayılardan yola çıkarak, gelecekte, bu populasyonlardaki mavi göz geninin frekansının nasıl değişeceğini öngörebiliriz. Eğer bir populasyon içerisinde, deme, ırk gibi küçük grupların herhangi bir nedenle populasyon dışına göçü sağlanırsa, toplam populasyon frekansında yine önemli değişmeler meydana gelebilir. Doğal populasyonların hiçbirinin sabit kalması mümkün değildir. Çünkü dış ve iç göç engellenemez. 3) Genetik Sürüklenme: Bir populasyon yeterince büyükse, kararlı yapısını koruyabilir. Gen frekansları yönünden ait olduğu populasyondan önemli ölçüde farklı olan, küçük bir birim, o populasyondan ayrılıp, yeni bir populasyonun kurucusu olarak görev yaparsa, zaman içerisinde yeni populasyonların ortaya çıkmasına neden olur. Örneğin Anadolu'da % 80 mavi gözlü olan bir köy (normal frekans %16) bulunduğu yerden sürülüp herhangi başka bir yere yerleştirildiğinde, yeni populasyon ana populasyondan mavi göz geninin frekansı bakımından büyük ölçüde farklı olacaktır. 4) Eşey Seçimi: Kural olarak canlılarda, erginliğe ulaşmış bireylerin bir araya gelmeleri ve çiftleşmeleri aynıdır. Kuramsal olarak her bireyin çiftleşme şansı eşittir. Fakat gametlerde, kalıtsal yapıya bağlı olarak ya da olmayarak, hareket yeteneğinde ve çekici kimyasal maddelerin yapısında değişiklik olursa gamet seçilimi olur. Ancak en önemli eşeysel seçilim, ergenlik dönemindekidir. Bunun nedeni kalıplaşmış davranışlardır (imprinting behaviour). Biyolojik çeşitliliğin korunabilmesi için erkek ve dişi geçişlerinin tam olarak ayrılması ve özelliklerin kesin olarak farklılaşması gerekir. Bunun için de özellikle yalnızca rekombinasyon meydana getiren, çoğunlukla bunun ötesinde başka önemi olmayan, yavru bakımıyla ilgilenmeyen erkeğin güçlendirilmesi daha iyi sonuçlar verir. Dişilerin zemine uygun, gösterişsiz, parlak renklerden arınmış, abartısız bireyler olarak kalması; buna karşılık erkeklerde göze çarpıcı, ancak doğal tehlikelere de açık ikincil eşey özelliklerinin ortaya çıkması sağlanmıştır. İkincil eşeysel özelliklerin gösterimi ile erkeklik genlerinin diziliminin gücü arasında doğrusal bir ilişki mevcuttur. Canlılar aleminde basitten gelişmişe doğru gidildikçe, sağlam genetik yapının bir ifadesi olarak sağlam fiziksel yapının seçilmesi için, aynı eşeyin bireyleri arasında (çoğunlukla da erkekler arasında); kavgalar, danslar gittikçe güçlenmiştir. Bu gösteri sırasında bugün biyolojik olarak çok defa anlam taşımayan renk-şekil-ses özellikleri, kalıplaşmış davranış şekliyle seçilmiştir. Günlük yaşamımızda da kalıplaşmış davranış hiçbir nedeni olmadan işlev görür. Herhangi bir erkeği/kızı sevmemiz ya da ilk defa karşılaşılan bir insanı itici görme davranışı tamamen kalıplaşmış davranıştır. Sonuç olarak bir populasyonda eşeyler, birbirini rasgele seçer desek de, insanlarda ve birçok populasyonda belirli özelliklere sahip bireylerin, belirli özelliklere sahip bireylerce seçildiğini görürüz. Bu da populasyonun bir anlamda dallanması demektir. 5) Aşırı uçların ayıklanması: Tüm canlılarda, her ne yolla olursa olsun yeni özellikler o türün geleceğini tehlikeye atmayacak kadar teşvik edilir. Fakat doğal seçilimle aşırı uçlar çoğunlukla ayıklandığı için sonuçta dengelenmiş polimorfizm dediğimiz, o ortam için en uygun boyutlar elde edilir. Örneğin, insan beyninin büyümesi, başarısı için koşuldur. Fakat sürekli büyümesi teşvik edilen kafanın, ananın çatı kemiğinden geçememesi de söz konusudur. Bu nedenle ananın simfis açıklığı, kafa büyüklüğünün optimum olmasını sağlamıştır. Başka bir örnek ise, kavakların güneşe ulaşmak için boylarını sürekli uzatmalarının, uzun boylu kavakların rüzgârla devrilme seçilimiyle dengelenmesidir. Bu nedenle her bölge için optimum (rüzgar-güneş ilişkisi) boy belirlenir. Biz geniş bir populasyonda en uzun kavağı elde etmek istiyorsak derelere, en kısa olanı istersek dağlara gitmeliyiz. 6) Coğrafi izolasyon: Populasyonlarda genetik çeşitlenme, eşey seçilimi, doğal seçilim olsa da, zaman içerisinde kalıtsal yapının alt tür, tür düzeyinde farklılaşması için, belirli bir süre etkin bir şekilde işlev yapan yalıtım sistemine gereksinim vardır (kara canlıları için su, suda yaşayan canlılar için kara, sıcaklık, kimyasal feromonlar, ses vs.). Bunun en etkin yolu coğrafi yalıtımdır. Coğrafi yalıtım yeterli süre etkili olamamışsa, farklı populasyonlar tekrar bir araya gelebilir. Yalıtılmış populasyonlar arasında sınırlı da olsa gen akışı meydana gelirse alt türler oluşur. Dünyada çoğunlukla doğal koşulların değişimiyle ve buna bağlı olarak doğal seçilimle, ortaya çıkan fenotipler arasında belirli bir denge söz konusudur. Ancak koşullar sürekli şiddetini artıracak şekildeyse ve o koşulların etkisi altında kalan canlının kalıtsal yapısı bu değişimi karşılayacak kalıtsal çeşitlilikten yoksunsa, o tür ortadan kalkar. Kalıtsal varyasyonlar bu değişimi karşılayacak yeterlilikte değilse, bu canlının izleyeceği iki ana yol vardır: Canlı bu koşullardan uzaklaşmak için göç edebilir; küçük ve uygun koşulları barındıran sığınaklara kaçabilir. Populasyonun bir kısmı göç olanağını bulurken, diğer kısmı doğal seçilimle başka bir türe (türlere) dönüşmek suretiyle varlığını sürdürebilir. Biri tükenme, diğeri ise evrimdir. Anadolu bu nedenle tür, alt-tür ve ekotip bakımından bir cennet durumuna ulaşmıştır. Dileriz ki yetkililer ve kamu, bu hazineyi yeterince koruyabilir ve değerlendirebilir. Kaynaklar: Demirsoy, A., Kalıtım ve Evrim, Ankara, 1996 Demirsoy, A., Yaşamın Temel Kuralları, Ankara, 1998

http://www.biyologlar.com/evrim-mekanizmasi

"Canlılık" Oluşumu ve Evrim'in Bu Süreçteki Rolü

Size bundan önceki 4 yazımızda canlıları cansızlardan ayıran özelliklere sahip molekülleri tanıtmaya ve "canlılığın" nasıl başladığını anlatmaya çalıştık. Umarız bir miktar da olsa başarılı olabilmişizdir. Çünkü bu yapıları anlamak ve tanımak, bizlerin “neden” canlı olduğumuzu anlamaktaki en temel noktadır. Bunu anladıktan sonra üzerine bilgileri kurmak çok daha kolay olacaktır. Şimdi Dünya’nın ilk koşullarını düşünün. Bunu sizlerle daha önceki yazılarımda da denemiştik, ancak oradaki amaç daha geneldi. Şu anda çok daha fazla bilgiye sahibiz ve bunları kullanarak çok daha sağlam bir algı düzeyine ulaşabiliriz. Düşünün ki her şey bugünküne göre çok daha fazla kaotik (düzensiz) bir yapıda ve sürekli yeni moleküller, jeolojik yapılar, atmosferik koşullar, vb. oluşuyor. Bu oluşum, yıldızlarda üretilen elementlerin, uzaysal patlamalar ve sıkışmalar sonucu oluşan gezegenlerde halihazırda bulunan elementlerin birleşimi sonucu oluyor. Yani var olan maddelerin dönüşümü… Var olan maddelerin değişimi… Var olan maddelerin gelişimi… Bir önceki yazımızda da anlatmaya çalıştım: Hiçbir şey, ilk seferde, muhteşem bir başarıyla ve bugünkü canlılığı sağlayacak gerçekleşmedi. Büyük bir kısmı okyanus suyu olan Dünya yüzeyine dağılmış "zibilyonlarca" atom ve molekül, farklı şekillerde, farklı yerlerde, farklı güçlerde birbirine bağlandı, çözüldü, koptu, kırıldı, dağıldı. Bunların bir bölümü sürerlilik sağlayabilecek kadar kuvvetli bağlarla bağlandı. Bu bağlar genellikle atomlar arasındaki kovalent bağlar, moleküller arasındaki hidrojen bağları sayesinde olur. Bu güçlü bağları koparmak çok kolay değildir, hele ki atomlar arasındaki kovalent bağları… Adeta iki atom birbirine “yapışır”. İşte bu komplekslerin bir kısmı, öncelikle proteinler, şekerler ve yağların yapıtaşlarını oluşturdu. Kimi kombinasyon bu bizim bugün “şeker” ya da “aminoasit” diye isimlendirdiğimiz atom yapılarına yaklaştı ama bağlarının tam olarak kararlı olmamasından ötürü, çevresel koşullarının da etkisi altında sürekliliğini koruyamadı ve parçalandı. Kimi başarıyla oluştu, ancak oluştuğu çevrenin uygunsuzluğundan dolayı tekrar bozundu. Ya da ortamda bulunan daha başka moleküllerle birleşerek canlılığa sebebiyet verecek yapılara dönüşemedi. Bu başarıyla oluşan ve daha sonra bozunmayan ilkel aminoasitlerden, şekerlerden, ve benzerlerinden kimi, fiziksel olarak -daha önce açıkladığımız biçimlerde- küresel bir geometriye meyilli olan yağ moleküllerinin içerisine, okyanus tabanlarına dağılmış vaziyette bulunan volkan bacaları bölgelerinde hapsoldu (ve koaservat denen ilkel hücre yapısını oluşturdular, daha doğrusu bu oluşan yapıya bizler günümüzden bakıp “koaservat” ismini veriyoruz, hiçbir molekülün bir "amacı" olmadığını unutmayınız). Kimi bu kürenin içerisine giremedi. Kimi molekül yapısından dolayı bu yağ küresinin parçalanmasına sebep oldu. Kimi yağ küresi, bir süre sonra, bulunduğu ortamdaki fiziksel olaylardan ötürü kendiliğinden parçalandı. Bunun gibi milyarlarca farklı senaryo düşünülebilir. Bu yağ kürelerinin içerisine hapsolan moleküller (şekerler, aminoasitler, nükleik asitler, vs.) dış etmenlerden daha fazla korundular. Bu neye sebep oldu? Kurulan bağların sürekli olabilmesine… Çünkü dışsal etmenler, moleküllerin parçalanması için çok büyük etkilere sahiptir. Yumuşak ve esnek yapıda olan yağ molekülleri buna engel olabildi. Böylece daha sağlıklı ve başarılı tepkimeler meydana gelmeye başladı. Normalde kaotik ortamda son derece zor gerçekleşebilecek tepkimeler, göreceli olarak son derece dar olan yağ küresi içerisinde çok daha hızlı gerçekleşebilmeye başladı. Daha sonra bu ufak yapıtaşları birbirlerine bağlanarak daha büyük moleküller oluşturmaya başladılar. Kimi o kadar büyüdü ki ister istemez yağ küresini paramparça etti (ve koaservat “öldü”). Kimi bizim bugün canlılık için gerekli olarak gördüğümüz yapılardan başka yapıları meydana getirdi. Bunlar yağ küresine ve diğer moleküllere zarar verdi (ve koaservat “öldü”). Kimi o kadar kuvvetli bağlarla birbirine bağlandı ki, daha fazla gelişemedi ve o düzeyde kaldı, bir süre sonra parçalandı (ve koaservat “öldü”). Bu senaryolar da sonsuz sayıda arttırılabilir. Ancak bunlar arasından kimi, bugün canlıları ve kökenlerini inceleyip “Evet, şu şu şu moleküller canlılarda ortak olarak bulunur, dolayısıyla canlıların var olması için bu moleküller gereklidir.” dediğimiz yapıları oluşturdular. İşte bunlar "hayatta kalmayı" başararak varlıklarını korudular ve "günümüzdeki canlılığın kökeni" haline geldiler. Bu şekilde belki de katrilyonlarca koaservat oluştu, katrilyonlarca farklı senaryodan ötürü parçalandılar, yok oldular, eridiler, vs. Bu deneme-yanılmalar 600 milyon yıldan fazla sürdü! Ancak hikaye burada da sona ermedi. Çünkü bütün koaservatlar aynı moleküler yapıda değildi ve sadece koaservatın "oluşabilmesi" yeterli değildi. Kimi iriydi, kimi ufaktı, kimi daha sağlamdı, kimi oldukça zayıftı ama dağılmadan durabiliyordu. Ancak bunlar arasında, en başından beri olduğu gibi, bir doğa gerçeği olanDoğal Seçilim ve buna bağlı olarak işleyen Evrim yasası işlerliğini sürdürmekteydi. Göreceli olarak zayıf olanlar, daha doğrusu oluştukları ortama uygun olmayanlar parçalandı, yok oldu ve bu şekilde "güçsüz", daha doğrusu "uyumsuz" olan koaservatlar “öldü”. Fakat güçlü olanlar, daha doğrusu "uyumlu" olanlar varlıklarını korudu, “hayatta kaldı” ve moleküler parçalanma ve bozunmaya maruz kalmadı (yani koaservat “ölmedi”). İşte bu dayanıklı koaservatlar, hayatta kalabildikleri için, büyümeye devam etti. Büyümeden kasıt nedir? Daha fazla molekül, daha karmaşık yapılar. Neden? Çünkü fizik ve kimya yasaları hala yürürlülükte! Daha fazla atom yağ zırhından geçerek, içerdeki atom ve molekül kompleksine dahil oldu. Moleküller büyüdükçe büyüdü. Zırh daha fazla dayanamamaya başladı, çünkü içerideki molekülleri daha fazla barındıramıyordu. Sonunda kimi büyük koaservatlar basitçe “ikiye bölünerek” küçük parçalar oluşturmaya başladılar. Bu neden oldu? Hacmin, yüzey alanınca karşılanamamasından ve kürenin hacmi büyüdükçe, içinde biriktirdiği fiziksel potansiyel enerjinin artmasından dolayı. Bir diğer deyişle, doğadaki tüm varlıkların (canlı-cansız) potansiyel enerjilerini minimuma indirmek istemelerinden dolayı. Sonuç olarak büyük bir koaservattan, iki küçük koaservat oluştu. Bu da hemen, ilk seferde, başarıyla sonuçlanmadı, tıpkı diğer tüm adımlar gibi. Pek çok koaservat bu bölünme sırasında molekülleri bir arada tutamadı ve “öldü”. Pek çoğu bölünemedi ve paramparça olarak dağıldı. Kimi bölündü, ancak o kadar ufaldı ki toparlayamayarak “öldü”. Ancak bir kısmı, başarıyla küçüldü. Doğal Seçilim'in eleyici gücü, onlara söz geçiremedi. Burada "bölünmekten" kastımızın günümüzde olduğu gibi göreceli olarak karmaşık olan mitoz ve mayoz tipleriyle değil, günümüzde halen görülen "amitoz" bölünme ile hatta daha basitçe, "doğrudan ikiye ayrılma" şeklinde olduğunu unutmayın, çünkü henüz genetik materyal ortada yok veya yeni yeni işlev kazanıyor. Yani genetik bir bölünme olarak düşünmeyin, sadece hücresel bir ayrışma söz konusudur. Bu yeni küçük koaservatlar, oldukları gibi durmadı. Büyüdüler, geliştiler ve yeterince büyüyünce tekrar bölündüler; başarılı olanlar “hayatta kaldı”, başarısız olanlar “öldü”. Tekrar edelim: “Büyümek”ten kasıt nedir? Var olan atom ve moleküllerin üzerine yenilerinin eklenmesi… “Gelişmekten” kasıt nedir? Var olan molekül ve atomların daha kompleks yapılarda bağlar kurması. “Bölünmek”ten kasıt nedir? Potansiyel enerjinin minimuma indirilmesi eğilimi. Nasıl ki masa üzerindeki bir bardak kolayca yere doğru düşüyor ve potansiyel enerjisini minimuma çekiyorsa, aynı o şekilde. “Hayatta kalmak”tan kasıt nedir? Moleküllerini ve atomlarını bir arada tutarak büyümeyi ve gelişmeyi sürdürmek. “Ölmek”ten kasıt nedir? Moleküler ve atomik yapının bozunması ve yok olması. Tüm bunlar sadece ve sadece fiziksel ve kimyasal yasalar dahilinde yürümektedir. Ne kadar da bizim yaşam döngümüzdeki evrelere benziyorlar değil mi? Büyümek, gelişmek, hayatta kalmak ve ölmek. Çünkü bizimkilerle aynılar. Bizler için de aynı durum, aynı koşullar geçerli. Bizim büyümemiz de, yapısal bütünlüğümüzün dış etkiler altında artmasından ibaret. Bizim gelişmemiz de, bünyemiz içerisindeki kimyasalların farklılaşarak, farklı özellikler kazanmalarından ibaret. Bizim de hayatta kalmamız, yapısal bütünlüğümüzü korumamızdan ibaret. Bizim de ölmemiz, yapısal bütünlüğümüzün dağılması demek. Çünkü bizi "biz" yapan, vücudumuzdaki trilyonlarca hücredir. O hücreleri "hücre" yapan da, bu yazı dizimizde açıkladığımız koaservatlar ve onların milyarlarca yıldır süren ve sürmekte olan evrimleridir. Dolayısıyla koaservatların en başta edindikleri özellikler, bizim bugün sahip olduğumuz özelliklerin temellerini oluşturmaktadır. Peki ya sonra? Yeni yeni koaservatlar oluştu, bunlara yeni moleküller ve atomlar dahil oldu. Büyüdüler, geliştiler, bölündüler ve öldüler. Bu süreçte, bir noktada ilk defa nükleotitlerin gelişimi sonucu genetik materyal olan RNA ve DNA oluşmaya başladı. Ancak buna burada hiç girmeyeceğiz, bir sonraki yazımızda tüm ayrıntılarıyla ele alacağız. Genetik materyal oluştuktan sonra da, büyüme-gelişme-bölünme-ölme döngüsü o kadar uzun yıllar boyunca sürdü ki, artık farklılaşmalar olmaya başladı. Her seferinde yeni farklılıklar Doğal Seçilim’in sınavına tabii tutuluyordu. Koşullara ayak uyulmasını sağlayan değişiklikler, Doğal Seçilim sınavını geçiyor; zayıflık/uyumsuzluk sebebi olan değişimler eleniyordu! Örneğin kimi koaservatların yağ zırhı, öyle atomlara ve moleküllere denk gelmişti ve bunlarla öyle bağlar kurmuştu ki; bunların eksi-artı yüzeyleri bazı atomların ve moleküllerin zırhın içerisine girmesine engel olmaya başladı. Bazı moleküllerin ise daha kolay geçmesine… Bu eğer ortama uyulmasını kolaylaştırdıysa (ki kolaylaştırmak zorunda değildir) koaservat hayatta kaldı. Yoksa parçalandı, bozundu ve öldü. Yine bu senaryolar da sonsuz sayıda arttırılabilir. İşte bu şekillerde koaservatlar kendilerini adım adım ama tamamen fiziksel ve kimyasal etkiler altında geliştirdiler. Bugün, hücre içerisini açıp baktığımız zaman ya da hücrede olan olayları bu şekilde basit yöntemler izleyerek açıklayabiliyoruz. Bu yolda unutulmaması gereken tek şey, hiçbir şeyin rastgele ve ilk seferde %100 başarıyla oluşmadığıdır. Gelişim ve Evrim yolunda sonsuz sayıda kayıp verilmiştir ve verilmektedir. Bugün günümüzde gördüğümüz sözde “muhteşem” yapılar, tam 4 milyar yıllık deneme-yanılmanın bir sonucudur. Ve süreç devam etmektedir. Hala insan vücudunda ve diğer tüm hayvanların vücütlarında onlarca kusur ve hata bulunabilir. Bu, Evrim’in sürekli olduğuna bir kanıttır. Koaservatlar, bu şekilde gelişerek kendilerini o kadar ilerletmişlerdir ki, ilk hücreler halini almışlardır. Bunlardan bir kısmı, güneş enerjisini (daha doğrusu ışığını) kullanarak bir “yiyecek üretme metodu” geliştirmiştir. Bu da günümüzde her ne kadar “mükemmel” olarak anılsa da, aslında basit ve küçük adımlarla açıklanabilir. Temel olarak tek olan, güneş ışığının (fotonların) atomları uyarması ve atomların içerisindeki elektronların bir üst düzeye sıçrayıp geri inmesidir. Son derece basit yöntemlerle açıklanabilen bu fiziksel olay, yaklaşık 400 milyon yılda (Dünya’nın oluşumundan 1 milyar yıl sonra) bu koaservatlar tarafından “yiyecek üretmek” için kullanılmaya başlamıştır. “Yiyecek” kelimesinden kastımız, aslında bugün anlamı günlük yaşamda oldukça değişmiş olsa da, hala aynıdır ve atomik yapılardan ibarettir. Yediğimiz tüm yiyecekler, "ilginç" bir şekilde şunlardan oluşur: Proteinler (et, süt, yumurta, vs.), karbonhidratlar (şeker, bal, çikolata, vs.), yağlar (yemek yağı, zeytinyağı, ayçiçek yağı, vs.) ve diğer organik ve inorganik moleküller! Ne tesadüf değil mi? Yediğimiz yiyecekler, vücudumuzdaki hücrelerin atalarının, yani koaservatların “yapıtaşı” olarak kullandığı atomları ve moleküllerden oluşuyor. Aradaki bağı kurmayı size bırakıyoruz. Bu süreçte evrimleşen bir diğer özellik de, bugün bizim “solunum” diyeceğimiz tepkime idi. Son derece basit bir mantıkla çalışan bu tepkime de, en nihayetinde moleküllerin parçalanması ve birleştirilmesi sonucu gerçekleşiyordu. Ve tamemen fiziksel ve kimyasal etkiler altında. Bu kimyasal olayda, bir şeker molekülü, ortamda bulunan ADP molekülleri ve fosfatlarla tepkimeye giriyor ve Enerji, Alkol ve Isı üretiyordu. Her ne kadar kafanızda “solunum”, göğsün inip şişmesi olarak yer etmişse de, bilimsel olarak solunum, sıradan bir tepkimeden fazlası değildir. Güneş ışığını kulanabilen koaservat-hücrelerde gerçekleşen tepkimeler sonucu, dışarıya serbest Oksijen gazı (O2) salınımı başladı. Bu da, ortamdaki oksijenin artması demekti. O zamana kadar oksijensiz olarak gerçekleştirilen solunum tepkimesi, oksijenin varlığında, kimyasal tepkime yasalarından dolayı farklılaştı ve artık tepkimeye oksijen dahil oldu. Artık şeker, Oksijen ile tepkimeye girmeye başladı ve sonucunda Karbondioksit, Su, Enerji ve Isı çıkmaya başladı. Aslında halen oksijen bulunmadığı ortamda, şeker oksijensiz olarak parçalanabilir ve vücuda gereken enerji üretilir. Eğer gözünüzde oksijenli solunumu büyütüyorsanız, oksijenin atmosferde ilk artmaya başladığı zamanlarda, oksijensiz solunumla enerji üreten canlılar için oksijenin toksik bir madde olduğunu belirtmemizde fayda var. Oksijen, biz soluyalım diye var değil. Biz soluyoruz, çünkü canlılar mecburen artan oksijen miktarına zamanında adapte olmuşlar ve bunu kullanacak şekilde evrim geçirmişlerdir. Daha doğrusu bunu yapamayanlar yok olmuşlardır ve seçilim sonucunda oksijenli solunum yapan türler evrimleşmiştir. Oksijenli solunumun başlaması, inanılmaz bir “çeşitliliğe” sebep olmuştur. Kambriyen Dönemi denen bir jeolojik dönemdeki inanılmaz çeşitlilik de, bu sebepten olmuştur. Yine Doğal Seçilim etkilidir ve Dünya’nın dört bir yanındaki “canlılar” üzerinde etkisini sürdürmektedir. Koaservatlardan gelişen ve artık rahatlıkla “hücre” diyebileceğimiz “canlılar” (aslında atom ve molekül yığınları) bulundukları ortama göre sürekli değişmektedirler ve Doğal Seçilim güçsüzleri eleyip, güçlüleri sağ bırakmaktadır (aslında elbette bu olay da “bilinçli” değildir). Daha sonra, yine bu bazı atomların ve moleküllerin “özelleşmesiyle” (aslında yine deneme-yanılmalar sonucu Doğal Seçilime daha fazla direnebilenlerin hayatta kalması sonucu) iki koaservat (ya da artık hücre diyebiliriz) arası “iletişim” başladı. Peki neydi “iletişim”? Molekül ve atom transferi! Moleküllerden kimi, bir koaservattan diğerine doğru hareket etmeye başladı. Bunun da arkasında pek çok fiziksel sebep sayılabilir: Adhezyon (farklı moleküllerin birbirini çekmesi), kohezyon (benzer moleküllerin birbirini çekmesi), difüzyon (çok yoğun ortamdan az yoğun ortama moleküllerin hareketi), ozmos (suyun çok yoğun olduğu yerden az yoğun olduğu yere hareketi) ve daha nicesi... Ancak bu eğilimler, bu konuda “özelleşebilen” moleküler yapıdaki koaservatlar arası “köprülerin” kurulmasını sağladı. Bu köprüler, yine tamamen moleküller ve atomlardan oluşmaktaydı. Son derece basit yapıdaki bu özellikler, ileride çok önemli bir sonucu doğuracaktı: Birden fazla hücrenin, birbiriyle iletişimi sonucu organize yaşamların gelişimi. Bunun zor bir olay olduğunu düşünebilirsiniz. Gerçekten de meydana gelmesi çok uzun sürmüştür. Tek hücrelilerin, çok hücrelilere evrimleşmesi koaservatların oluşumundan sonra 3.4-3.2 milyar yıl sürmüştür ve günümüzden 900-700 milyon yıl önce ancak olabilmiştir. Bu süre zarfında yine pek çok deneme olmuş, büyük bir kısmı hatalarla sonuçlanmıştır. Ancak başarılı olanlar sonunda seçilerek çok hücreliliği mümkün kılmıştır. İşte bu şekillerde, basit atomik yapılardan, günümüzdeki kompleks ve “modern” canlılar var olabilmiştir. Günümüzde, ta 4 milyar yıl önce koaservatların yapısında bulunan pek çok özelliği, biraz daha değişmiş ve gelişmiş şekillerde tüm canlıların hücrelerinde görmekteyiz. Bu inanılmaz karmaşıklıktaki vücutlarımızı trilyonlarca küçük parçaya bölsek, göreceğimiz şey ilk atalarımız koaservatlardaki atomlar ve moleküllerden farklı şeyler olmayacaktır! Bugün bizim “düşünme”, “akıl”, “zeka”, “hisler”, “sevgi”, vs. olarak adlandırdıklarımız, hücrelerde gerçekleşen kimyasal ve fiziksel olaylardan fazlası değildir. Tüm bunlar atomik ve moleküler boyuttaki değişimler ve bunların basit ve olağan etkileridir. Bunların hepsine yeri geldikçe değineceğiz. Tüm bunlardan anlayabileceğiniz gibi; ufacık bir molekül, çok büyük farklılıklar yaratabilir. Ne derler bilirsiniz: "Afrika’daki bir kelebeğin kanat çırpışları, Amerika’daki bir fırtınaya sebebiyet verebilir." Saygılarımızla. ÇMB (Evrim Ağacı) www.evrimagaci.org

http://www.biyologlar.com/canlilik-olusumu-ve-evrimin-bu-surecteki-rolu

İlk DNA nasıl oluştu? - Retrovirüsler, "Önce-RNA Hipotezi" ve "RNA Dünyası Kuramı"

İlk DNA nasıl oluştu? Ayrıca sayfamız üyelerinden Sayın Sabit Yurd şöyle bir ricada bulundu: RNA dan DNA sentezini biraz daha açabilir misiniz? Evrim Ağacı olarak kendisine şöyle bir cevap vermek istiyoruz ve rica üzerine yazımıza RNA'dan DNA sentezini de katıyoruz; ayrıca bu cevabımızı, Canlılığın Evrimi yazı dizimizin 6. yazısı olarak ekliyoruz: Sayın Hasret RaTz Güneş, İlk önce bu güzel ve temel sorunuz için size teşekkür ediyoruz ve bu cevabı anlayabilmeniz için öncelikle notlarımız arasında bulunan "Canlılığın Evrimi" başlıklı, 5 yazıdan oluşan yazı dizimizi okumanızı tavsiye ediyoruz. Çünkü temel bilgiler orada serpiştirilmiş durumda bulunmakta. Burada ise daha spesifik bir cevap arayacağız; doğrudan DNA ile ilgili olarak... Bu konu, uzun süre bilim insanlarının aklını meşgul etmiş ve pek çok hipotezin ortaya atılmasına, onlarca deneyin düzenlenmesine, konu hakkında pek çok tez yazılmasına sebep olmuştur. Günümüzde ise bir hipotez, hepsinden ileri bir yerde bulunmaktadır: "Önce-RNA Hipotezi" Bu ne demektir, ona bir bakalım: Bir grup bilim adamı, DNA olmaksızın RNA'nın sentezlenemeyeceğini, dolayısıyla proteinlerin üretilemeyeceğini, dolayısıyla canlının varlığını sürdüremeyeceğini ileri sürmüştür. Bu, bilim dünyasının Biyoloji'nin Merkezi Dogması olarak isimlendirdiği "kural"dır. Bu kurala göre DNA, RNA'yı sentezler; RNA da proteinleri sentezler. Hiçbir zaman proteinlerden RNA, RNA'dan da DNA üretilemez. Dolayısıyla canlılığın başlangıcında ilk önce oluşması gereken, DNA'dır. Buna, "Önce-DNA Hipotezi" denmiş ve uzunca bir süre DNA'nın nasıl oluşabileceği üzerine araştırmalar yürütülmüştür. Ancak daha sonra, retrovirüs dediğimiz ve ana genetik materyali canlılar gibi DNA değil de RNA olan virüslerin yapısı anlaşıldığında, "Önce-DNA Hipotezi" çok derin yaralar alarak akılda soru işaretleri bırakmıştır. Sonrasında gelen yeni bulgularla da bu hipotezden uzaklaşılmaya başlanmıştır. Önce-DNA Hipotezi'ne göre, DNA tam olarak açıklanamayan ancak temel kimyasal tepkimeler dahilinde, doğal fiziksel itki-tepki kuvvetlerine göre, bu şekilde sarmal bir halde üretilmiş ve sonrasında, yine yapısı gereği RNA sentezleyerek işlevini sürdürmüştür. Ancak bu hipotezin, pek çok açığı bulunmaktadır. Bunların en önemlisi de, DNA'nın bir katalizör yani kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisinin düşürücü etkiye sahip kimyasal özelliği bulunmamaktadır. Bu da, bu kadar kompleks moleküllerin oluşabilme ihtimalini çok düşürmektedir. Çünkü, katalizör olan bir ortamda birkaç saniyede gerçekleşecek bir tepkime, katalizör olmadığında günler, haftalar, yıllar ve hatta yüzlerce yıl alabilmektedir. Önce-DNA Hipotezi savunucuları, ilk canlının oluştuğu ortam koşullarını katalize edici bir faktör olarak ileri sürseler ve bu şekilde bu karşı-tezi çürütmeye çalışsalar da, yaptıkları açıklamalar bilimsel açıdan pek de tatmin edici değildir. Ancak sonradan yapılan yeni bir keşif, zaten neredeyse tüm soru işaretlerini ortadan kaldırmaya yetmiştir: Ribozim (ribozyme) isimli bir RNA parçası ve aynı zamanda da enzim keşfedilmiştir. Ribozim, "ribonükleik asit enzimi"nin kısaltılmışıdır. Ribozim, aslında temel olarak bir RNA molekülüdür. Bu molekülün üçüncül (tetriary) yapısı (daha fazla bilgi için proteinlerin yapısal özelliklerine bakmanızı tavsiye ederiz) sayesinde, kalıtım materyali haricinde, aynı zamanda bir enzim olarak çalışmakta ve kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisini düşürebilmektedir. Ribozim kimyasal yapısından ötürü, ortamda kendisini oluşturacak ve yazı dizimizin önceki yazılarında bahsettiğimiz temel Hayat Molekülleri'nden olan nükleotitler bulunduğu sürece, kendi kendisini üretme tepkimesini tetikleyecek bir yapıdadır. Buna, bilim dünyasında oto-katalizör denmektedir. Dolayısıyla canlılığın başlangıcında, aktivasyon enerjisi düşürülmemiş; ancak çevre etkisi altında normalden daha kolay gerçekleşebilen bir kimyasal tepkime sonucunda, tek bir ribozim bile üretilirse, sonrasında bu ribozimin kendisinin üretimini sağlayan tepkimeyi hızlandıran özelliği sayesinde sınırsız sayıda ribozimin oluşması sadece dakikalar alacaktır. Dolayısıyla Önce-RNA Hipotezi dahilinde, ilk oluşan molekül bir ribozimdir, bu enzim doğal süreçlerle milyonlarca yıllık bir deneme-yanılma ve seçilim süreci sonucunda oluşmuştur, sonrasında kendisini üreterek hızla çoğalmıştır. Koaservatlarda genetik materyal rolünü görmeye başlamış, böylece koaservat içerisindeki kimyasal bütün tepkimeleri koordine edecek olan molekül oluşmaya başlamıştır. Sonrasında bu enzim-RNA yapısı, RNA'nın oluşumunu tetiklemiştir ve buradan da geri-transkripsiyon denen ve "merkezi dogma"nın hatalı olduğunu gösteren tepkime sayesinde RNA'dan DNA üretilebilmiştir. Biyoloji'deki "central dogma" (merkezi dogma) denen yapıyı özetleyecek olursak: 1) DNA, kendisini ve RNA'yı üretebilen moleküldür. 2) RNA, DNA'yı üretemez ancak proteinleri sentezleyebilir. 3) Proteinler, ne RNA'yı ne de DNA'yı sentezleyebilir. Sadece sentezlenirler. Daha önce de bahsettiğimiz gibi retrovirüslerin keşfi, bu dogmanın ikinci maddesinin ihlal edilebildiğini göstermiştir. Retrovirüsler, yapılarında var olan RNA'yı kullanarak DNA sentezlerler. Bunu yapan enzimse reverse transcriptase denen bir enzimdir. Biraz karmaşık olan ve temel Biyoloji bilgisi gerektiren bu olayı kabaca özetlemekte fayda görüyoruz. Bunu anlamak için, günümüzde bu işlemi halen gerçekleştirebilen varlıklar olan ve canlı sayılmayan retrovirüsler (4. sınıf virüsler) ve onlardaki RNA'dan DNA sentezini inceleyebiliriz: 1) Özel bir tRNA, RNA üzerinden çiftlenmenin başlaması için gereken öncül molekül olarak RNA'nın "birincil bağlanma bölgesi" denen kısmına bağlanır. 2) Sentezlenecek olan tamamlayıcı şeridin ilk parçaları, bu öncül molekülün bağlandığı birincil bağlanma bölgesinin hemen yanında bulunan R ve U5 denen bölgeye bağlanır ve bunların ikizleri, öncül molekülün peşinde üretilir. 3) RNAz H denen bir enzim, DNA'yı üretecek olan RNA'nın bu R ve U5 bölgelerini parçalar. 4) Bu işlem sonrasında, öncül molekül RNA'nın öteki ucuna geçer ve peşinden kopyalanmış R ve U5 parçalarını da sürükler. Bu parçalardan R isimli kısım, RNA'nın diğer ucundaki R ile bağ kurar. 5) Bu işlemden sonra RNA hızla kopyalanır ve tek bir şerit olan RNA'dan, ikincil ve kendisinin ikizi bir şerit elde edilir. Bu, aynı zaman "eş DNA"nın (üretilecek olan DNA) ilk şeridi olur. Bu sırada RNAz H enzimi, ana RNA'nın büyük bir kısmını parçalar. 6) İlk şerit üretildikten sonra, otomatik olarak virüs içerisindeki RNA, ikinci şeridin oluşumunu tetikler. 7) İlk baştakine benzer bir sıçrama sonucunda, RNAz tarafından parçalanan RNA'nın yerine, ilk şeridi tamamlayan ikinci şerit üretilir. Böylece tek şeritli RNA'dan, çift sarmal olan DNA üretimi tamamlanır. Bu olay, ilk bakışta karışık ve "moleküllerin kendi kendine yapamayacakları kadar karmaşık bir iş" gibi gözükse de, sorun "canlılık" kavramındaki hatalı tanımımızdan kaynaklanmaktadır. Şu nokta anlaşılırsa, sorun ortadan kalkar: "Canlı", bu yukarıda saydığımız gibi veya daha da karmaşık moleküler tepkimeleri gerçekleştirebilen varlıklar değillerdir. Tam tersine, bu yukarıda saydığımız gibi veya daha karmaşık moleküler tepkimelerin gerçekleştiği atomlar ve moleküller bütününe biz dönüp baktığımızda "canlı" diyoruz. Buradaki ufak farkı yakalayabildiğinizde, aklınızdaki pek çok sorun ortadan kalkacaktır. Daha ayrıntılı bilgi için, "canlılık" ve "cansızlık" kavramıyla ilgili bundan önceki yazılarımıza bakılabilir. Ancak sonuç olarak, RNA, bu yöntemlerle ve muhtemelen başlangıçta daha basit ve karmaşık olmayan; ancak daha çok hataya meyilli olan yöntemlerle DNA'yı üretebilmektedir. İşte bu da bizi RNA Dünyası Kuramı'na götürür. Bu kurama göre, daha önce bahsedildiği gibi, sadece 1 adet ribozim enzimi kimyasal ve fiziksel tepkimeler dahilinde doğal şartlar altında var olmuştur ve Doğal Seçilim sayesinde, bu yapı kendisinin üretimini sağladığı için seçilmiş ve varlığını sürdürmüştür. Bu sayede, kısa sürede Dünya'ya RNA molekülleri hakim olmaya başlamıştır. Hele ki yağ moleküllerinin su içerisinde self-organization denen bir diğer bilimsel kuram dahilinde, daha önce açıkladığımız basamaklardan geçerek bir zırh oluşturmaları ve RNA'ların bu zırh içerisine hapsolması, onları daha da avantajlı hale getirmiştir. İşte koaservat dediğimiz ilk "canlı" yapıların genetik materyal kazanmaları da bu şekilde gerçekleşmiştir. Ribozim ve bunun sayesinde üretilen RNA molekülüne sahip olan koaservatlar, genetik materyalin düzenleyici rolünden ötürü çok daha avantajlı konuma geçmişlerdir ve herhangi bir genetik materyale sahip olmayanlara karşı üstünlük sağlamışlardır. Genetik materyal, bir hücre (ya da daha basit olarak koaservat) içerisindeki bütün tepkimelerin bilgisini depolayan yapıdır. Dolayısıyla genetik materyalin kazanılması, hücre içerisinde düzenli olarak gerçekleşecek tepkimelerin başlamasından daha önce olmuş olmalıdır. Daha sonra, genetik materyale vee bu sebeple de düzenli bir şekilde yaşamlarını sürdürüp çoğalmayı başarabilen bu koaservatlar gittikçe gelişerek tek hücreli canlıları meydana getirmişler ve bunların 3.8 milyar yıllık evrimleri sonucu da günümüzdeki modern canlılar meydana gelmiştir. Önce-RNA Hipotezi, pek çok açıdan desteklenmektedir. Örneğin, canlılık Dünya'da, Dünya'nın var olmaya ve soğumaya başladığı 4.5 milyar yıl öncesinden yaklaşık 600-700 milyon yıl önce (bundan 3.8 milyar yıl kadar önce) var olmaya başlamıştır. Bu 600-700 milyon yıllık uzun süreçte, Dünya üzerinde sonsuz sayıda kimyasal tepkime gerçekleşmiştir. Miller-Urey Deneyleri ile ispatlandığı ve 462 farklı üniversitede de günümüzde sınandığı, geliştirildiği ve başarılı bulunduğu üzere, o günlerin şartlarında oluşan sayısız organik molekül, birbirleriyle birleşmiş, ayrılmış, tekrar birleşmiş ve sınırsız sayıda deneme-yanılma yapılmıştır. Sonunda daha kararlı yapıda olan bileşimler varlıklarını korumuşlardır ve cansızlıktan canlılığın oluşumu bu şekilde, minik adımlarlra, 600-700 milyon yılda gerçekleşmiştir. Bu süre, bir ribozimin var olabilmesi için fazlasıyla yeterli bir süredir. Zaten bir tanesi var olduktan sonra, sınırsız sayıda ribozyim ve dolayısıyla RNA molekülünün olması işten bile değildir. RNA var olduktan sonra, gerek diğer moleküllerle tepkimeler, gerekse de yine deneme-yanılma ve buna bağlı seçilim sonucu DNA molekülü oluşabilmiştir. Zaten RNA var olduktan sonra, DNA'nın var olması için sadece aralarında kimyasal çekim olan (Adenozin ile Timin'lerin ve Guaninler ile Citozin'lerin karşılıklı geldiği) RNA dizilimleri birleşmesi yeterli olmuştur. İşte bu, genetik kalıtımın ve dolayısıyla Evrim'in gerçek anlamda başladığı noktadır. Ancak daha önceki yazılarımızda da görüldüğü gibi Evrim Mekanizmaları'ndan ve doğa yasalarından biri olan Doğal Seçilim, bundan öncesinde de moleküler düzeyde etkilidir. Umarız açıklayıcı olabilmiştir. Saygılarımızla. ÇMB (Evrim Ağacı) www.evrimagaci.org

http://www.biyologlar.com/ilk-dna-nasil-olustu-retrovirusler-once-rna-hipotezi-ve-rna-dunyasi-kurami

Kuşların Kökeni ve Evrimi

Yeryüzünde bizimkine nazaran çok uzun bir geçmişe sahip olan kuşlara, insanlık tarihi boyunca mitolojik figür, sanat esini, barış, güç, bilgelik sembolü olarak rastlamamız, kuşların insanlar için salt besin kaynağı olmamış olduğuna işaret eder. Ikarus’u hatırlarsak, kuşların birçok hikâyenin kaynağında yer almalarının nedeni belki de insanlığa hayranlık veren uçma yetenekleridir. Yine de kuşlarla ilgili en sürükleyici hikâyenin, zaman tünelinde milyonlarca yıl geriye giderek kuşların ve uçuşun kökenine dair ipuçları arayan paleontologlarca yaşandığını söylemek herhalde abartılı olmaz. Canlıların kökenine, birbirleriyle olan evrimsel akrabalıklarına ilişkin bilimsel çalışmalar çok sayıda fosilin incelenmesini gerektirir. Bu nedenle, kuşlara özgü yapılar olan tüylere ve içi boş, süngerimsi dokusu olan hassas kemiklere fosil kayıtlarında nadiren rastlanabilmesi, bu uzun ve karanlık tünelde cılız bir ışıkla çalışmak anlamına gelmiş çoğu kez. Uçuşun son derece sınırlayıcı fizyolojik ve anatomik talepleri olması sonucunda kuşlar, çok yüksek bir metabolizmaya ve çok sınırlı bir aerodinamik morfolojiye sahip olacak şekilde evrimleşmişlerdir. Tüylerinin altında anatomik olarak çok benzerlik gösteren kuşların sınıflandırılmasının ancak bir ya da birkaç belirleyici özelliğe dayanması, benzeştiren evrimin belki de en büyük yanıltmacalarını uçmanın getirdiği bu kısıtlamalar içinde yaratmış olmasıyla birleşince, kırlangıçlar ve ebabiller örneğindeki gibi birçok yanlış sınıflandırmayla karşılaşılmış. Tüm bunlara bir de sistematik çalışmalardaki yöntembilim farklılıkları eklenirse, kuşların kökenleri ve evrimlerinin aydınlatılabilmesi için ipuçlarının doğru değerlendirilmelerinin de bulunmaları kadar önemli olduğu anlaşılır. Kuşların yaklaşık 150-200 milyon yıl önce, Mesozoic çağda sürüngen atalardan evrimleşmiş olduğu tüm bilim dünyasınca kabul edilse de, tam olarak hangi dönemde ve hangi sürüngen kolundan evrimleştikleri günümüzde internet tartışma gruplarının bile konusu olan bir soru işareti. Münih yakınlarındaki Bavyera Bölgesinde bulunan ince taneli kireçtaşı, tarih sayfaları boyunca karşımıza ilk olarak banyolardan, çatı döşemelerine kadar birçok yerde kullanılmak üzere, özellikle ortaçağ boyunca yoğun şekilde çıkarılan değerli bir ihracat maddesi olarak çıkıyor. Ayasofya camiinin mozaiklerinde bile yer alan bu kireçtaşı, 1793’te litografi tekniğinin bulunmasından sonraki daha dikkatli ve ayrıntılı kazılar sırasında içinde tek bir tüy fosiline rastlanmasıyla birlikte bu kez bilim dünyası için önem taşımaya başlıyor. Kireçtaşına da ismini veren Solnhofen köyündeki taşocağında Jurassic döneme ait kireçtaşında tek bir uçuş tüyü fosilinin bulunduğu haberinin 1861 yılında Hermann von Meyertarafindan duyurulmasıyla, evrim biyolojisi alanının belki de en hararetli günleri başlamış oldu. Yaklaşık 6 cm boyundaki bu tek tüy, Sürüngenlerin hâkim olduğu dönemde kuşların yaşadığına dair bir kanıttı ve üstelik asimetrik yapısıyla modern zaman kuşlarının uçuş tüyleriyle benzerlik gösteriyordu. Bu fosil tüyün bulunuşunun üzerinden daha birkaç ay geçmemişti ki Hermann von Meyer bu kez tüyleri olan, sürüngenvari bir hayvanın iskeletinin eksiksiz bir fosilinin bulunduğunu bildirdi şaşkınlığı dinmemiş biyoloji çevrelerine. Bu fosil de yine aynı bölgede bulunmuştu ve yine Jurassic dönemine aitti. Hem sürüngen hem de kuş özellikleri taşıyan bu fosil, Meyer’in Archaeopteryxlithographica (litografi taşındaki eskil kanat) olarak adlandıracağı evrim biyolojisinin ünlü ikonasından başkası değildi. Bölgenin fosilleri, Taş Devri’nden beri önceleri süs eşyası, sonraları da para olarak o bölgede yaşayan insanlar tarafından değerli sayılmıştı. Bu fosillerin büyük koleksiyoncularından birisi de, muayene karşılığı bu fosilleri kabul eden Dr. C.F.Häberlein’di ve bu çok önemli Archaeopteryx fosili onun koleksiyonunda yer alıyordu. Önceleri resmedilmesine bile izin vermediği Archaeopteryx fosilini ancak 3 ay sonra açık arttırmaya çıkaran Häberlein, çılgın bir kapışma içinde geçen satış sonrasında bu önemli fosille birlikte koleksiyonundaki yüzlerce fosili İngiliz müzesine satarak çocuklarına yetecek büyüklükte bir servete sahip olmuş oldu. Müzenin iki yıllık bütçesini bu fosil koleksiyonu için harcamasına neden olan kişinin amansız bir evrim karşıtı olan anatomist Sir Richard Owen olması ise,Archaeopteryx’in ne denli önemli bir doğa tarihi fosili olduğunun bir kanıtıydı. Bir karga büyüklüğündeki Archaeopteryx fosili, uzun, kemikli sürüngenvari kuyruğundan çıkan tüyleri, uzamış ön uzuvları, asimetrik tüylerle kaplı kanatları, 3 hareketli, kıvrık parmağı, köprücük kemiklerinin birleşmesinden oluşmuş lades kemiği ve dişleriyle iki yüksek hayvan grubunun, sürüngenlerin ve kuşların arasındaki bir ara forma, dolayısıyla evrime işaret ediyordu. Zaten Charles Darwin de, sadece iki sene önce basılmış olan ve “doğal seçilim yoluyla evrim”i anlattığı “Türlerin Kökeni” adlı kitabında tam da böylesi ara formların var olduğunu varsayıyordu. Böylelikle Archaeopteryx, zincirin kayıp halkalarından biri olarak bir yandan Darwin’in “doğal seçilim yoluyla evrim” teorisinin kabul görmesini sağlarken, bir yandan da kuşların ve uçuşun kökenine ilişkin halen sürmekte olan tartışmalarının merkezine yerleşmiş oldu. Yine de o yıllarda Archaeopteryx’in bir ara form olarak kabul edilmesi bilim dünyasında bile çok çabuk gerçekleşmemiş, fosilin ortaya çıkmasıyla birlikte Darwin yanlısı, yaratılışçı, evrim yanlısı ama Darwin karşıtı birçok görüş ve iddia ortaya atılmıştı. Fosili hiç görmedikleri halde tüylendirilmiş bir sürüngen fosili olduğu iddiasını ortaya atan evrim karşıtı zooloji profesörleri ve yaratılışa tamamen sırtını dönmeden evrimin farklı bir biçimde gerçekleşebileceğini savunan anatomi uzmanları arasında dikkati çeken kişiyse, Darwin’in ve evrim teorisinin en büyük savunucusu, doğa bilimci Sir Thomas Henry Huxley olmuştu. Kuşların kökeni üzerine 1868 yılında yayınladığı makalelerle evrimi kanıtlama işine soyunan Huxley’e göre Archaeopteryx, sürüngen ve kuş arası özellikleriyle evrimi kanıtlayan mükemmel bir ara form örneğiydi. Gerçekten de iskeletin tüyleri bölgeye özgü ince taneli kireçtaşı tarafından hapsedilmese hiç kuşkusuz bir sürüngen fosiliyle karşılaştıklarını sanacak olan bilim insanları, şimdi kuşların kökenine ışık tutabilecek bir fosille karşı karşıyaydılar. Huxley’inArchaeopteryx’i ilk gerçek kuş olarak tanımlamakla kalmayıp, aynı bölgeden çıkarılan ve tavuk büyüklüğündeki bir teropod dinozoru olan Compsognatusfosiliyle karşılaştırarak benzerlikler bulması ise, kuşların atası olarak sürüngenlerin kabul edilmesini belki de pekiştirirken, kuşların atasının dinozorların bir kolu olduğunu savunan görüşü de doğurmuş oldu. Huxley bu küçük, iki ayaklı dinozorun tavuk benzeri leğen kemiği ve arka uzvu gibi kuşlara benzeyen özelliklerini göstererek aslında en başta Darwin’in evrim teorisinin bilim dünyasında kabul edilmesini sağlamış oldu. Huxley’in Archaeopteryx ve Compsognatus fosillerinden yola çıkarak kuşlara benzeyen sürüngenlerin ve sürüngenlere benzeyen kuşların varlığına dikkat çekmesiyle birlikte, Amerikalı profesörler de dâhil olmak üzere birçok bilim insanı önceleri benimsemedikleri evrim düşüncesine sahip çıkmaya başladılar. 1877 yılında, tüm dünyadaki bilim insanları hala Londra’daki Archaeopteryxfosiliyle ilgili tartışmalarını sürdürürken yeni bir Archaeopteryx fosili bulunduğu haberi yayıldı. Önceki fosilin bulunduğu yerden yalnızca 30 kilometre uzakta, Eichstatt yakınlarındaki bir taşocağında bulunan bu yeni Archaeopteryx fosili de yine bir fosil koleksiyoncusunun ellerindeydi ve bu koleksiyoncu da Doktor Haberlein’in oğlundan başkası değildi. İlk fosili İngilizlere kaptırmanın utancı içindeki Almanlar bu kez fosili almakta kararlıydılar ve uzun süren görüşmeler sonunda bu ikinci Archaeopteryx fosili Berlin’deki Humboldt Doğa tarihi müzesinde sergilenmeye başladı. Londra fosiline kıyasla daha eksiksiz olan bu yeni fosil örneği ayrıca, kanatları açık ve başı geriye doğru fosilleştiği için sürüngen-kuş arası özelliklerini de çok etkileyici ve belirgin bir biçimde gözler önüne seriyordu. Böylelikle Berlin’dekiArchaeopteryx fosili, bu çarpıcı hatlarıyla, en çok bilinen, çizimi yapılan fosil hayvan olmanın yanısıra en önemli doğa tarihi örneklerinden biri olarak kabul edildi. Birbiri ardına açığa çıkan bu iki Archaeopteryx fosilini bir üçüncünün izlemesiyse uzun bir süre sonra, 1956’da oldu. Londra fosilinin çıkarıldığı taşocağında bulunan bu üçüncü fosilde tüy izlerini ve birleşmiş bazı ayak kemiklerini görmek mümkün olduysa da, öncekilerden daha kötü bir şekilde günümüze ulaştığından tanımlanması iki yılı buldu. Bir süre Solnhofen yakınlarındaki, Maxberg müzesinde sergilendikten sonra Eduard Opitsh’in evinde tuttuğu fosil, Opitsh 1991’de öldüğünde mirasçılarınca bulunamayınca, fosilin çalınmış olduğu sonucuna varıldı. Halen Yale Üniversitesi bünyesinde çalışmalarını sürdüren ve kuşların dinozorlardan geldiği yolundaki teorinin doğru olduğunu düşünen ünlü paleontolog John Ostrom’un, 1970 yılında Avrupa’da pterosaur fosillerini çalışırken pterosaur olarak sergilenen bir Archaeopteryx fosiliyle karşılaşmasıyla, dördüncü Archaeopteryx fosili de gün ışığına çıkmış oldu. Aslında ilk tüy veArchaeopteryx fosilinden de önce, 1855 yılında diğer fosillerin bulunduğu bölgenin oldukça doğusundaki bir büyük taşocağında bulunmuş olan bu fosili, 1857’de uçan sürüngen pterosaur olarak adlandıran ise, ne ilginçtir ki, Hermann von Meyer olmuştu. 1860 yılından beri Hollanda’daki Teyler müzesinde sergilenmekte olan bu fosilin gövdesini çevreleyen silik tüy izlerinin farkına varan Ostrom, böylelikle daha uzun yıllar sürebilecek bir yanlışlığı önlemiş oldu. TeylerArchaeopteryx’inde araştırmacıların dikkatini çeken en ilginç nokta ise, bir tırnağın, üzerini kaplayan boynuzsu kılıfla birlikte mükemmel bir şekilde korunmuş olarak fosilleşmesi olmuştur. 1973 yılında Jura Müzesi kurucularından F.X.Mayr’ın bildirdiği, oldukça iyi bir şekilde fosilleşmiş olan bir diğer Archaeopteryx fosili de yine ilk başta yanlış tanımlanmış fosillere bir örnek oluşturuyordu. 1951 yılında Eichstatt’ın kuzeyindeki bir taşocağından çıkarılmış olan bu fosil genç bir Compsognatusdinozoru olarak tanımlanmıştı önceleri. Mayr’ın yirmi yıl sonraki incelemesinde ortaya çıkardığı silik tüy izleri, Archaeopteryx fosili sayısını beşe çıkarıyordu böylelikle. Mükemmel bir şekilde korunmuş kemikleri ve kafatasıyla buArchaeopteryx fosili Londra örneğinin üçte biri büyüklüğündeydi ve kimilerince bu farklılık fosilin ayrı bir cinsi temsil ettiği anlamına geliyordu. Eichstatt örneği olarak anılan bu fosil de Jura Müzesinde sergilenmeye başladı. Kasım 1987’de yine Jura Müzesi’nden Günter Viohl’un Solnhofen eski belediye başkanının koleksiyonunda keşfettiği altıncı Archaeopteryx fosili, tüm fosiller arasında en büyük olanıydı ve iyi korunmuş iskeletteki tüy izleri net olarak görülebiliyordu. Tam olarak nereden çıkarıldığı bilinmediği halde Solnhofen örneği olarak anılan bu fosil ise halen Solnhofen’deki Bürgermeister Müller Müzesi’nde sergilenmektedir. 1993 Nisan sonlarında, Peter Wellnhofer tarafından duyurulan yedinci ve şimdilik son Archaeopteryx fosili kaydı ise Londra ve Maxberg Archaeopteryxfosillerinin çıkarıldığı yerden geliyordu. Stratigrafi yöntemlerine göreArchaeopteryx fosilleri içinde en genci olan (en yaşlı olanı LondraArchaeopteryx’i) bu Archaeopteryx fosilinin en önemli özelliği ise diğer fosillerde karşılaşılmamış göğüs kemiğine sahip olmasıydı. Her ne kadar göğüs kemiği çıkıntılı bir yapı göstermese de, göğüs kemiğinde ilk defa kemikleşmeye rastlanmış olması bakımından bu bulgu Archaeopteryx fosillerinin uçuş yetenekleriyle ilgili çalışmalar için çok büyük önem taşıyordu. Teyler fosili kadar iyi korunmuş olan bu fosilin bir diğer özelliği ise alt bacağının (tibiası) ve arka ayaklarının diğer fosillere göre daha uzun olmasıydı. Bu özellikleri yüzünden fosil, Wellnhofer tarafından ayrı bir tür olarak kabul edildi ve Archaeopteryx bavarica olarak adlandırıldı. Son Archaeopteryx fosili dışındaki fosiller de kimi araştırmacılar tarafından, özellikle boyutlarındaki farklılıktan dolayı, ayrı tür olarak gösterilmişlerse de, milyonlarca yıl önce yaşamış kuşların tür ve cins sınırlarını belirlemenin güç olması nedeniyle bu görüşler genel olarak kabul edilmemiş ve günümüzde tümArchaeopteryx fosilleri bir cins altında ele alınarak tür bazındaki savlar soru işareti olarak kalmıştır. Solnhofen’in de içinde yer aldığı iç Avrupa, Jurassic dönemde palmiye tipi bitkilerin yer aldığı büyük, ılık deniz ve lagünlerle çevrili subtropikal bir bölgeydi. Archaeopteryx’in büyük olasılıkla lagünlerle çevrili adalarda yaşamış olması da, kimilerince, zaten fosillerde görülen dramatik büyüklük ve morfolojik farklılıkları açıklıyordu. Archaeopteryx fosillerinin bulunuş hikâyesi böyleyken, bu fosillere ilişkin olarak ortaya atılan ve yıllar içinde ortaya çıkan diğer bazı fosillerle de desteklenmeye çalışılan kuş-ata teorilerinin hikâyesi de, kuşlara biraz da soru sorarak bakmamızı sağlayacak kadar ilgi çekici. Özgür KEŞAPLI DIDRICKSON Kaynaklar : 1. Feduccia, A. 1999. The Origin and Evolution of Birds. Yale University . 2nd edition 2. Proctor, N.S.& Lynch, P.J. 1993. Manual of Ornithology, Avian Structure and Function. Yale University. 3. Feduccia, A. (2012). Riddle of the Feathered Dragons: Hidden Birds of China. Yale University Press, ISBN 0-300-16435-1, ISBN 978-0-300-16435-0 4. Foth, C. (2012). "On the identification of feather structures in stem-line representatives of birds: evidence from fossils and actuopalaeontology." Paläontologische Zeitschrift, 5. Owen, Richard. (1963). "On the Archeopteryx [sp] of von Meyer, with a description of the fossil remains of a long-tailed species, from the lithographic stone of Solenhofen [sp]". Philosophical Transactions of the Royal Society of London 153: 33–47. 6. Witmer, Lawrence M. (2009) "Feathered dinosaurs in a tangle"NATURE|Vol 461|1 October 2009 pg 601-602 7. Chiappe, Luis M. (2009). "Downsized Dinosaurs: The Evolutionary Transition to Modern Birds". Evolution: Education and Outreach 2 (2): 248–256. 8. Seeley, Harry G. (1901). Dragons of the Air: An Account of Extinct Flying Reptiles. London: Methuen & Co.. p. 239pp. 9. Nopcsa, Franz. (1907). "Ideas on the origin of flight". Proceedings of the Zoological Society of London: 223–238. 10. Camp, Charles L. (1936). "A new type of small theropod dinosaur from the Navajo Sandstone of Arizona". Bulletin of the University of California Department of Geological Sciences 24: 39–65.

http://www.biyologlar.com/kuslarin-kokeni-ve-evrimi

Atom Altı Parçacıklar Bölüm 1

Bu yazımızda, günümüzde Fizik Bilim İnsanlar'ının da en çok araştırma yaptıkları konulardan birine değineceğiz: Atom altı parçacıklardan. Yüzyıllarca insanların zihinlerini şu sorular sürekli meşgul etmiştir; maddeler nasıl meydana geldi? Maddeler nelerden oluşurlar? Ancak bu sorular hiçbir zaman bitmeyecek gibi de durmaktadır. Çünkü her yeni araştırma beraberinde cevaplanmamış yeni bir soruyu da getirmektedir. Bilindiği gibi maddelerin en küçük yapı birimi atomdur. Atomlar genel anlamda merkezde pozitif yüklü bir çekirdek ve bu çekirdeğin etrafında orbital olarak isimlendirilen belli yörüngelerde dönen negatif yüklü elektron adı verilen parçacıklardan meydana gelmiştir. Maddelerin kimyasal yapısını da bu yörüngelerde dönen elektronlar ve çekirdekteki parçacık sayıları belirlemektedir. Aşağıdaki figürde temsili bir atom görülmektedir. Ancak atomdan da daha küçük parçacıklar da bulunmaktadır. Şimdi bu konuya biraz derinlemesine inelim. Atom altı parçacıklar Atom altı parçacıklar, atomdan daha küçük parçacıklardır. Fiziği alt dalları olan parçacık fiziği ve nükleer fizik bu konularla birlikte ilgilenmektedirler. Genel anlamda standart modele göre atomlar, pozitif yüklü protonlar, negatif yüklü elektronlar ve yüksüz durumdaki nötronlardan meydana gelmektedirler. Ancak Protonlar ve nötronlar, kuark adı verilen parçalanamayan "temel" parçacıklardan meydana gelir. Yani protonlar ve nötronlar bileşik parçacıklardır. Elektronlar ise kuarklar gibi "en temel" parçalanamayan bir parçacıktır. Şimdi bu "temel" parçacıklar konusunu biraz açalım. Sırasıyla 3 ana başlıkta toplayabiliriz : 1- Kuarklar 2- Leptonlar KUARKLAR Kuark temel parçacık ve maddenin temel bileşenlerinden biridir. Kuarklar bir araya gelerek hadronlar olarak bilinen bileşik parçacıkları oluştururlar. Bunların en kararlı olanları atom çekirdeğinin bileşenleri proton ve nötrondur. Renk hapsi denilen bir olgu sebebiyle kuarklar asla yalnız bir şekilde bulunmazlar; onlar sadece hadronlar dahilinde bulunabilirler. Bu sebeple kuarklar hakkında bilinenlerin çoğu hadronların gözlenmesi sonucunda elde edilmiştir.Çeşni olarak bilinen altı tip kuark bulunmaktadır: yukarı, aşağı, tılsım, acayip, üst ve alt. Yukarı ve aşağı kuark bütün kuarklar içinde en düşük kütleli olanlardır. Daha ağır kuarklar parçacık bozunması yoluyla hızlıca aşağı ve yukarı kuarka dönüşürler: yüksek kütle durumundan daha düşük kütle durumuna dönüşüm. Bu sebeple yukarı ve aşağı kuarklar evrende en yaygın olanlardır, bununla birlikte tılsım, acayip, üst ve alt kuarklar sadece yüksek enerjili çarpışmalarda (kozmik ışınlar ve parçacık hızlandırıcılarda) oluşabilir. Kuarklar elektrik yükü, renk yükü, spin ve kütle gibi çeşitli içkin özelliklere sahiptir. Kuarklar parçacık fiziğinin Standart Model'inde dört temel kuvvetin (elektromanyetizma, gravitasyon, güçlü etkileşim, zayıf etkileşim) tümüyle de etkileşen ve ayrıca elektrik yükü temel yükün tamsayı katı olmayan tek temel tanecik ailesidir. Her kuark çeşnisi için ona karşılık gelen bir tane de antiparçacık bulunur. Antikuark denilen bu parçacık kuarktan, sadece bazı özelliklerinin aynı büyüklükte fakat ters işaretli olması ile ayrılır. Kuark modeli 1964'te Murray Gell-Mann ve George Zweig tarafından birbirlerinden bağımsız olarak ortaya atıldı. Kuarklar hodronlar için oluşturulan bir düzenlenim şemasının parçaları olarak tanıtıldı ve 1968 yılına kadar onların varlığı ile ilgili çok az fiziksel kanıt bulunuyordu. Altı kuarkın tamamı hızlandırıcı deneylerinde gözlemlendi, keşfedilen son kuark olan üst kuark ilk kez 1995'de Fermilab'da gözlendi. Standart Model şimdiye kadar bilinen tüm temel parçacıkları ve henüz gözlemlenmemiş Higgs bozonunu açıklayan bir kuramdır. Bu model kuarkların (q), yukarı (u), aşağı (d), tılsım (c), acayip (s), üst (t) ve alt (b) isimlerindeki altı çeşnisini kapsar. Kuarkların antiparçacıklarına antikuark denir ve karşılık gelen kuarkın sembolünün üzerine çizgi eklenerek gösterilir (örneğin yukarı kuark için anti kuark u ile gösterilir). Genellikle bütün antimaddelerde olduğu gibi, antikuarklar da kendi kuarkı ile aynı kütleye, ortalama ömür süresine ve spine sahiptir ancak elektrik yükü ve diğer yükleri ters işaretlidir. Kuarklar, spinleri -1⁄2 parçacıklarıdır. Yani spin-istatistik kuramına göre onlar fermiyondur. Dolayısı ile, aynı iki fermiyonun aynı anda aynı kuantum durumunda bulunamayacağını söyleyen Pauli dışlama ilkesine tabiidirler. Bu aynı kuantum durumunda çoklu sayılarda bulunabilen bozonların (tamsayı spinli parçacıklar) tersidir. Leptonlardan farklı olarak kuarklar, güçlü etkileşime girmelerini sağlayan renk yüküne sahiptirler. Farklı kuarklar arasındaki etkileşim hadronlar olarak bilinen kompozit parçacıkların oluşmasını sağlar. Hadronların kuantum sayısını belirleyen kuarklara değerlik kuarklar denir bundan ayrı olarak hadronlar kuantum sayısına etki etmeyen sonsuz sayıda sanal (veya deniz) kuark, antikuark ve gluon barındırabilir. İki farklı hadron ailesi vardır: üç değerlik (valans) kuarklı baryonlar ve bir değerlik kuarklı ve bir antikuarklı mezonlar. En büyük sayıdaki baryonlar atom çekirdeğini oluşturan proton ve nötrondur. Hadronların büyük bir bölümü bilinmektedir (bkz. baryonlar listesi, mezonlar listesi), bunların çoğu kuark bileşenleri ve yapıtaşını oluşturan kuarkların kazandırdığı özelliklerle ayırt edilirler. Tetrakuarklar (qqqq) ve pentakuarklar (qqqqq) gibi daha fazla değerlik kuarka sahip olan "egzotik" hadronların varlığı da tahmin edilmektedir ancak henüz kanıtlanamamıştır. Temel fermiyonlar her biri iki lepton ve iki kuarkı kapsayan üç nesilden oluşur. Birinci nesilde yukarı ve aşağı kuark, ikinci nesilde tılsım ve acayip kuark, üçüncü nesilde üst ve alt kuark yer alır. Kuarkların ve diğer temel fermiyonların dördüncü nesli ile ilgili araştırmaların tamamı başarısızlıkla sonuçlanmıştır ve üç nesilden fazlası olmadığına dair güçlü ve doğrudan olmayan kanıtlar mevcuttur. Daha yüksek nesillerde yer alan parçacıklar genellikle daha büyük kütleye ve daha az kararlılığa sahiptirler. Bu da onların zayıf etkileşimler vasıtasıyla bozunarak daha küçük nesilli parçacıklara dönüşmesine sebep olur. Sadece birinci nesildeki (yukarı ve aşağı) kuarklar doğada yaygın olarak bulunur. Daha ağır kuarklar sadece yüksek enerjili çarpışmalarda (kozmik ışınları içerenler gibi) yaratılabilirler ve hemen ardından çabucak bozunurlar. Yine de onların evrenin son derece sıcak ve yoğun fazda olduğu Büyük Patlama'dan sonraki bir saniyenin ilk kesirlerinde bulundukları düşünülmektedir (kuark dönemi). Ağır kuarklar üzerine çalışmalar parçacık hızlandırıcılar gibi yapay olarak yaratılmış koşullarda yürütülmektedir. Elektrik yükü, kütle, renk yükü ve çeşniye sahip olan kuarklar çağdaş fiziğin dört temel kuvvetinin tamamıyla (elektromanyetizma, gravitasyon, zayıf etkileşme ve güçlü etkileşme) etkileştiği bilinen tek parçacık ailesidir. Ancak gravitasyon genellikle atomik skalada etkisizdir ve Standart Model ile açıklanamaz. KUARKLARIN ELEKTRİK YÜKLERİ (Charge)Kuarklar kesirli elektrik yüküne sahiptir. Çeşnisine bağlı olarak yükleri temel yükün -1⁄3 veya +2⁄3 katlarını alabilirler. Yukarı, tılsım ve üst kuarkların (bunlara topluca yukarı-tip kuarklar denir) elektrik yükü +2⁄3 iken, aşağı, acayip ve alt kuarklar (aşağı-tip kuarklar) −1⁄3 elektrik yüküne sahiptir. Antikuarklar eşlerinin tersi elektrik yüküne sahiptirler; yukarı-tip antikuarklar -2⁄3 ve aşağı-tip antikuarklar 1⁄3 elektrik yüküne sahiptir. Bir hadronun elektrik yükü, barındırdığı kuarkların elektrik yükleri toplamına eşit olduğundan, bütün hadronlar tamsayı yüklere sahiptirler: üç kuarkın (baryonlar), üç antikuarkın (antibaryonlar) ve bir kuark ve bir antikuarkın (mezonlar) kombinasyonu her zaman tamsayı değerini verir. Örneğin atom çekirdeğinin bileşenleri nötron ve proton sırasıyla o ve +1 elektirk yüklerine sahiptirler; nötron iki aşağı kuark ve bir yukarı kuarktan ve proton da iki yukarı kuark ve bir aşağı kuarktan oluşur. KUARKLARIN SPİNLERİ Spin temel taneciklerin içkin özelliklerinden biridir ve yönelimi önemli bir serbestlik derecesidir. Bir cismin kendi ekseni etrafında dönüşü şeklinde canlandırılabilir (spin adı buradan gelir), yine de bu düşünce atomaltı ölçekte kısmen yanlıştır çünkü temel taneciklerin nokta benzeri olduklarına inanılmaktadır. Spin büyüklüğü, indirgenmiş Planck sabiti ħ (okunuşu: "haş bar") biriminden olan bir vektörle gösterilebilir. Kuarklar için herhangi bir eksen boyunca spin vektörü bileşeninin ölçümü sadece +ħ/2 or −ħ/2 değerlerini verebilir; bu sebeple kuarklar spin-1⁄2 parçacıklar olarak sınıflandırılırlar. Spinin verilen bir eksendeki—genel kabulle z eksenindeki—bileşeni, +1⁄2 değeri için yukarı ok ↑ işareti ile ve −1⁄2 değeri için aşağı ok işareti ile ifade edilir. Örneğin z ekseni boyunca spini +1⁄2 olan bir yukarı kuark u↑ ile ifade edilir. KUARKLARIN KÜTLELERİ Kuarkların kütlelerini ifade etmek için iki terim kullanılır: çıplak kuark kütlesi kuarkın kendi başına olan kütlesidir ve bileşik kuark kütlesi de kuarkın ve onu çevreleyen gluon parçacık alanının kütlesinin toplamıdır. Bu kütleler genellikle çok farklı değerlere sahiptirler. Çoğu hadronun kütlesi, kuarkların kütlelerinden ziyade, kuarkları bir arada tutan gluonların kütlelerinden gelir. Gluonlar tabiatları gereği kütlesiz olurlarken, enerjiye—daha belirgin olarak kuantum renk dinamiği bağlanma enerjisi (QCBE)—sahiptirler, ve bu enerji hadronların kütlelerine çok büyük oranda katkı yapar. Örneğin protonun 938 MeV/c2 olan durgun kütlesine, bileşeni oluşturan üç değerlik kuarkın katkısı sadece 11 MeV/c2'dir, geriye kalanın çoğu gluonların kuantum renk dinamiği bağlanma enerjisine atfedilebilir.Standart Model'e göre, temel parçacıklar kütlelerini henüz gözlenmemiş Higgs bozonu ile bağlantılı olan Higgs mekanizmasından kazanır. Fizikçiler, kütlesi neredeyse bir altın çekirdeğinin kütlesine (~171 GeV/c2) eşit olan üst kuarkın kütlesi üzerine yapılacak olan ileriki araştırmaların kuarkların ve diğer temel taneciklerin kütlelerinin orijinine dair daha fazla bilgi vereceğini ummaktadırlar. ETKİLEŞEN KUARKLAR Kuantum renk dinamiğinin tanımladığı gibi kuarklar arasındaki güçlü etkileşime, gluonlar olarak bilinen kütlesiz vektör ayar bozonları aracılık eder. Her bir gluon bir renk yükü ve bir antirenk yükü taşır. Parçacık etkileşimlerinin standart referans sisteminde gluonlar, kuarklar arasında sürekli olarak sanal emisyon ve absorbsiyon yolları ile takas edilir. Bir gluon kuarklar arasında taşındığında, hem kuarkta hem de gluonda renk değişimi olur. Örneğin bir kırmızı kuark bir kırmızı-antiyeşil gluon yayarsa yeşile döünüşür ve eğer bir yeşil kuark bir kırmızı-antiyeşil gluon soğurursa kırmızıya dönüşür. Böylece, her kuarkın rengi sürekli değişirken güçlü etkileşim korunmuş olur. Gluonlar renk taşıdıklarından, diğer gluonları yayma ve soğurma yetisini sahiptirler. Bu da asimptotik özgürlük olarak bilinen kuarkların birbirlerine yakınlaşırken aralarındaki kromodinamik (renk dinamiği) bağlanma kuvvetinin zayıflaması olgusuna sebep olur. Diğer taraftan kuarklar arasındaki mesafe arttığında bağlanma kuvveti de güçlenir. Renk alanı, lastik bandın uzatılması gibi gerilmiş bir hale gelir ve alanı güçlendirmek için uygun renkten daha çok gluon kendiliğinden yaratılır. Belli enerji eşiğinin üzerinde kuark ve antikuark çiftleri üretilir. Çiftler ayrılmış kuarklar ile bağlanır ve yeni hadronların oluşmasına sebep olur. Kuarkların hiçbir zaman izole bir şekilde görülemeyeceğini söyleyen bu olgu renk hapsi olarak bilinir. Bu hadronizasyon süreci, yüksek enerjili çarpışmalarda oluşan kuarkların bir başka yolla etkileşime girmeye başlamasından önce meydana gelir. Buradaki tek istisna hadronize olmadan önce bozunuma uğrayabilen üst kuarktır. ZAYIF ETKİLEŞİM Bir çeşninin kuarkı, başka bir çeşninin kuarkına sadece, parçacık fiziğindeki dört temel kuvvetten biri olan zayıf etkileşim ile dönüşebilir. W bozonu yayımı veya soğurulması yoluyla herhangi bir türden yukarı tip kuark (yukarı, tılsım ve üst kuarklar) herhangi bir türden aşağı tip kuarka (aşağı, acayip ve alt kuarklar) dönüşebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu çeşni dönüşüm mekanizması, bir nötronun (n), bir proton (p), bir elektron (e-) ve bir elektron antinötrinosuna (ve) ayrıldığı (resme bakınız) beta bozunumu radyoaktif sürecine sebep olur. Bu olay nötrondaki (udd) aşağı kuarklardan birinin sanal bir W- parçacığı yayarak bir yukarı kuarka dönüşmesi ile olur. Sonuçta nötron protona (uud) dönüşür. Sonrasında W- bozonu da bir elektron ve bir elektron antinötrinosuna dönüşür. n → p + e + ve(Beta bozunumu, hadron notasyonu) udd → uud + e + ve(Beta bozunumu, kuark notasyonu) Beta bozunumu ve onun tersi olan süreç ters beta bozunumu pozitron emisyon tomografisi (PET) gibi tıbbi uygulamalarda ve nötrino keşfi gibi yüksek enerji deneylerinde kullanılır. GÜÇLÜ ETKİLEŞİM Kuarklar renk yükü olarak bilinen bir özelliğe sahiptir. Renk yükünün mavi, yeşil ve kırmızı olmak üzere rastgele belirlenmiş üç türü bulunur. Bunlardan herbiri bir antirenk —antimavi, antiyeşil ve antikırmızı— ile tamamlanır. Her kuark bir renk taşırken her antikuark da bir antirenk taşır. Üç rengin farklı kombinasyonları ile yüklenmiş kuarklar arasındaki çekme ve itme sistemi güçlü etkileşim olarak bilinir. Güçlü etkileşime gluonlar denilen kuvvet taşıyıcı parçacıklar aracılık eder. Güçlü etkileşimi tanımlayan kuram kuantum renk dinamiğidir (KRD). Herhangi bir renk değeri ile yüklenmiş bir kuark, ona karşılık gelen antirengi taşıyan antikuarkla birlikte bir bağlı sistem oluşturabilir; üç (anti)kuark, birer (anti)renk benzer şekilde bağ oluşturacaktır. İki çekici kuarkın sonucu renk nötrlüğü olacaktır: renk yükü ξ olan bir kuark ve −ξ olan bir antikuarkın bir araya gelmesi 0 renk yükü (veya "beyaz" renk) ve bir mezon oluşumu şeklinde sonuçlanacaktır. Temel optikteki toplanır renk modeline benzer şekilde, herbiri farklı renkten olan üç kuarkın veya üç antikuarkın kombinasyonu da "beyaz" renk yükü ve bir baryon veya antibaryon oluşumu şeklinde sonuçlanacaktır. Modern parçacık fiziğinde ayar simetrileri —bir çeşit simetri grubu— parçacıklar arası etkileşimlerle ilgilidir (bkz. ayar teorileri). SU(3) (genellikle SU(3)c şeklinde kısaltılır) rengi, kuarklardaki renk yüküyle ilgili ayar simetrisidir ve kuantum renk dinamiği için tanımlayıcı simetridir. Fizik kurallarının uzaydaki hangi yönün x, y ve z olarak atandığından bağımsız olması ve koordinat eksenlerinin döndürülmesi durumunda değişmeden kalması gibi kuantum renk dinamiğinin fiziği de üç boyutlu renk uzayında hangi yönlerin mavi, kırmızı ya da yeşil olarak tanındığından bağımsızdır. SU(3)c renk dönüşümleri renk uzayındaki "dönmelere" denk gelir (matematiksel ifadeyle bir kompleks uzay). Kuarkların renklerine göre fB, fG, fR alt türleri olan her kuark çeşnisi (f) bir triplet oluşturur: SU(3)c'ün temel temsili altında dönüşen üç bileşenli bir kuantum alanı. SU(3)c'ün yerel olması, güçlü etkileşimin özelliklerini, bilhassa kuvvet taşıyıcıları olarak sekiz gluon türünün varlığını belirler. DENİZ KUARKLARI Hadronlar, kuantum sayılarına katkıda bulunan değerlik kuarklar (qv) ile birlikte deniz kuarkları olarak bilinen sanal kuark-antikuark (qq) çiftleri içerirler. Sanal kuark-antikuark çiftleri, hadronlardaki değerlik kuarkların çevresinde bir çeşit "bulut" veya "zırh" olarak nitelendirilebilecek biçimde olma eğilimindedirler. Bu bulut sanal gluonlardan oluşan dıştaki başka bir katmanla tamamlanır. Bu katmanlar çevrelediği değerlik kuarka göre bir renk alırlar. Kuantum renk dinamiği—değerlik kuarkın antirengini taşıyan—buluttaki sanal antikuarkların alanın içinde daha yakın olmalarını sağlar. Örneğin kırmızı bir kuark için, antikırmızı sanal antikuarklar, kırmızı sanal kuark eşlerinden ziyade kırmızı değerlik kuarka yakınlaşma eğiliminde olacaklardır. KUARKIN DİĞER EVRELERİ Yeterli düzeyde uç şartlar altında, kuarklar hapisten kurtularak serbest parçacık haline gelebilir. Asimptotik özgürlük boyunca, yüksek sıcaklıkta güçlü etkileşim zayıflar. Nihayetinde renk hapsi kaybolacak ve serbest hareket eden kuarklar ve gluonların son derece sıcak bir plazması oluşabilecektir. Maddenin bu kuramsal evresine kuark–gluon plazması denir. Bu durum için gerekli olan kesin koşullar bilinmemektedir ve çok miktarda spekülasyonun ve deneyin konusu olmuştur. Son tahminler gerekli sıcaklığı 1.90±0.02×1012 kelvin değerine koymaktadır. 1980'lerde ve 1990'larda CERN'de yapılan birçok denemeye karşın şimdiye kadar serbest kuarklar ve gluonlar için gereken koşullara hiçbir zaman erişilemedi. Ancak Göreli Ağır İyon Çarpıştırıcısı'ndaki son deneyler sonucunda "neredeyse kusursuz" akışkan hareketi yapan sıvı benzeri kuark özdeği için kanıtlar bulunmuştur. Kuark–gluon plazması, ağır kuark çiftlerinin sayı bakımından yukarı ve aşağı kuark çiftlerinden büyük farkla fazla olması ile nitelendirilebilir. Hadronların kararlı olamayacağı kadar büyük bir sıcaklıkta Büyük Patlama'nın ardından geçen 10−6 saniye öncesindeki (kuark devri) bir dönemde evrenin kuark–gluon plazması ile dolu olduğuna inanılmaktadır. Yeterli düzeyde yüksek baryon yoğunluklarında ve göreli düşük sıcaklıklarda—muhtemelen nötron yıldızlarında bulunanlarla karşılaştırılabilecek değerlerde—kuark özdeğinin, zayıf etkileşen kuarkların Fermi sıvısına yozlaşması beklenir. Bu sıvı renkli kuark Cooper çiftlerinin yoğun hale gelmesi ve böylece de yerel SU(3)c simetrisinin kırılması ile karakterize edilebilir. Cooper çiftleri renk yükü barındırdıklarından, buna benzer kuark özdeği evreleri renk süperiletkeni olacaklardır; yani renk yükü, kuark özdeğinden hiçbir dirençle karşılaşmadan geçebilecektir. EO (Yaşamın Kökeni) Kaynakça : Frank Close (2004) Particle Physics: A Very Short Introduction. Oxford University Press. ISBN 0-19-280434-0. Close, Frank; Marten, Michael; Sutton, Christine (2004). The particle odyssey: a journey to the heart of the matter. Oxford University Press. ISBN 9780198609438 Ford, Kenneth W. (2005) The Quantum World. Harvard Univ. Oerter, Robert (2006) The Theory of Almost Everything: The Standard Model, the Unsung Triumph of Modern Physics. Plume Schumm, Bruce A. (2004) Deep Down Things: The Breathtaking Beauty of Particle Physics. John Hopkins Univ. Press. ISBN 0-8018-7971-X.  

http://www.biyologlar.com/atom-alti-parcaciklar-bolum-1

Atom Altı Parçacıklar Bölüm 2

''Lepton'' da ne şimdi? Hele ki bu sıcakta?! Kimimizin aklına Lipton'un soğuk şeftalili meyve suyunun, kimimizin aklına ise direkt olarak kuantum fiziğinin geldiğini düşünüyoruz. Neden bundan bahsetmeliyiz; çünkü atomların karakteristiklerini belirleyen ve bize bir periyodik tablonun sunulmasında rol oynayan elektronlar ve yakın zamanda ışık hızını geçtiklerinden şüphelenilen, ancak bu şüphelerin yersiz olduğu, üzerlerinde yapılan detaylı araştırmalardan sonra anlaşılan nötrinolar, bu parçacık sınıfında bulunurlar. Evet, bu vesileyle, leptonların ne olduğuna da biraz değinmiş olduk; leptonlar diye ayırdığımız parçacıklar vardır, dolayısıyla leptonlar, bir parçacık sınıfını oluştururlar. Lepton, Yunanca'da ''küçük'' anlamına gelmektedir. Etimolojik kökeninden sonra, değinmemiz gereken en önemli şeyin, leptonların, kuarklardan farkları olduğunu düşünüyoruz. Bildiğimiz gibi, kuarklar ve leptonlar, birlikte, fermiyonlar dediğimiz parçacık ailesini oluşturur. Belirtilen bir zamanda sadece bir kuantum durumuna karşılık gelebilen parçacıklar olarak tanımlayabileceğimiz fermiyonlar ise bozonlar ve diğer kuramsal parçacıklarla, bildiğimiz temel parçacıkları oluşturur. Bildiğimiz ve belirli bir sistematikte tanımladığımız 6 adet lepton vardır. 6 adet leptondan üçünü, tanıdık olandan olmayana doğru: elektron, müon ve tau diye sıralayabiliriz. Kalan üçü ise ilk 3 leptonun nötrinolarından oluşur; yani elektron nötrinosu, müon nötrinosu ve tau nötrinosu. Elektronlar, yüklü leptonlar arasında en düşük kütleye sahip olandır. Müon ve tau ise diğerlerine göre hızlı biçimde parçacık bozunumu ile elektrona dönüşür. En kararlı leptonlar, elektronlardır; dolayısıyla evrende en yaygın olan leptonlardır. Diğer leptonlar, tau ve müonlardan ise yalnızca kozmik ışınlar veya hızlandırıcı çarpışmaları gibi yüksek enerji gerektiren olgular söz konusu olduğunda bahsedilebilir. Bu altı leptondan sadece elektron normal madde yapısında yer alır. Çünkü elektron, en küçük kütleli parçacıktır; bozunarak dönüşebileceği daha hafif bir parçacıkolmadığından kararlıdır. Buna karşın müon, tau ve nötrinolar oldukça kararsız parçacıklar olduğundan, normal maddenin bir parçası olamazlar. Burada değinmemiz gereken bir başka nokta da, bu 6 adet leptonun her birinin bir de karşı-parçacığı olduğudur. Dolayısıyla toplamda 12 parçacık, bu konunun kapsama alanındadır. Karşı parçacık demek, bir parçacığın elektrik yükü olarak ters işaretlisi demektir. Örneğin, elektronun karşı parçacığı pozitron, pozitif yüklü elektrondur. 1.Elektron ve Pozitron Yunanca'da kehribar anlamına gelen elektron, hepimizin bildiği gibi, (-) yüklü bir temel parçacık olup, kimyasal tepkimelerin yürümesinde en büyük rolü oynar. Elektronlar gözlemlendiğinde tanecik değil dalga özelliği gösterirler. Bütün atomların dış bölümü elektron tabakalarından oluşur ve her tabaka çekirdekten uzaklığına göre K, L, M, ... gibi harflerle adlandırılır. Elektronun negatif yükü 1,6.10^-19 coulomb büyüklüğündedir. Kütlesi ise 9,1.10^-31 kg veya 0,5MeV/c² olarak ifade edilir (bkz. MeVve ). Atom altı parçacıklar için açısal momentum olarak tanımlanabilecek spin olgusuna gelirsek, elektronun spini, 1/2 değerindedir. Bütün bu sıkıcı rakamlardan sonra, eektronların belirli enerji seviyelerinde bulunduğunu söylemeliyiz. Bunun yanında, foton salınımı veya emilimi yaparak farklı seviyeler arasında geçişlerde bulunabilirler. (Fotonlar, ışığın temel birimi olup, tüm elektromanyetik ışınların kalıbıdır.) Elektron, elementin kimyasal özelliklerini belirlemesinin yanı sıra atomun manyetik özellikleri üzerinde de oldukça etkilidir. Elektronların atom içerisindeki yerine bakacak olursak, atomun yapısını açıklayan ve bugün için kabul edilen son teori, Kuantum Atom Teorisi'dir. Kuantum Atom Teorisi'ne göre, atom modeli Bohr'un atom modelinden farklıdır. Bohr Atom Modeli'ne göre, atomun merkezindeki çekirdeğin etrafında elektronlar, çember şeklindeki yörüngelerde dolanmaktadırlar. Herbir çember yörünge, belli enerji seviyesine sahiptir. Yörüngeler arası elektronik geçişler, atomun renkli görünmesine neden olur. Ancak belli bir zaman sonra Bohr'un atom modelinin, birçok olguyu açıklayamadığından yetersizliği ortaya çıkmıştır. Kuantum Atom Modeli'ne göre ise atomun merkezinde bulunan çekirdeğin etrafındaki elektronlar, belli bölgelerde, yani orbitallerde bulunurlar. Belli enerji seviyelerine sahip orbitaller, atomu oluşturan küresel katmanlarda bulunur. Birkaç portakal kabuğunun, iç içe geçmiş haline benzer şekilde, küresel katmanlardaki orbitallerin belli şekilleri ve açıları (yönelmeleri) mevcuttur. Orbitallerin bulunduğu katmanların enerji seviyelerinin başkuantum sayısı belirler. (n) = 1,2,3,... gibi tam sayılarla ifade edilir. Orbitallerin şeklini ise "l" (küçük L harfi) yan kuantum sayıları belirler. l = 0(s), 1(p), 2(d),. .(n-1) e kadar değerler alır. Orbitallerin doğrultularını(açılarını) veren ml yan kuantum sayısı ml=-l...0...+l değerlerini alır. Elektronların spinini gösteren ms kuantum sayısı da +1/2 veya -1/2 değerlerini alabilir. Sayılar kafa karıştırmış olabilir; ama korkmayın, çözülmeyen sorular ve simgeler henüz çok uzakta. Öncelikle, (n) ile ifade edilen enerji seviyeleri, elektronun bulunduğu kabukları gösterir. 1,2,3,4,... gibi değerleri alır ve (+) değerli bir tamsayıdır. Bu değerler büyük harflerle gösterilir: n=1 K kabuğunu, n=2 L kabuğunu, n=3 M kabuğunu, n=4 N kabuğunu, vs. gibi. Harflerle veya başkuantum sayıları ile de yazılan bu kabukların alt kabuklara ayrılması ile alt kabuk kuantum sayıları, bunların da alt yörüngelere ayrılması ile orbital kuantum sayıları oluşur. En rafine haliyle (n), elektronun kabuğunu ve çekirdeğe olan ortalama uzaklığını belirlemektedir. l ise, elektronun alt kabuğu ve orbitalinin şeklini verir. Verilen bir alt kabuğun her orbitali, aynı enerjiye sahip bir yapıdadır. Alt kabuk kuantum sayısı, sıfırdan başlayarak kaç tane alt kabuk varsa baş kuantum sayısının bir eksiğine (n-1) kadar numaralanır. Şöyle ki, n-1 (K) tabakası için 1 tane alt kabuk vardır. 1=0 diye numaraladığımızda ancak 1=0 numaralı alt kabuk kuantum sayılı alt kabuk olduğunu görüyoruz. n=2 (L) tabakası için iki alt kabuğun kuantum numaraları 1=0 ve 1=1 olacaktır. n=3 (M) tabakası için, üç alt kabuk vardır ve bu üç alt kabuğun kuantum ayıları 1=0, 1=1 ve 1=2 olacaktır. Fakat bu sayılar olmadan, alt kabuk kuantum sayılarının gösterimini daha da sadeleştirmek için, küçük harflerle gösterilirler. Örneğin, 1=0 yerine s, 1=2 yerine p, 1=3 yerine f, 1=4 yerine g, vs. harfleri kullanılır. Bu harfler, sharp, principal, diffuse. fundamental, vs. gibi atomik spektrumlardaki çizimlere ait kelimelerin baş harfleridirler. (ml) ile orbitalin yönelmesi belirtilir. Magnetik kuantum sayısı diye de adlandırılan bu kuantum sayısı, her bir alt kabukta bulunan orbitalleri belirler. Her bir alt kabuktaki orbital adedi, o alt kabuğun kuantum numarasının iki katının bir fazlası yöntemi ile bulunur (2n+1). Çift yaratılması olayının tersi. Elektron ve karşıt elektron çarpışıyor ve foton salınıyor. Elektron hakkında fazlasıyla konuştuktan sonra, pozitrona geçebiliriz. Elbette ki elektronun karşıt parçacığı olan bu parçacık hakkında, elektron hakkında bildiklerimiz kadarını bilemiyoruz. Ancak yine de, anti parçacık kavramının ilk örneği olan pozitron, ilk olmasıyla bizlere bazı bilgileri, diğer anti parçacıklardan önce sunmuştur. Pozitronda yük pozitif olup, yükün şiddeti, kütlesi ve spini, elektronunkilerle aynıdır. 1928'de İngiliz fizikçi, Paul Dirac, Schrödinger denklemi üzerinde çalışırken elektronla aynı spinli, eşit kütleli fakat pozitif yüklü bir parçacığın da aynı denklemi sağlayacağı varsayımını ortaya attı. Bu varsayım, 1932 yılında Amerikalı deneysel fizikçi, Carl David Anderson tarafından gerçeklendi. Bu olayda yeterli enerjiye sahip bir foton, çekirdekle çarpıştığında, elektron ve pozitron ortaya çıkarıyordu. Buna, çift yaratılması denir. 2.Müon ve Karşı Müon Elektrondan tek farkı, kütlesinin biraz daha fazla olması olan müon, genellikle bozunmalarda kendini gösterir. Özellikle son zamanlarda Higgs bozonu ile ilgili gelişmelerde, atom altı düzeyde zayıf kuvvetle ilgili olan iki Z bozonunun elektrona ve müona bozunması sırasında alınan sinyallerin, Higgs bozonu'na işaret etmesi de burada manidardır. Güçlü kuvvet dışındaki diğer tüm temel kuvvetlerle etkileşir. Bunlar da bilindiği gibi, zayıf kuvvvet, elektromanyetik kuvvet ve kütleçekimidir. Özel bir mikrokoptan müon gölgesi. Karşı Müonun müondan tek farkı ise elektrik yüküdür. Karşı müon (+), müon (-) yüklüdür. Karşı müonun gözlemlenmesi, ancak kozmolojik düzeyde mümkündür. Buna rağmen, bazı parçacık hızlandırıcı laboratuvarlarında gözlemlendiği de bilinmektedir. 3.Tau ve Karşı Tau Karmaşık parçacıkların bozunma, dönüşüm veya yok edilme süreçleri sırasında veya sonrasında ortaya çıkan parçacıklar, taulardır. Elektrik yükleri ve görece büyük kütleleri sayesinde, kolayca gözlemlenebilir; fakat ortaya çıktıktan sonra büyük bir hızla veya kısa bir sürede, daha hafif leptonlara, nihayetinde elektrona dönüşürler. Dolayısıyla, etrafımızdaki görünür maddenin yapısında hiç yer almazlar. Tıpkı diğer leptonlardan olan müon gibi. Tau hakkındaki bilgilerimiz sınırlı olduğundan, henüz karşı tau hakkında da kesin bilgilere sahip değiliz. Ancak diğerlerinde olduğu gibi, burada da yükünün, taunun yükünün ters işaretlisi, yani (+) olduğunu biliyoruz. Taunun diğer temel parçacıklara bozunumunun diyagramı. Taular, tıpkı müonlar gibi, kütleçekimle, zayıf kuvvetle ve elektromanyetik kuvvetle etkileşirler. Zaten bu sebepten dolayı da, atmosferimizde çarpışmalar yaparak mikro düzeyde kara delikler oluşturdukları tahmin edilmektedir. 4.Nötrinolar 3 çeşit nötrino bulunduğuna, yazımızın başlarında değinmiştik. Bunları hatırlamak gerekirse: elektron nötrinosu, müon nötrinosu ve tau nötrinosu olarak tekrar edebiliriz. Çok küçük kütleleri ve olmayan elektrik yükleri ile ''kolaysa bizi yakalayın'' dercesine bilim insanlarına meydan okuyan parçacıklar, nötrinolar. Evrende her bir protona karşılık 700 milyon nötrino bulunsa da, gözlenmeleri için çok özel deney düzenekleri gerekiyor. Güneş’teki füzyon reaksiyonlarında rol alan nötrinoların, evrendeki madde/karşı-madde asimetrisinden de sorumlu olabileceği söyleniyor. Üç çeşit nötrinonun (elektron, müon ve tau nötrinoları) arasındaki çok ufak kütle farklarının, Büyük Patlama sırasında gerçekleşen atomaltı reaksiyonları etkileyeceği tartışılıyor. Bir nötron, bir elektrona ve bir protona bozunduğunda, (yani beta bozunumu sırasında) elektron ve protonun momentumları toplamı, başlangıçtaki nötronunkine eşit değildir. Bu yüzden, kayıp momentuma karşı gelecek başka bir parçacık olmalıdır: o parçacık da nötrinodur. Bu çıkarım, nötrinoyu fizik dünyasına kazandıran Avusturyalı fizikçi, Wolfgang Pauli'den gelmişti. Pauli, beta bozunmasında ortaya çıkan protonun ve pozitronun (elektronun karşı-parçacığı) yanında, yüksüz ve küçük kütleli bir parçacığın daha olması gerektiğini, 1930 yılında ileri sürmüştü. Hatta nötrinoyu tarif ettikten sonra şu ifadeleri kullandı: ''Öyle bir parçacığın var olduğunu ileri sürdüm ki; belki hiç keşfedilemeyecek!’'' Pauli, bu son cümlesi hariç, söylediklerinde haklı çıktı. Bu tezinden 26 yıl sonra, yani 1956 yılında, Clyde L. COWAN ve Frederick REİNES, nötrino-madde etkileşimlerini ilk kez gözlemledi ve böylece nötrinonun varlığı ispatlanmış oldu. Sonraki araştırmalar, doğada üç çeşit nötrino olduğunu gösterdi: elektron nötrino, müon nötrino ve tau nötrino. Nötrinonun keşfinden sonra yapılan çalışmalar, nötrinonun sırlarını çözerek mevcut kuramsal bilgilerin sınanmasına yönelikti. Özellikle Güneş'ten gelen nötrinolarla yapılan çalışmalar, nötrinonun diğer atomaltı parçacıklardan farklı bazı özelliklere sahip olabileceğini gösterdi. Güneş’teki nükleer füzyondan dolayı her hidrojen yanması sonucunda iki nötrino açığa çıkar. Adeta görünmez bir sağanak yağmur gibi saniyede trilyonlarca nötrino vücudumuza girer ve çıkar. Nötrinolar çok zayıf etkileştikleri için bu nötrino yağmurunun bize hiçbir zararı yoktur. Güneş’ten gelen bu kadar çok nötrinonun sayısını ölçmeye yönelik ilk çalışmalar Raymond Davis ve ekibi tarafından yapıldı. 1960’lı yıllarda başlayan bu çalışmalarda, Güneş’ten gelen nötrinoların sayısının tahmin edilenden daha az olduğu görüldü. Bu durum akla şu üç olasılığı getirdi: Ya bilim insanları yanlış ölçümler yapıyordu ya da yapılan kuramsal hesaplar yanlıştı. Son ihtimal ise nötrinonun Güneş’te oluştuktan sonra bilmediğimiz bir etkileşim yaparak farklılaşıyor olabileceğiydi. İhtimaller arasında yer alan, kuramsal hesapların yanlış olma olasılığı hayli düşüktü, çünkü mevcut modelin birçok öngörüsü doğrulanmış ve hayli başarılı sonuçlar elde edilmişti. Bilim insanlarının yanlış ölçümler yapma ihtimali ise tabii vardı. Fakat benzer ölçümler farklı teknikler kullanılarak birçok kez yapıldı ve elde edilen sonuçların hepsi aynı probleme işaret ediyordu, yani Güneş’ten gelen nötrinoların sadece %40’ı Dünya’ya ulaşabiliyordu. Solar nötrino problemi olarak literatüre geçen bu problemin çözümü içim kuramsal birtakım modeller üretildi. Bunlardan en ilgi çekici olanı İtalyan fizikçi, Bruno Pontecorvo tarafından 1957 yılında daha solar nötrino problemi bile bilinmezken ortaya atılmıştı. Pontecorvo, nötrinonun salınım yaparak karşı-nötrinoya (nötrinonun karşı parçacığı) dönüşebileceğini ileri sürdü. 1962 yılında ise Japon fizikçi Ziro Maki, nötrinonun başka bir nötrinoya, örneğin elektron nötrinonun müon nötrinoya veya tau nötrinoya salınım yaparak dönüşebileceği fikrini ortaya attı. Dolayısıyla nötrino salınım yapıyorsa, elektron nötrinonun bir kısmı doğduğu noktadan Dünya’ya gelene kadar metamorfoza uğrayıp başka bir nötrinoya dönüşüyor, bu farklılaşmadan dolayı elektron nötrino sayısında bir azalma meydana geliyor. Bu olayın doğruluğuna dair ilk ipucu 1998 yılında Süper Kamiokande deneyinde bulundu. Üstelik nötrinoların salınımda bulunduğu bizzat görülmüştü. Takip eden yıllarda yapılan deneyler de Süper Kamiokande’yi doğruladı. Bu gözlemlerin doğruluğundan emin olabilmenin tek yolu, nötrinonun salınım sonrası halinin fotoğrafının elde edilmesiyle mümkün olabilirdi. Örneğin, hızlandırıcılar kullanılarak oluşturulan müon nötrino, salınım yaparak, diyelim ki tau nötrinoya dönüştü; eğer tau nötrinoyu fotoğraflayabilirsek salınımın gerçekleştiğinden %100 emin olabiliriz. Bunu yapabilmek için kullanacağımız algılayıcılar hem müon nötrinoya hem de tau nötrinoya duyarlı olmalıdır. Böyle bir algılayıcı, İtalya’daki Gran Sasso yer altı laboratuvarı'nda kuruldu. OPERA (Oscillation Project with Emulsion tRacking Apparatus - Emülsiyon izleme Aparatı ile Salınım Projesi) adı verilen ve müon müon nötrinonun tau nötrinoya salınımını gözlemlemek için tasarlanan bu algılayıcının yapımında, 12 ülkeden yaklaşık 170 bilim insanı görev aldı. Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nden de bir ekibin de katıldığı bu projede, algılayıcının yapımı 2008 yılında tamamlandı. Deneyde kullanılan nötrino demeti ise Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi’nde (CERN) üteriliyor. CERN-SPS (Super Proton Synchrotron - Süper Proton Sinkrotronu) hızlandırıcısında, hızlandırılan protonların bir hedefe çarptırılması sonucu oluşan pion ve kaon gibi parçacıkların bozunumlarından müon nötrino açığa çıkmaktadır. Yüksüz olduğu için elektromanyetik etkileşim yapmayan nötrino, yörüngesinde herhangi bir sapma olmadan Alpler'i aşarak, İtalya’daki Gran Sasso laboratuvarı'na ulaşıyor. Nötrino, 732 km’lik bu yolculuğu 2,4 milisaniyede tamamlıyor. OPERA ekibi, algılayıcıya çarpan bu nötrinoların etkileşimlerini analiz etmek için 2 yıldır yoğun olarak çalışıyordu. Bu uğraş, ilk meyvesini 2010 yılında vermişti ve CERN’den yollanan trilyonlarca müon nötrinodan birinin, bu yolculuk esnasında tau nötrinoya dönüştüğü ilk kez doğrudan gözlemlenmişti. Nötrinolar, 732 km'lik bu yolculuğu, ışıktan 6 nanosaniye önce tamamlıyor gibi görünüyordu! OPERA'da yapılan deneylerden, geçtiğimiz yılın sonlarına doğru yükselen ışık hızını aşan parçacık seslerinin birer birer hayal kırıklığına dönüşmesi ise uzun sürmedi. Hız ölçümünde kullanılan atom saatleri ve GPS cihazları arasındaki bir senkronizasyon sorunundan dolayı, hesaplamalar da yanlışlanmak zorunda kalınmıştı. Kısacası, ışık hızı yine aşılamamış; büyük deha, Albert Einstein, kalesini yine usta bir komutan gibi savunmuştu!    

http://www.biyologlar.com/atom-alti-parcaciklar-bolum-2

Sivrisinekler ( Diptera )

Sinek, iki kanatlılar ya da çift kanatlılar (Diptera) denen böcek takımından eklembacaklıların ortak adıdır. İki kanatlılar takımında yer alan sinekler arasında sivrisinek, tatarcık, karasinek ve büvelek adıyla ön plana çıkarlar. Dünya genelinde 177 familyada toplanan 120 000 tür bulunur. Palearktikte 120 familya ve 29 579 tür, Türkiye’de ise 63 familya ve 1170’den fazla tür vardır Vücutları çok fazla kitin içermediği için yumuşaktırlar. Yapı bakımından İki kanatlılar takımı iki büyük gruba ayrılır: Nematocera (sivrisinekler) alt takımından iki kanatlıların vücudu zarif, ince yapılı, uzun üyeli ve çoğu diğer alt takımdan daha küçüktür. Brachycera (sinekler ya da karasinekler) alt takımından iki kanatlıların vücudu tıknaz, kuvvetli yapılı, kısa üyeli ve çoğu diğer alt takımdan daha büyüktür. Hepsi delici-emici ya da yalayıcı-emici ağız tipine sahiptir. Tam başkalaşımlı (holometabol) olduklarından larvaları ( "kurt ya da kurtçuk" ) hem görünüş hem de yaşam tarzı bakımından erginlerinden oldukça farklıdır. Sarı, kahverengi, yeşil ya da siyah renkler, yapı ve pigment renklerdir. Cyclorrhapha grubundan sinekler duyargalarının üst kısmında yarım daire şeklinde bir yarık taşımasıyla tanınırlar. Puptan çıkmaya hazırlanırken, bu yarıktan vücut sıvısıyla dolmuş bir kese dışarıya doğru şişirilerek pupun patlatılması sağlanır. Başkalaşımdan sonra bu kese tekrar başın içine çekilir ve yerinde sadece kavisli bir iz kalır. Taksonomide bu iz çok önemlidir. İki kanatlılar takımını diğer böcek takımlarından ayıran en önemli farkı yapı, arka kanatların değişime uğramasıyla oluşan ve denge görevi gören (halter) adlı ucu topuzlu yapıdır. Bu yapı ayrıca biraz farklı biçimde Strepsiptera takımında da bulunur. Görme Birçoğunda gözler büyüyerek başın büyük bir kısmını kaplamıştır. Gözlerin büyüklüğü ve yeri, familyaya ve eşeylere göre farklıdır. Dişilerin birleşik gözleri alında oldukça ayrı kalmasına karşın, erkeklerinde birbirine değer. Gözlerin yaygın rengi kırmızıdan koyu kahverengine kadar değişir ve bu renkler, bordo, koyu yeşil, kırmızı bantlarla bölünerek, göze çok güzel bir renklenme verirler. Mağaralarda yaşayanlarında gözler körelmiştir. Üçgen şeklinde dizilmiş üç nokta göz sadece ışığın algılanmasından sorumludur; fakat şekil göremezler. Karasineğin (Musca domestica) duyu organlarının en hayret verici ve göz kamaştırıcı olanı,karmaşık bir yapıya sahip olan gözleridir.Karasineğin başındaki altı göz, ortalama 400 bin ommatidden (gözcük) meydana gelen mükemmel bir görme sistemidir. Her bir gözcük ayrı bir noktayı gördüğünden, görüntü beyinde biraraya getirildikten sonra bir mânâ çıkartılır. Yani her gözcük bir gözün bütün özelliklerine sahiptir. Hatta bu özelliği sayesinde arkasını da görebilir. Küçük olduklarından ve 2 mm yakınındaki bir cismi net olarak görebildiğinden, ayrı bir merceğe ihtiyaç yoktur. Bu gözlerin bir üstünlüğü de görme hızından gelir. İnsan gözü saniyede 20 ilâ 50 açık- koyu renk değişimini farkedebilirken, karasinekte bu, saniyedeyaklaşık 200 defaya çıkar. Üreme Üzüm salkımı ya da saçak şeklinde olan yumurtalıklarında meydana gelen, uzun-oval, çok defa üzerinde yapılaşmalar olan yumurtalarını tek tek ya da topluca bırakırlar. Bazı sinekler, özellikle asalak olanlar, larva doğururlar (larvipar) ve dışarı çıkan larvalar hemen pup olur. Larvalar başkalaşım gösteren bütün böceklerde olduğu gibi, erginlerine hiç benzemezler. Kural olarak sinek larvalarının ("kurt ya da kurtçuk" ) gelişmesinde birbirlerinden deri değiştirme ile ayrılan 3-4 evre vardır. Pup evresi sivrisineklerde ve ilkel sineklerde mumya pup tipidir. Buna karşılık Cyclorrhapha grubundan sineklerde, puplar sondan bir önceki, yani üçüncü devrede meydana gelen bir pup derisi (puparium) içinde bulunur ve bu tipe çıngıraklı pup denir. SOLUNUM Trake sistemi erginlerde iyi gelişmiştir. Karasinek (Musca domestica), kanatlarını saniyede 200 defa çırparken, dinlenme esnasında harcadığı enerjinin yaklaşık 100 katı bir enerji harcar. Aktif uçuş, çok enerji gerektiren bir fiil ve ancak düzenli oksijen temini ile mümkün olabilir. Karın bölgesine dizilen düzinelerce açıklıktan (stigma) rahatlıkla nefes alıp verebilir. Bu gözeneklerden giren hava, daha küçük kanalcıklara ayrılan borularla hücrelere muntazaman iletilir. Sinek, bir yere konduğu zaman, karın kaslarını kasarak, içeriye hava pompalar. Uçma esnasında buna gerek duymaz. Çünkü, saniyede 200 defa çırpılan kanatlar, zaten kâfi miktarda hava girmesini sağlarlar. Böylece sinek, nefes alıp vermek için ayrı bir enerji sarf etmez. BESLENME Besin olarak sıvı maddeleri alırlar. Sıvının emilmesi, besin kanalının ön kısmında bulunan iki emme pompası ile gerçekleşir. Genellikle besinler yemek borusuna ince bir kanalla bağlı olan büyük hacimli kursakta depolanır. Saprofaj beslenmeden iç asalaklık (endoparazitizm)'a kadar bütün geçiş kademesini gösteren türleri vardır. UÇMA YETENEKLERİ Sinekler uçuş için yön tayini ve kontrolünde belirleyici rol oynayan organlarını büyük bir titizlikle son bir defa gözden geçirir. Sonra sanki uçuş takımlarının son kontrolünü yaparak uçuşa geçecek pilot gibi, ön tarafındaki denge organlarını (halter) ayarlar ve uçuş pozisyonunu alır. Son olarak, antenlerinin ucundaki alıcılar (reseptör) vasıtasıyla, rüzgârın şiddetine ve yönüne göre kalkış açı ve hızını ayarlar ve nihayet havalanır. Bu hazırlıklar çok çok kısa bir zamanda cereyan eder. Uçuşa geçer geçmez kısa sürede hızlanabilir ve giderek yaklaşık saatte 10 km gibi bir hıza erişir. Kısa antenli, iri gözlü, 6- 8 mm kadar boya sahip olan karasineğin (Musca domestica) ağzı küt uçlu hortuma benzer. Hortumun ucu süngerimsi bir yastık şeklinde olup, üzerinde ince kanalcıklar halinde birçok delik bulunur. Göğüs kısmının iki yanında yer alan ve bir bölümü vücudun içine gömülü olan bu kanatlar, sinirlerle bölünmüş, çok ince bir zardan meydana gelir. Bunlar birbirinden bağımsız da hareket edebilir. Ancak uçuş esnası hariç. Uçuş esnasında, tek kanatlı uçaklarda görüldüğü gibi, tek bir eksen üzerinde gidip gelirler. Bu kanatların hareketini sağlayan kaslar, sinek uçmaya başlar başlamaz kasılır, inişe geçtiğinde de gevşer. Uçuşa geçerken, sinirlerin denetimindeki bu kas ve kanat hareketleri, bir zaman sonra otomatik hale gelir. Karasinek kanatlarını son derece hızlı çırpar. Bu çırpış ona, uçuşta kararlılık sağlar. 1: labellum; 2: labium; 3: maxillar palp; 4: labrum; 5: subgenal area; 6: clypeus; 7: fronto-orbital area; 8: front-orbital kıllar; 9: external vertical kıl; 10: internal vertical kıl; 11: postocellar kıllar; 12: ocelli; 13: ocellar kıllar; 14: birleşik göz; 15: frontal ya da ptilinal sutur; 16: duyarga; 17: arista; 18: vibrissa

http://www.biyologlar.com/sivrisinekler-diptera-

Evrenin oluşumu

Bilindiği gibi enerjisini kendi üreten ve ışık kaynağı durumunda olan gök cisimlerine “yıldız”, bir yıldızın ışığı ile aydınlanan ve aldığı ışığı yansıtarak görünen gök cisimlerine “gezegen” denilmektedir. Buna göre, içinde bulunduğumuz güneş sisteminde, güneş yıldız; etrafındaki uydular gezegendirler. Güneş, evrende var olan sayısız galaksilerden “samanyolu” olarak bilinen galaksi içindeki yıldızlardan sadece biridir. Bugün için uyduları ile birlikte tanınan tek yıldız güneştir. Uyduları bulunan başka yıldızlar da var olmakla birlikte, bunlar hakkındaki bilgimiz çok sınırlıdır. Evrenin sonsuz büyüklüğe sahip ve değişmez olduğunu savunan Immanuel Kant (1724-1804) dan sonra, 1823 yılında, bir hekim olan Wilhelm Olbers (1758-1840) evrenin sonlu olması gerektiğini ileri sürdü. Bu düşüncenin savunması şu şekilde özetlenebilir. Yerden 10 ışık yılı uzaklığa erişen bir yarı çapın süpürdüğü hacım içinde 100 kadar yıldız bulunduğunu düşünürsek, bu yarı çapın 20 ışık yılı uzaklığa erişmesi durumunda; süpürdüğü hacım içinde kalan yıldız sayısı, hacim söz konusu olduğundan, uzaklığın küpü kadar artacaktır. Buna karşın, ışığın şiddetinin uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak azaldığı bilinen bir gerçektir. Uzayı sonsuz kabul ettiğimizde beklenen sonuç; yıldız sayısındaki artış ile ışık şiddetindeki azalma arasında, yıldız sayısı lehinde üstel sayılar cinsinden bulunacak fark nedeniyle uzayın daima aydınlık olması ve gecelerin yaşanmamasıdır. Halbuki, geceler yaşanan bir gerçek olduğuna göre, uzay sonludur. Bugünkü bilgilere göre yapılan hesaplar evrenin yarıçapının 13-25 milyar ışık yılı (1 ışık yılı = ışığın bir yılda katettiği mesafe) arasında olduğunu ortaya koymaktadır. Edwin Powell Hubble (1889-1953) samanyolu dışındaki yıldızları gelişmiş bir teleskopla gözleyerek, yaydıkları ışığın; spektrumun kırmızı bölgesinde bulunduğunu saptadı. dopler etkisi* nden yararlanarak yorumladığı bu olayı, yıldızın yaydığı ışığın dalga boyunun, yıldızın gözlendiği yere göre uzaklaşıyor olması nedeniyle uzadığı ve renginin kırmızıya kaydığı şeklinde açıkladı. Bu bulgulara dayanılarak ortaya konulan “big – bang” (büyük patlama) kuramına göre, günümüzden 13 milyar yıl önce, bütün evren çekim gücünün büyüklüğüne bağlı olarak belki yer kadar küçük bir kütleye sıkışmış halde idi. Bugün var olmayan yükseklikte bir sıcaklık derecesine ulaştığı tahmin edilen bu yoğun kütlenin öz kararlılığını yitirerek patladığı düşünülmektedir. Bu kurama göre, patlama öncesinde maddeyi meydana getiren nötronlar, patlamadan sonra kararlılıklarını kaybederek bozunmaya başladılar. Şzole olmuş bir nötronun normal koşullarda yarı ömrünün 12 dakika olduğu bilinmektedir. Evrensel kütlede meydana gelen genişlemeye bağlı olarak sıcaklık düşmeye başladı. Kozmolojik çalışmalara göre, patlamadan sonraki ilk saniyenin 1/100 inde evrenin sıcaklığı 100 milyar 0C dır. “Erken evre” olarak tanımlanan bu dönemde; (*)Galileo Galilei (1564-1642) den beri, hareket halindeki bir trende hareket yönünde yürüyen bir adamın hızı = trenin hızı + adamın hızı olduğu, aksi yönde yürüyen bir adamın hızının da trenin hızı – adamın hızı kadar olduğu bilinmektedir. Bu şekilde, bir yönde giderken etkinin kuvvetlenmesine; dolayısıyla hızının artmasına, etki bir dalga hareketi ise frekansının artarak dalga boyunun kısalmasına “dopler etkisi” adı verilmektedir. Dalga hareketine, yaklaşmakta olan bir trenin sesinin tiz ve kuvvetli, uzaklaşmakta olanın ise pes ve kuvvetsiz oluşu örnek olarak verilebilir. Durmakta olan bir trenin sesine göre, yaklaşan trenin sesi frekansı daha yüksek olduğu için kuvvetli; uzaklaşan trenin sesi frekansı daha düşük olduğu için kuvvetsizdir. elektron, pozitron, nötrino ve foton gibi temel taneciklerin, çok yüksek değerdeki enerji nedeniyle bir taraftan meydana gelirken diğer taraftan süratle yok oldukları düşünülmektedir. Yoğunluğu suyunkinden yaklaşık 4 milyar kat fazla olan “kozmik çorba” içinde proton ve nötronlar çok seyrekti ve çok fazla sıkışmış olan kütle içinde, yüksek basınç ve sıcaklık altında nötron ve protonlar arasında kalıcı birlikteliklerin oluşması olanaksızdı. Evrenin sıcaklığının, patlamadan sonraki ilk saniyenin 1/10 inde 30 milyar 0C; ilk saniyenin sonunda 10 milyar 0C ve 14 saniye sonunda 3 milyar 0C olduğu bildirilmektedir. Bu sıcaklık derecesi de elektron ve pozitronların meydana gelişlerinden daha fazla sayıda yok oldukları bir değerdir. Ancak, 3 dakika sonunda evrenin sıcaklığının 1 milyar 0C a kadar azaldığı tahmin edilmektedir ki; bu sıcaklık derecesinde, proton ve nötronların atom çekirdeklerini meydana getirmek üzere birleşmeleri mümkündür. Devam eden genişlemeye bağlı olarak, evrenin yoğunluğu ve sıcaklığı giderek azalmaya devam etmiştir. Birinci günün sonunda, sıcaklıkdaki azalmaya bağlı olarak elektronların çekirdeklerle bir araya gelmeleri sonunda evrendeki tüm madde hidrojen ve Helyum atomlarından ibaret olmuştur. Bu şekilde oluşan büyük gaz yığınları, daha sonra kendi çekim kuvvetlerine bağlı olarak, bugünkü yıldızları, gezegenleri, uyduları ve galaksileri meydana getirmek üzere sıkışmaya başlamışlardır. “Yıldız hipotezi”ne göre, hidrojen ve helyum dışındaki elementlerin oluşabilmesi için gerekli olan sıcaklık ve tepkime konsantrasyonuna ancak yıldızların ortasında erişilebilmiştir. Gerçekte, (+) yüklü çekirdeklerin aralarındaki itme kuvvetini aşarak; farklı bir çekirdek meydana getirmek üzere birleşebilmeleri için çok yüksek sıcaklıklar gerekmektedir. Örneğin, füzyon (atomların birleşmesi) bombasının patlatılabilmesi için gerekli olan sıcaklık, bir fisyon (atomun parçalanması) olayından sağlanabilmektedir. Bir gaz bulutunun yıldıza dönüşmesi sırasında gerçekleşen büyük çekim gücü ısı enerjisine dönüşür. Bu sıcaklık yeni oluşan yıldızın merkezinde bir nükleer yangına neden olacak kadar yüksektir. Bir yıldız içindeki çekirdeklerin çarpışabilmesi için, onlar arasındaki itme kuvvetini yenecek düzeyde büyük hızlara erişmeleri gerekir. Şki protonun çarpışabilmesi için gerekli olan hıza karşılık olan enerji 60 000 000 0C dır. Bir He atomu 4 H atomunun seri halde çarpışması sonunda meydana gelir. 4 H atomu ile 1 He atomu arasındaki kütle farkından dolayı, bu birleşme reaksiyonu sonunda büyük bir ısı açığa çıkar. İki Helyum çekirdeğinin çarpışmasından 8Be; bu nüklidin bir başka He atomuyla çarpışmasından 12C ve bunun bir başka He atomuyla girdiği reaksiyondan 16O meydana gelir. Sonuç olarak, Helyum yanmasından meydana gelen temel ürünler Karbon ve Oksijendir. Kırmızı bir dev yıldız, bir yakıt tipinin azalmasıyla soğur. Önceki reaksiyonlardan oluşan ve daha ağır olan yeni ürünlerin çekim gücü ve ürettikleri ısı daha büyük olmakla birlikte; Helyuma göre daha ağır olan elementler arasındaki nükleer reaksiyon için daha yüksek ısı gerekli olduğundan, yıldızda daha az ısı yayan bir nükleer reaksiyon öncekinin yerini alır. Böylece bir yıldızda Karbon yanmasını sırasıyla, Neon, Oksijen ve Silisyum yanmaları izler. Elementlerin bu şekildeki oluşumu 56Fe dan sonra durur. Çünkü, Demirden ağır olan elementlerin kütlesi onu meydana getirmek üzere birleşecek olan çekirdeklerin kütlelerinden büyüktür. Böylece, bundan sonraki elementlerin oluşumu enerji vermez, fakat enerjiye ihtiyaç gösterir. “Enerji duvarı” olarak tanımlanan 56Fe daki bu durum, güneşte bulunan elementlerin bolluk grafiğinde; atom ağırlıklarındaki artışa bağlı olarak görülen düzgün azalma içinde, Demirin neden beklenenden 1000 kat fazla bulunduğunu açıklar (Şekil 13). Nötronlar hızları ne kadar yavaş olursa olsun, herhangi bir çekirdekle reaksiyona girebilir. Bir yıldız içindeki nükleer reaksiyonlar sırasında oluşan nötronlar bir elektron ve bir protona bozunmaya fırsat bulamadan bir çekirdekle karşılaşarak reaksiyona girer. Bir başka deyişle yakalanır. Bu karşılaşmaların çoğu demir atomlarıyla olur. Bir demir atomu tekrar tekrar nötron yakalayabilir. Bu süreçde bir elementin oluşması için gerekli olandan fazla nötron yakalanmış ise, bazı nötronlar proton ve elektrona dönüştürülerek radyoaktif bozunma yoluyla uzaklaştırılarak, atom daha kararlı bir yapıya kavuşmaya çalışır. Bir nötronun protona dönüşmesiyle kobalt atomu meydana gelir. Kobalt atomu da doymuş hale gelinceye kadar nötron alabilir. Sonuçta, bir öncekine benzer bir nötron bozunmasıyla nikel atomu oluşur. Daha büyük çekirdek meydana getirme süreci, çekirdeğin parçalanacak büyüklüğe erişmesiyle son bulur. Nükleer fisyon olarak tanımlanan bu olay sonunda çekirdek daha küçük olan parçalanma ürünlerine ayrılır. Güneşin kalbindeki hidrojenin yaklaşık 3 milyar yıl sonra tükeneceği tahmin edilmektedir. Fakat, güneş bundan sonra da helyum yanması için gerekli olan sıcaklığı üretmeye yeterli olacak kadar büyük olduğundan, sürekli ve kullandığı helyum miktarıyla orantılı olarak yavaş yavaş çökecektir. Güneş gibi, çökme ve soğuması yavaş olan, sakin ölen küçük yıldızlar beyaz cüce olarak isimlendirilmektedir. Buna karşın, büyük yıldızlar büyük bir patlamayla paramparça olarak ölürler. Süper nova olarak isimlendirilen böyle bir patlama ile birlikte çok büyük bir ışıma meydana gelmektedir. Demirden ağır olan elementlerin meydana geliş şekilleri, süper novaların incelenmesiyle anlaşılmıştır.

http://www.biyologlar.com/evrenin-olusumu

Eşeyli Üreme (Seks), Evrimi Nasıl Yönlendiriyor?

Aşırı süslü özellikler ve sadece bir cinsiyette görülen ilginç davranışlar evrim kuramına aykırı mı? Mücadeleyi kazanan veya en güzel görünüşü sergileyen erkeklerin daha fazla eşi olacağı doğru mu? Erkekler arası rekabet ve dişilerin eş tercihi nasıl evrimleşti? Eşeyli üreme de nereden çıktı? Erkek ve dişinin farklı çiftleşme stratejileri. Neden hep dişi seçiyor? Dişi aslında neyi seçiyor ve nasıl seçiyor? Ne olacak bu erkeğin hali?! Okuyacağınız makale, Jerry A. Coyne’ın “Why evolution is true?” (Evrim neden doğru?) adlı kitabının (Oxford University Press, 2009) “How sex drives evolution?” adlı bölümünün çevirisidir. Arabaşlıkları biz koyduk. Bütün görüntüsüyle, vücudunun arkasında tam bir zaferle yelpaze gibi açılan üzerinde bir sürü gözbebeği bulunan parlak mavi-yeşil kuyruğuyla erkek bir tavus kuşundan daha göz kamaştırıcı çok az hayvan vardır doğada. Darwinizmi her yönden çiğniyormuş gibi görünür, onu güzel yapan bütün özellikleri aynı zamanda hayatta kalması açısından uyumsuzdur. O uzun kuyruk uçuş sırasında aerodinamik sorunlar yaratır, tavus kuşunun uçabilmek uğruna verdiği mücadeleye tanık olanlar bunu bilir. Bu, kuşların geceleri ağaçlardaki tüneklerine çıkmalarını ve yırtıcılardan kaçmalarını zorlaştırır; özellikle de nemli bir kuyruğun sürüklenmek zorunda kaldığı muson yağmurları sırasında. Parıldayan renkler de, özellikle kısa kuyruklu ve ölü yeşilimsi bir kahverengi ile kendilerini kamufle eden dişilerle karşılaştırıldığında yırtıcıları kendisine daha fazla çeker. Ve çok fazla metabolik enerji her yıl yeniden büyümesi gereken bu kuyruğa harcanır. Darwin’i şaşırtan görüntü ve davranışlar Tavus kuşunun tüyleri sadece amaçsız görünmekle kalmaz, aynı zamanda bir engeldir. Bu nasıl bir adaptasyon olabilir? Ve bu tüylere sahip bireyler daha fazla gen aktarabiliyorsa, tahmin edileceği gibi giysi doğal seçilimle evriliyorsa, neden dişiler de aynı şekilde göz kamaştırıcı olmuyor? Darwin, 1860’da Amerikalı bir biyolog olan Asa Gray’e yazdığı bir mektubunda bu sorulardan yakınıyordu: “Gözle ilgili düşüncenin beni dondurduğu anı hatırlarım, fakat bu şikâyet halinin üstesinden geldim ve şimdi yapıya dair önemsiz şeyler beni rahatsız hissettiriyor. Tavus kuşunun kuyruğundaki bir tüyün manzarası ise her ona baktığımda beni hasta ediyor!” Tavus kuşunun kuyruğu gibi muammalar çoktur. Soyu tükenmiş İrlanda elkini ele alalım (aslında ne İrlandalı ne de elk olduğu için bir isim hatası. Bu zamana kadar tanımlanmış en büyük geyiktir ve Avrasya civarında yaşamıştır). Bu türün erkekleri sadece on bin yıl kadar önce yok olmuş ve bir uçtan diğer uca 12 fitten (1 fit yaklaşık 0,3 m, 12 fit = 3,6 m) geniş olan büyük bir çift boynuzun sahibidir! Birlikte 90 pound (1 pound yaklaşık 453,6 gram, 90 pound = 40,8 kg) ağırlığında olan bu boynuzlar önemsiz 5 pound ağırlığındaki bir kafatasının üzerinde durur. Neden olacağı gerilimi bir düşünün. Bütün gün kafanızın üstünde genç bir insanı taşıyarak yürümek gibidir. Ve tavus kuşunun kuyruğu gibi bu boynuzlar da her yıl oyuklarından yeniden doğmak zorundadır. Aşırı süslü özelliklerin yanında, sadece bir cinsiyette görülen ilginç davranışlar da vardır. Orta Amerika’nın erkek tungara kurbağaları şişirebildikleri ses keselerini her gece uzun bir serenat yapmak için kullanır. Bu şarkılar dişilerin dikkatini çeker; fakat şarkı söylemeyen dişilerdense söyleyen erkeklerle beslenen yarasa ve kan emici sineklerin de dikkatini çeker. Avustralya’da erkek çardak kuşları çubuklardan, türüne göre tüneller, mantarlar veya tentelere benzeyen büyük ve biçimsiz “çardaklar” inşa eder. Bunlar dekoratif şeylerle süslenmiştir: çiçekler, yılan kabukları, kabuksuz meyveler, tohum zarfları ve eğer insanlara yakınsa teneke kutular, cam parçaları ve folyo ile. Bu çardakların yapılması saatler hatta bazen günler alır (bazıları enine 10 fit, uzunluğuna 5 fit boyutlarında olabilir), fakat yine de yuva olarak kullanılmazlar. Neden erkekler bütün bu zorluklara katlanır? Eşeysel dimorfizm Biz Darwin gibi, bu özelliklerin hayatta kalma olasılığını azalttığını sadece tahmin etmek zorunda değiliz. Dönemimizdeki bilim insanları bunların nelere mal olabileceğini göstermiştir. Kırmızı gerdanlı çardak kuşu erkeği parlak siyahtır, derin bir boyun ve kafa yaması ile gösteriş yapar ve gayet uzun kuyruk tüyleriyle yüklüdür, bu tüyler neredeyse boyunun iki katı uzunluğundadır. Erkek çardak kuşunu arkasında çırpınan kuyruğuyla havada mücadele ederek uçarken gören biri bu kuyruğun ne işe yaradığını anlamakta zorlanır. İsveç Göteborg Üniversitesi’nden Sarah Pryke ve Steffan Andersson Güney Afrika’da bir grup erkek yakaladılar ve birinci grubun kuyruklarını bir inç kadar ikinci grubun ise dört inç kadar kısalttılar. Üreme mevsiminden sonra yeniden yakaladıklarında, kısa kuyruklu olanlara oranla uzun kuyruklu erkeklerin daha fazla kilo kaybetmiş olduğunu gördüler. Açıkçası, bu uzamış kuyruklar büyük handikaptır. Canlı renkler de öyledir ve bu da gerdanlıklı kertenkelelerde yapılan daha zekice bir deneyle gösterilmiştir. Amerika’nın batısında yaşayan bir fit uzunluğundaki bu kertenkelenin erkek ve dişileri birbirinden çok farklı görünür. Erkek turkuaz renkli vücudu, sarı kafası, siyah boyun halkası ve siyah-beyaz benekleri ile gösteriş yapar; dişilerin rengi ise gri-kahverengi arasıdır ve az beneklidirler. Oklahoma Devlet Üniversitesi’nden Jerry Husak ve arkadaşları, erkeklerin parlak renginin yırtıcıları daha çok çektiği hipotezini sınamak için çöle erkek ve dişi kertenkelelere benzeyen boyanmış kilden modeller yerleştirdiler. Yumuşak kil bu modelleri gerçek hayvanlarla karıştıran herhangi bir yırtıcının bıraktığı ısırık izlerini saklıyordu. Sadece bir hafta sonra kırk parlak erkek modelden otuz beşinde çoğunlukla yılan ve kuş ısırıkları görüldü; kırk ölü renkli dişi modelden ise hiçbiri ısırılmamıştı. Bir türün erkek ve dişileri arasında görülen bu farklı özellikler, örneğin kuyruk, renk ve şarkı, “eşeysel dimorfizm” olarak adlandırılır, bu terim Yunanca “iki form” anlamına gelir. Biyologlar, erkeklerin eşeysel dimorfik özelliklerinin, zamanı ve enerjiyi boşa harcadığı ve hayatta kalma oranını düşürdüğü için evrim teorisini ihlal ettiğini gösterdiler. Renkli erkek lepistesler, daha sade olan dişilerden daha sıklıkla yem olmaktadır. Bir Akdeniz kuşu olan siyah kuyrukkakan erkeği, iki haftadan fazla bir süre çakılların arasında kendi ağırlığının elli kat fazlasını biriktirerek farklı bölgelerde büyük taş yığınları kurar. Çalı tavuğu erkeği, çayırda kabarıp sönerek ve iki büyük ses kesesinden yüksek sesler çıkartarak süslü görüntüler sergiler. (1) Bu muziplikler bir kuş için büyük enerji tüketimi anlamına gelir: bir günlük görüntü, kalori açısından bir muz dilimine denk enerji yakar. Eğer bu özellikler için seçilim söz konusuysa -karmaşıklıkları göz önünde bulundurulduğunda olmalıdır da- bunun nasıl gerçekleştiğini açıklamamız gerekir. Darwin’in anahtarı: eşeysel seçilim Darwin’den önce eşeysel dimorfizm bir sırdı. Bugün de olduğu gibi yaratılışçılar, doğaüstü bir tasarımcının, hayatta kalmayı tehlikeye sokan bu vasıfları neden sadece bir cinsiyette yarattığını açıklayamıyorlardı. Doğanın çeşitliliğini en güzel şekilde açıklayan Darwin de bu yararsız özelliklerin nasıl evrildiğini anlayamamaktan dolayı kaygılıydı. Sonunda bunun açıklanması için gerekli anahtarı keşfetti: Eğer bir türün erkekleri ile dişileri arasında özellik farkları varsa, ayrıntılı davranışlar, yapılar ve süsler neredeyse sadece erkeklerle sınırlıdır. Artık bu masraflı özelliklerin nasıl evrildiğini tahmin edebilirsiniz. Seçilimin değerinin gerçek anlamda hayatta kalma olmadığını, başarılı üreme olduğunu hatırlayın. Süslü bir kuyruk ve baştan çıkarıcı bir şarkı hayatta kalmanıza yardım etmez, fakat döl bırakabilme şansınızı artırır, bu da söz konusu göz alıcı özelliklerin ve davranışların ortaya çıkmasına neden olan şeydir. Darwin bu takasın ilk farkına varan kişidir ve eşeysel dimorfik vasıflardan sorumlu seçilim türüne eşeysel seçilim adını vermiştir. Eşeysel seçilim, basitçe, bir bireyin eş bulması olasılığını artıran seçilimdir. Yani doğal seçilimin bir alt kümesidir, fakat çalıştığı biricik yol açısından ve ürettiği uyumlu olmayan adaptasyonlardan dolayı kendine has bir bölümde anlatılması gerekir. Eşeysel olarak seçilmiş özellikler, erkeğin azalan yaşama şansını üremesinde bir artış ile dengelemekten fazlasını yapıyorsa evrim geçirir. Whydah ispinozları uzun kuyruklarıyla yırtıcılardan çok iyi kaçamazlar, fakat dişileri eş olarak uzun kuyruklu olanları tercih eder. Daha uzun boynuzlu geyikler hayatta kalmak için metabolik bir sorumlulukla savaşırlar, fakat belki de karşılaşmaları sıklıkla kazanmaları daha fazla döl bırakabilmelerini sağlar. Eşeyli seçilim iki şekilde olur. Birincisi, dev boynuzlu İrlanda elkleri örneğinde görüldüğü gibi, dişilere giden yolda erkekler arasında doğrudan rekabettir. Whydah ispinozlarının uzun kuyruğunun türemesine neden olan diğeri ise, olası erkekler arasında seçim yaparken görülen dişi titizliğidir. Erkek erkeğe rekabet (veya Darwin’in hırçın terminolojisinde “Mücadele Yasası”) anlaması en kolay olanıdır. Darwin’in söylediği gibi “neredeyse bütün hayvanların erkekleri arasında dişinin mülkiyeti için bir mücadele vardır.” Bir türün erkekleri doğrudan savaştığında, geyiğin boynuz çarpıştırması, geyik böceğinin boynuzunu saplaması, sap gözlü sineğin kafasını toslaması veya iri fil ayıbalığının kanlı savaşlarında olduğu gibi, rakiplerini defederek dişilerine kavuşurlar. Seçilim, hayatta kalma oranını düşürmeyi dengelemekten daha büyük oranda eş bulma şansını artıran bu gibi zaferleri sağlayan özellikleri destekler. Canlı renkler, süsler, çardaklar ve çiftleşme görüntüleri ise ikinci eşeysel seçilim türüyle yani eş tercihiyle şekillenir. Öyle görünüyor ki, dişilerin gözünde bütün erkekler aynı değildir. Bazı erkek özelliklerini ve davranışlarını diğerlerinden daha etkileyici bulurlar, bu sayede popülasyonda bu özellikleri üreten genler birikir. Bu senaryoda erkekler arası bir rekabet elemanı da vardır, fakat bu dolaylıdır: kazanan erkekler en yüksek sese, en parlak renklere, en cazip feromonlara, en seksi görünüşlere ve daha birçok şeye sahiptir. Erkek-erkeğe rekabetin tersine burada kazanan, dişi tarafından belirlenir. Erkekler arasında doğrudan rekabet Mücadeleyi kazanan, çok süslü olan veya en güzel görünüşü sergileyen erkeklerin daha fazla eşi olacağı doğru mudur? Eğer öyle değilse eşeysel seçilim teorisi hepten çöker. Aslında kanıtlar hem güçlü hem tutarlı bir şekilde teoriyi destekler. Mücadelelerle başlayalım. Kuzey Amerika’nın Pasifik kıyısındaki kuzeyli fil ayıbalığı, boyutları açısından sıra dışı bir eşeysel dimorfizm gösterir. Dişiler yaklaşık 10 fit uzunluğunda ve 1500 pound ağırlığındayken erkeklerin uzunluğu neredeyse iki katıdır ve ağırlıkları da 6000 pounda kadar varabilir ki bu bir Volkswagen’den büyük ve iki katından daha ağır demektir. Bunlar poligamiktir de, yani çiftleşme dönemi boyunca erkekler birden fazla dişi ile eşleşir. Erkeklerin yaklaşık üçte biri eşleştikleri dişilerden oluşan haremlerini savunurlar (bir erkeğin 100 kadar eşi olabilir!), geri kalan erkekler ise bekârlıktan yana kara talihlerini yaşar. Çiftleşme piyangosunun kime vuracağı dişiler daha sahile çıkmadan önce erkekler arasındaki vahşi savaşla belirlenir. Bu savaşlar kocaman vücutlarını birbirine vuran büyük boğalarınki gibi kanlı olur, dişleriyle derin boyun yaraları açarlar ve en büyük erkeklerin en üste yerleştiği bir baskınlık hiyerarşisi ortaya çıkar. Dişiler vardığında baskın erkekler onları haremlerine doğru sürükler ve yaklaşan rakiplerini kovar. Verili bir yıl içerisinde çoğu bebek sadece birkaç büyük erkek tarafından yapılmış olur. Bu, erkeklerin rekabetidir; saf ve basit, ödül de üremedir. Bu çiftleşme sistemi ele alındığında eşeysel seçilimin büyük ve cani erkeklerin evrimini teşvik ettiğini görmek kolaydır: büyük erkekler genlerini yeni jenerasyona aktarabilir, küçükler yapamaz (dövüşmek zorunda olmayan dişiler, tahminen optimum üreme ağırlıklarına yakındır). Vücut büyüklüğündeki eşeysel dimorfizm, biz de dahil birçok türde erkeklerin dişilere ulaşmak için giriştiği rekabetten kaynaklanıyor olabilir. Erkek kuşlar çoğunlukla, sahip oldukları arazi üzerinde şiddetle rekabet ederler. Birçok türde, erkekler dişilerini sadece, yuva yapmak için uygun, güzel yeşillikleri olan bir toprak parçasını kontrol altında tutarak etkiler. Erkekler bu parçaya sahip olduklarında, görsel ve ses öğeleriyle veya alanlarına tecavüz eden erkeklere doğrudan saldırarak onu savunurlar. Bize zevk veren kuş şarkılarının pek çoğu aslında diğer erkeklere uzak durmalarını söyleyen tehditlerdir. Kuzey Amerika’nın kırmızı kanatlı karatavuğu genellikle açık habitatlardaki tatlı su bataklığı gibi bölgeleri savunur. Fil ayıbalıkları gibi bunlar da poligamiktir, bazı erkekler kendi bölgelerinde barınan neredeyse elli kadar dişiyle eşleşebilir. Diğer pek çok erkek ise “oltacı” diye adlandırılır ve eşleşmeden yaşarlar. Oltacılar ele geçirilmiş bölgelerdeki erkekleri oyalayıp uzak tutarak dişilerle sinsice eşleşmek için sürekli buraları işgal etmeye çalışırlar. Erkekler zamanlarının dörtte birini tetikte durup kendi bölgelerini korumaya çalışmakla geçirirler. Kırmızı kanat erkekleri doğrudan devriye gezmenin yanı sıra karmaşık şarkılar söyleyerek ve omuzlarında parlak kırmızı bir apoletle soylarına has süslerini tehdit gösterisine çevirerek savunma yaparlar (Dişiler kahverengidir, bazen küçük iz gibi bir apoletleri olur). Apoletler dişileri etkilemek için değildir, gerçekte bölgeyi ele geçirmek için düelloya gelen diğer erkekleri tehdit etmek için kullanılır. Araştırmacılar, siyaha boyayarak apoletlerini yok ettikleri erkeklerin yüzde 70 oranında bölgelerini kaybettiğini gördüler; fakat apoletleri şeffaf bir çözücü ile boyanan erkeklerin sadece yüzde 10’u kaybetmişti. Apoletler belki de zorla girenleri uzak tutmak için, o bölgede yaşandığını gösteren bir işarettir. Şarkı da önemlidir. Şarkı söyleme yeteneğini geçici olarak kaybetmiş, susturulmuş erkekler de bölgelerini kaybediyordu. Kısacası karatavuklarda şarkı ve tüyler bir erkeğin daha fazla eş edinmesine yardımcı olur. Yukarıda anlatılan çalışmalarda ve diğer başka birçok çalışmada araştırmacılar, daha ayrıntılı özelliklere sahip erkeklerin dölde daha büyük bir netice elde etmesinde, eşeyli seçilimin rol oynadığını gösterdiler. Bu sonuç basit görünmektedir, fakat meraklı biyologların yüzlerce saatlik sabırlı saha çalışmaları sonucunda ortaya çıkmıştır. Parıltılı bir laboratuarda DNA’nın dizi analizini yapmak daha ihtişamlı görünebilir ama bir bilim insanının seçilimin doğada nasıl işlediğini göstermesinin tek yolu sahada kirlenmekten geçer. Çiftleşme sonrası rekabet örnekleri Eşeysel seçilim sadece eşeye etkimekle bitmez: erkekler çiftleşmeden sonra da rekabete devam eder. Birçok türde dişiler kısa bir süre içerisinde birden fazla erkekle çiftleşebilir. Bir erkek bir dişiyi dölledikten sonra, aynı dişiyi diğer erkeklerin döllemesini ve babalık hakkını elinden almasını nasıl engelleyebilir? Bu çiftleşme sonrası rekabet eşeysel seçilim tarafından inşa edilmiş en merak uyandırıcı özelliklerden bazılarını ortaya çıkarmıştır. Bazen erkek çiftleşmeden sonra etrafta başıboş gezer, dişisini bu şekilde diğer taliplerden korur. Birbirine yapışmış bir çift yusufçuk görürseniz bilin ki erkek dişiyi dölledikten sonra fiziksel olarak diğer erkeklere kapatarak korumaya alıyordur. Bir Orta Amerika kırkayağı en olağanüstü şekilde eşini korumaya geçer: bir dişiyi dölledikten sonra, onu birkaç gün boyunca taşır ve bu şekilde yumurtalarına herhangi bir rakibin sahip çıkmasını engeller. Bazen bu engelleme kimyasallar yoluyla yapılır. Bazı yılanların ve kemirgenlerin menisi çiftleşmeden sonra dişinin üreme yolunu geçici olarak tıkayan kimyasallar içerir, yani diğer erkeklere karşı barikat kurar. Benim de çalıştığım sirke sineği grubunda ise erkek dişiye bir anti-afrodizyak enjekte eder, semenindeki bu kimyasal birkaç gün boyunca dişiyi yeniden çiftleşmeye isteksiz hale getirir. Erkekler babalıklarını korumak için çok çeşitli savunma silahları kullanırlar. Fakat çok daha sinsi de olabilirler, birçoğu ilk çiftleşen erkeğin spermlerinden kurtulabilecek ve yerine kendilerininkini koyabilecek hücum silahı taşır. Bunlar arasında en zekice araçlardan biri bazı kızböceklerinin “penis kepçesi”dir. Erkek önceden çiftleşmiş bir dişiyle çiftleştiğinde, penisi üzerinde arka tarafa bakan iğnelerini kullanarak daha önceden çiftleşen erkeğin spermlerini dışarı atar. Ancak dişi spermlerden arındırıldıktan sonra kendi spermlerinin transferine başlar. Drosophila’da (Drosophila melanogaster sirke sineğinin tür ismidir), kendi laboratuarımda erkek menisinin daha önceden çiftleşen erkeğin spermlerini pasifleştiren bir madde bulduk. Dişilerin eş tercihi Eşeysel seçilimin ikinci formu olan eş tercihine gelelim. Erkek-erkeğe rekabetle karşılaştırıldığında bu sürecin nasıl işlediğine dair çok daha az bilgimiz var. Çünkü boynuzların ve diğer silahların önemi, renkler, tüyler ve görünüşün öneminden çok daha açıktır. Eş tercihinin nasıl evrimleştiğini ortaya çıkarmak için Darwin’i bu kadar sinirlendiren belalı tavus kuşu kuyruğuyla başlayalım. Tavus kuşundaki eş tercihi üzerine çalışmaların çoğu, İngiltere Bedfordshire’daki Whipsnade Parkı’nda serbest-değişen bir popülasyonu çalışan Marion Petrie ve arkadaşları tarafından gerçekleştirildi. Bu türün erkekleri toplu halde görünebilecekleri ve bu sayede dişiye karşılaştırma olanağı sağlayan bölgelerde, leklerde (Lek, erkek hayvanların kur yapmak ve kendisini göstermek için toplanması hali) toplanır. Bütün erkekler leklere katılmaz, ancak bir dişi kazanabilecek olanlar katılır. On tane kur yapan erkek üzerinde yapılan gözlemsel bir çalışmada erkeklerin kuyruk tüylerindeki göz beneği sayıları ve başarılı oldukları çiftleşme sayıları arasında bir bağıntı bulundu: 160 göz beneği olan en ayrıntılı erkek, bütün eşleşmelerin yüzde 36’sını topladı. Bu, dişilerin daha ayrıntılı kuyrukları tercih ettiğini tahmin ettirir, fakat kanıtlamaz. Erkeğin kur yapmasında bazı diğer yönlerinin de –örneğin görünüşündeki zindelik- dişi tarafından seçiliyor olması muhtemeldir ve bu, tüylerle bağıntılı görünmektedir. Bunu hariç tutmak gerekirse, bazı deneysel düzenlemeler yapılabilir: tavus kuşunun kuyruğundaki benek sayısını değiştirin ve bunun eş bulma yeteneğini etkileyip etkilemediğine bakın. Dikkate değer bu tip bir deney Darwin’in rakibi Alfred Russel Wallace tarafından 1869’da düzenlendi. Bu iki bilim adamı birçok konuda, özellikle de doğal seçilimde birbirini onaylamış olsa da konu eşeysel seçilime geldiğinde ayrıştılar. Erkek-erkeğe rekabet iki adam için de sorun değildi, fakat Wallace dişi tercihi olasılığını uygun görmüyordu. Yine de bu konuda açık ufuklu davrandı ve bunun nasıl deneneceğini önerirken kendi zamanının ötesine geçti: “Süslü olanın kendisi tarafından oynanması gereken bölüm çok küçüktür, hatta süslünün az da olsa üstünlüğünün genellikle eşin tercihini belirleyeceği kanıtlansa bile. Nitekim kanıtlanmadı. Yine de bu, deneye imkân veren bir sorundur ve ben de bazı Zooloji Toplulukları veya araca sahip herhangi bir insanın bu çalışmaları denemesini öneririm. Her biri dişi kuşlara erişebildiği bilinen, aynı yaşta bir düzine erkek kuş seçilmelidir, örneğin evcil kümes hayvanları, yaygın sülünler veya altın sülünler. Bunların yarısının bir veya iki kuyruk tüyü kesilmeli veya boyun tüyleri doğadaki çeşitliliği taklit eden bir fark oluşturmaya yetecek fakat kuşu biçimsizleştirmeyecek şekilde biraz kısaltılmalıdır ve sonra dişi kuşların bu eksikliği fark edip etmediği ve daha az süslü erkekleri eşit bir şekilde reddedip etmedikleri gözlemlenmeli. Bu deneyler, dikkatlice planlanır ve birkaç sezon için mantıklı bir şekilde çeşitlendirilirse, bu ilgi çekici soruya dair en değerli açıklamaları sağlayacaktır.” Aslında bir yüzyıl sonrasına kadar bu tip deneyler yapılmadı. Fakat şimdi sonuçları elimizde ve buna göre dişi tercihi yaygın. Bir deneylerinde Marion Petrie ve Tim Halliday, bir grup tavus kuşundaki her erkeğin kuyruğundan yirmi göz bebeğini kestiler ve yakalanan fakat tüyleri kesilmeyen bir kontrol grubuyla çiftleşme başarılarını karşılaştırdılar. Tabii sonraki üreme mevsiminde süsleri alınmış erkeklerin her biri kontrol erkeklerinden ortalama 2,5 daha az çiftleşme gerçekleştirebildi. Bu deney, dişilerin süsleri azaltılmamış erkekleri tercih ettiğini gösterir. Fakat ideal olan, deneyin bir de tersinden tekrarlanmasıdır: kuyrukları daha ayrıntılı hale getirin ve bunun çiftleşme başarısını artırıp artırmadığına bakın. Böyle bir deneyi tavus kuşlarında yapmak zor olsa da, İsveçli biyolog Malte Andersson tarafından Afrika’da yerel uzun kuyruklu Whydah ispinozları üzerinde denendi. Bu eşeysel dimorfik türlerde erkeklerin kuyruğu yaklaşık 20 inç (1 inç yaklaşık 2,5 cm, 20 inç = 50 cm), dişilerin ise 3 inç uzunluğundadır. Andersson uzun erkek kuyruklarının bir parçasını alıp bunları normal kuyruklara yapıştırarak aşırı derecede kısa kuyruklu (6 inç), normal “kontrol” kuyruklu (bir parça kesilmiş ve sonra geri yapıştırılmıştır) ve uzun kuyruklu (30 inç) erkekler üretti. Tahmin edileceği gibi, kısa kuyruklu erkekler normallerle karşılaştırıldığında bölgesinde barınan daha az dişiyi elde edebilmiştir. Fakat suni bir şekilde kuyrukları uzatılmış olan erkekler çiftleşmede çok büyük bir artış elde etmiş, neredeyse normal erkeklerin iki katı kadar dişiyi etkilemişlerdir. Buradan bir soru ortaya çıkar. Eğer 30 inç uzunluğunda kuyruğu olan erkekler daha fazla dişi tarafından tercih ediliyorsa, neden Whydah ispinozları ilk başta bu uzunlukta bir kuyruğa evrilmedi. Cevabı bilmiyoruz, fakat bu uzunlukta kuyruğun eş bulma yeteneğini artırmasından daha büyük oranda ömrü kısaltıyor olması muhtemeldir. Yirmi inç belki de ömrü boyunca verebileceği ortalama üreme sayısının en yüksek olduğu uzunluktur. Peki, erkek çalı tavukları yeşilliklerdeki çetin maskaralıklarından ne kazanıyor? Burada da yanıt: eş. Tavus kuşları gibi, erkek çalı tavuğu da denetlemeye çıkmış dişilere toplu halde göründükleri lekler yapar. Sadece günde 800 kere “kasılarak yürüyen” en kuvvetli erkeğin dişileri kazanabildiği gösterilmiştir; geri kalan çoğunluk ise çiftleşemeden yürümeye devam eder. Eşeysel seçilim diğer yandan çardak kuşlarının mimari başarılarını da açıklar. Türden türe değişen çardak dekorasyonlarının pek çok çeşidinin çiftleşme başarısıyla bağlantılı olduğu birçok çalışmada gösterilmiştir. Örneğin saten çardak kuşları çardaklarına daha fazla mavi tüy koyduklarında daha fazla çiftleşebilir. Benekli çardak kuşlarında en büyük başarı yeşil solanum meyveleri (yabani domatesle akraba bir tür) gösterildiğinde elde edilmektedir. Cambridge Üniversitesi’nden Joah Madden benekli çardak kuşlarının çardaklarından dekorasyonları çaldı ve erkeklere altmış objelik bir seçenek sundu. Tabii bunlar çardaklarını yine en çok solanum meyveleri ile dekore ettiler, bu meyveleri çardağın göze çarpan yerlerine koydular. Kuşlar üzerine eğiliyorum çünkü biyologlar eşey tercihinin en kolay bu grupta çalışılabildiğini görmüşler. Kuşlar gün içerisinde aktiftir ve gözlemlenmesi kolaydır, fakat diğer hayvanlarda eşey tercihinin çalışıldığı pek çok örnek de vardır. Dişi tungara kurbağaları en karmaşık sesleri çıkaran erkeklerle çiftleşmeyi tercih eder. Dişi lepistesler daha uzun kuyruğu ve daha renkli benekleri olan erkekleri sever. Dişi örümcekler ve balıklar genellikle daha büyük olan erkeği seçer. Malte Andersson Eşeysel Seçilim adlı kapsamlı kitabında, 186 türde 232 deneyin erkek özelliklerinin büyük bir kısmının çiftleşme başarısıyla bağlantılı olduğunu ve bu deneylerin büyük çoğunluğunun dişi tercihi gösterdiğini anlatmaktadır. Kısacası dişi tercihinin birçok eşeysel dimorfizmin evrimini yönlendirdiğinden şüphemiz yok. Yani Darwin haklıydı. Fakat biz iki önemli soruyu atladık: erkekler kur yapmak veya onlar için savaşmak zorundayken neden dişiler seçme işlemini yapmak zorunda kalıyor? Ve neden her zaman dişiler seçiyor? Bu sorulara yanıt verebilmek için organizmaların neden eşeyli olmayı benimsediklerini anlamamız gerekir. Neden eşeyli üreme? Eşeyin neden evrimleştiği evrimde hâlâ en muammalı sorudur. Genlerinin sadece yarısına sahip yumurta veya spermler oluşturarak eşeyli üreyen herhangi bir birey eşeysiz üreyen diğer bir bireye göre yeni jenerasyona yüzde 50 oranında genetik harcama yapar. Şu şekilde düşünelim. İnsanlarda, normal formu eşeyli üremeye yarayan, mutant formu ise dişilerin döllenme gerekmeden yumurta üretmesini sağlayan partenogenez ile üremesine yardımcı olan bir gen hayal edin (Bazı hayvanlar gerçekten bu şekilde ürer: yaprak bitleri, balık ve kertenkelelerde görülmektedir). İlk mutant kadının sadece kızları olacaktır ve bu kızlar da kendi kendilerine başka kızlar doğurabilecektir. Mutant olmayanlarda ise eşeyli üreyen kadınlar erkeklerle çiftleşecektir ve yarısı erkek yarısı dişi olan döller verecektir. Dişi havuzu sadece kız çocuğu üreten mutantlarla dolacağı için popülasyondaki kadın oranı çabucak yüzde 50’nin üzerine çıkacaktır. Sonunda bütün dişiler eşeysiz üreyen annelerden doğmuş olacaktır. Erkekler gereksiz hale gelecek ve ortadan kaybolacaktır: hiçbir mutant kadın onlarla çiftleşme ihtiyacı duymaz ve bütün dişiler sadece daha fazla dişi doğuracaklar. Partenogenez için gereken gen eşeyli üreme için gereken geni yenmiş olur. “Eşeysiz” genin kendisini, her jenerasyonda, “eşeyli” genin yaptığının iki katı kadar üreteceği teorik olarak gösterilebilir. Biyologlar bu duruma “eşeyin iki katı masrafı” derler. Sonuçta, doğal seçilim etkisinde partenogenez için olan genler çok hızlı bir şekilde yayılır ve eşeyli üremeyi eler. Fakat bu gerçekleşmedi. Dünya’daki türlerin büyük çoğunluğu eşeyli ürer ve üremenin bu türü bir milyar yıldır sürüyor. (2) Peki eşeyin masraflı olması neden partenogenezle yer değiştirmesine neden olmadı? Eşeyin, masrafından daha ağır evrimsel bir avantajı olmalı. Henüz o avantajın ne olduğunu ortaya çıkaramamış olsak da, teorilerde bir noksanlık hissedilmemektedir. Asıl anahtar, eşeyli üreme sırasında genlerin rasgele karışması ve bu sayede dölde yeni gen kombinasyonları ortaya çıkarmasıdır. Bir bireyde birçok elverişli geni bir araya getirirsek eşey, çevrenin sürekli değişen manzarasıyla baş edebilmek için evrimi hızlanmaya zorlar, parazitlerin evrimleşen savunma mekanizmalarımıza karşı durabilmek için acımasız bir şekilde evrim geçirmesi buna örnektir. Veya belki de eşey, tamamen avantajsız bir bireyde, bir araya getirmek suretiyle türdeki bütün kötü genleri yok edebilir. Bilim insanları hâlâ, eşeyi, iki kat masraflı olmasına karşın daha önemli hale getiren bir avantajı olup olmadığını sorguluyor. Eşey evrildiğinde ister istemez bunu eşeyli üreme de takip edecektir, bunun için iki şeyi daha açıklamamız gerekir. İlki; döl oluşturmak için çiftleşmek ve genlerini bir araya getirmek zorunda olan neden sadece iki cinsiyet var (neden üç veya daha fazla değil)? Ve ikincisi; neden iki eşeyin farklı sayı ve büyüklükte gametleri (erkekler pek çok küçük sperm oluşturur, dişiler ise daha az ama daha büyük yumurtalar) var? Eşey sayısına dair soru bizi oyalamaması gereken karmaşık teorik bir sorundur; fakat teorinin, iki eşeyin, üç veya daha fazla eşeyli çiftleşme sistemlerinin evrimsel olarak yerini alacağını gösterdiğini aklımızdan çıkarmayalım. İki eşey en sağlam ve kararlı stratejidir. İki eşeyin gametlerinin neden farklı sayı ve boyutlarda olduğu teorisi de aynı şekilde karmaşıktır. Bu durum muhtemelen iki eşeyin de aynı büyüklükte gametler ürettiği daha önceki eşeyli üreyen türlerden evrilmiştir. Teorisyenler doğal seçilimin, bu atasal durumun bir eşeyin (“erkek” diye adlandırdığımız) çok sayıda küçük gametler (sperm veya polen) oluşturması ve diğerinin (“dişi”) ise daha az ama büyük gametler (yumurta) oluşturması durumuna geçişini elverişli kıldığını inandırıcı bir şekilde gösterdiler. Erkek ve dişinin farklı çiftleşme stratejileri Eşeysel seçilimin aşamasını belirleyen gamet boyutundaki asimetri, aynı zamanda iki eşeyin farklı çiftleşme stratejileri evrimleştirmesine de neden olmuştur. Erkekleri ele alalım. Bir erkek çok miktarda sperm üretebilir ve büyük olasılıkla çok miktarda dölün babası olur; bu etkileyebileceği dişi sayısıyla ve spermlerinin rekabet yeteneği ile sınırlıdır. Dişiler için ise durum farklıdır. Yumurtalar masraflıdır, sayıca sınırlıdır ve eğer bir dişi kısa bir süre içerisinde pek çok kez çiftleşirse bu onun döl sayısını artırmada çok az etkili olur. Bu fark çok açık bir şekilde, bir insan dişisi ile erkeğinin ebeveyni olduğu kayıtlı çocuk sayısına bakarak görülebilir. Bir kadının hayatı boyunca üretebileceği maksimum çocuk sayısını tahmin etmeye kalkarsanız muhtemelen 15 civarında dersiniz. Bir daha düşünün. Guinness Rekorlar Kitabı’ndaki resmi rakam 69’dur, on sekizinci yüzyılda yaşayan bir Rus köylüsünün rekorudur. 1725 ile 1745 arasındaki 27 hamilelikten 16 ikiz, 7 üçüz ve 4 adet dördüz doğmuştur (Muhtemelen fizyolojik veya genetik olarak çoklu doğuma yatkınlığı vardı). Birileri bu çalışan kadın için ağlar, fakat bu rekor bir erkek tarafından, Marokko İmparatoru Mulai İsmail (1646-1727) tarafından, kırılmıştır. İsmail Guinness’te “en az 342 kız ve 525 erkeğin babası” olarak ve “1721’de 700 erkek toruna sahip” olarak kaydedilmiştir. Bu uç örneklerde bile erkekler dişileri 10 katından fazla geçmektedir. Erkekler ve dişiler arasındaki evrimsel fark, farklı yatırımdan gelir. Erkekler için çiftleşmek ucuzdur; dişiler için masraflıdır. Erkekler için bir çiftleşme sadece az miktarda sperme mal olur, dişiler için çok daha fazlasını ifade eder: büyük, besin dolu yumurtaların üretimi ve çoğunlukla çok miktarda enerji ve zaman kaybı. Memeli türlerinin yüzde 90’dan fazlasında, bir erkeğin döle yaptığı tek yatırım spermidir, dişi ise bütün bakımı üstlenir. Dişi ve erkeklerin olası eş ve döl sayıları arasındaki bu asimetri eş seçme zamanı geldiğinde çelişen ilgilere neden olur. Erkeklerin, standardın altında bir dişi (diyelim ki zayıf veya hasta biri) seçtiklerinde kaybedecekleri şey azdır, çünkü kolaylıkla tekrar ve defalarca eşleşebilirler. Bu durumda seçilim bir erkeği gelişigüzel yapan, neredeyse her dişiyle durmaksızın eşleşmeye çalışan genlerini öne çıkarır. Dişiler farklıdır. Yumurtalarına ve döllerine çok yatırım yaptıkları için en iyi taktikleri gelişigüzel olmak değil titiz olmaktır. Dişiler sınırlı sayıda yumurtalarını dölleyecek en iyi baba olanağını seçmek için her fırsatı hesaba katmalıdır. Bu nedenle potansiyel erkekleri çok yakından incelerler. Genellikle bunun anlamı, erkeklerin dişiler için rekabet etmesi gerektiğidir. Erkekler gelişigüzel, dişiler nazlıdır. Bir erkeğin hayatı, sürekli eş için hemcinsleriyle yarışan yıkıcı bir anlaşmazlık ile geçer. Standart erkekler eşleşemezken, iyi erkekler, hem daha etkileyici hem de daha vahşi olanlar, çoğunlukla çok sayıda eşi güvenceye alacaktır (tahminen daha fazla dişi tarafından da tercih edilecektir). Diğer yandan, neredeyse her dişi sonunda bir eş bulacaktır. Her erkek onlar için rekabet ettiğinden, dişilerin eşleşme başarısının dağılımı daha dengeli olacaktır. Biyologlar bu farkı, eşleşme başarısındaki varyansın erkekler için dişiler için olduğundan daha yüksek olması gerektiğini söyleyerek açıklarlar. Peki, öyle midir? Evet, genellikle böyle bir fark görürüz. Örneğin kırmızı geyik erkekleri arasında, hayatları boyunca kaç döl bıraktıklarına dair çeşitlilik dişilerinkinin 3 kat fazlasıdır. Uyumsuzluk fil ayıbalıkları için çok daha büyüktür, çünkü bunlardaki dişilerin yarısından fazlasıyla karşılaştırılırsa, bütün erkeklerin yüzde 10’u üreme sezonları boyunca hiç döl bırakamaz. (3) Erkek ve dişilerin olası döl sayıları arasındaki fark erkek-erkeğe rekabetin ve dişi tercihinin evrimleşmesine neden olmuştur. Erkekler sınırlı sayıdaki yumurtaları döllemek için rekabet etmek zorundadır. Buna “muharebe yasası” diyoruz: erkekler arasında genlerini gelecek jenerasyonlara aktarmak için doğrudan rekabet. Bu nedenledir ki erkekler renklidir veya “beni seç, beni seç!” demenin bir yolu olan görüntüleri, çiftleşme şarkıları, çardakları vardır. Ve sonunda yine de erkeklerde uzun kuyrukların, daha vahşi görüntülerin ve daha yüksek sesli şarkıların evrimini sürükleyen dişinin tercihleridir. Anlattığım senaryo bir genellemedir ve bazı istisnalar vardır. Bazı türler monogamiktir, erkek de dişi de yavruların bakımını üstlenir. Erkekler, daha fazla eş aramak için döllerini bıraktıklarından daha fazla döle çocukların bakımına yardım ederek sahip oluyorsa, evrim monogamiyi elverişli kılar. Örneğin birçok kuşta, iki tam-zamanlı ebeveyne ihtiyaç duyulur: biri yem aramaya gittiğinde diğeri yumurtaları sıcak tutar. Fakat monogamik türler vahşi doğada tahmin edildiği kadar da çok değildir. Örneğin bütün memeli türlerinin sadece yüzde 2’si bu tür eşleşme sistemine sahiptir. ‘Yalancı’ monogami örnekleri Eşeysel dimorfizmi birçok “sosyal monogamik” türde de görürüz. Bunlarda erkekler ve dişiler çift oluşturur ve yavruları birlikte yetiştirirler. Erkekler dişiler için rekabet etmiyorsa neden parlak renkler ve süsler evrimleştirmiş olabilir? Aslında bu çelişki de eşeysel seçilim teorisini destekler. Bu durumlarda, öyle görünüyor ki, dış görünüş aldatıcıdır. Türler sosyal yönden monogamiktir, fakat gerçek monogamik değildir. Chicago’daki okul arkadaşım Stephen Pruett-Jones’un çalıştığı Avustralyalı görkemli çalıkuşu bu türlerden biridir. Bu tür ilk bakışta monogaminin kusursuz örneği zannedilir. Erkek ve dişiler bütün erişkin yaşamlarını genellikle sosyal olarak birbirine bağlı geçirirler, arazilerini birlikte korur ve yavrularına birlikte bakarlar. Yine de tüylerinde eşeysel dimorfizm gösterirler: erkekler muhteşem yanardöner mavi ve siyahlıdır, dişiler ise ölü grimsi kahve renklidir. Neden? Çünkü “zina” yaygındır. Çiftleşme zamanı geldiğinde, dişiler kendi “sosyal eşleri”nden çok diğer erkeklerle eşleşir (Bu DNA babalık testi ile kanıtlanmıştır). Erkekler de aktif bir şekilde “ekstra çift” eşleşmeler arayarak ve dişilere asılarak aynı oyunu oynarlar, fakat üreme kapasitesi açısından dişilerden çok daha farklıdırlar. Bu zina dolu eşleşmelerle birlikte eşeysel seçilim cinsiyetler arasındaki renk farklılıklarının evrimleşmesini sağlamıştır. Söz konusu çalıkuşu bu davranışı gösteren tek tür değildir. Bütün kuş türlerinin yüzde 90’ı sosyal monogamik olsa da bu türlerin dörtte üçündeki erkekler ve dişiler kendi sosyal partnerleri haricinde bireylerle de eşleşir. Eşeysel seçilim teorisi test edilebilir tahminlerde bulunur. Eğer sadece bir eşeyin parlak tüyleri, boynuzları varsa, güçlü çiftleşme görüntüleri sergiliyorsa veya dişileri cezbetmek için göz kamaştırıcı yapılar inşa ediyorsa bahse girebilirsiniz ki bunlar çiftleşmek için diğer üyelerle rekabet eden eşeylerdendir. Gösteriş veya davranışta daha az eşeysel dimorfizm gösteren türler daha monogamik olmalıdır: eğer erkekler ve dişiler çift oluşturur ve eşlerinden ayrılmazsa eşeysel bir rekabet yoktur ve tabii ki eşeysel seçilim de yoktur. Aslında biyologlar eşleşme sistemi ile eşeysel dimorfizm arasında güçlü bir bağıntı görür. Boyutta, renk veya davranıştaki olağandışı dimorfizmler cennet kuşları veya fil ayıbalıkları gibi erkeklerin dişiler için rekabet ettiği ve sadece birkaç erkeğin eşlerin çoğuna sahip olduğu türlerde görülür. Erkeklerle dişilerin benzer görüldüğü türler, örneğin kazlar, penguenler, güvercin ve papağanlar, gerçek monogamik olma eğilimindedir, yani hayvanlardaki sadakatin örneğini teşkil ederler. Sadece eşeysel seçilim düşüncesi tarafından öngörüldüğü fakat herhangi bir yaratılışçı alternatif tarafından öngörülemediği için bu bağıntı evrim teorisinin bir başka zaferidir. Evrim yoksa neden renk ile çiftleşme sistemleri arasında bir bağıntı olsun ki? Aslında bir tavus kuşu tüyü gördüğünde hasta olması gerekenler yaratılışçılardır, evrimciler değil. (4) Az da olsa bazen roller değişir Şimdiye kadar eşeysel seçilimde önüne gelenle çiftleşen eşeyi erkek, titiz olanı ise dişi olarak tanımladık. Fakat bazen, ender de olsa, tersi doğrudur. Ve bu davranışlar eşeyler arasında değiş tokuş edildiğinde dimorfizmin yönü de değişir. Bu dönüşü en cazip balıklarda, denizatında ve yakın akrabası olan yılaniğnesinde görürüz. Bazı türlerde dişilerdense erkekler hamile kalır. Bu nasıl olabilir? Dişi yumurtayı üretse bile, bir erkek onları dölledikten sonra karnında veya kuyruğundaki özelleşmiş bir kuluçka kesesine yerleştirir ve çatlayana kadar taşır. Erkekler bir seferde sadece bir kuluçka taşır ve “gebelik” dönemleri bir dişinin taze bir parti yumurta üretmesinden uzun sürer. Dolayısıyla erkekler çocuk yetiştirmeye dişilerden daha fazla yatırım yapar. Döllenmemiş yumurta taşıyan dişi sayısı erkeklerin onları kabul edebileceğinden fazla olduğu için de dişiler nadir bulunan “hamile olmayan” erkekler için rekabet etmek zorundadır. Burada, üreme stratejisindeki erkek-dişi farkı tersine dönmüştür. Ve eşeysel seçilim teorisine göre tahmin edebileceğiniz gibi, parlak renkler ve süslerle dekore edilmiş olanlar bu kez dişilerdir, erkekler ise daha sönüktür. Avrupa ve Kuzey Amerika’da yaşayan zarif üç sahil kuşu türü olan deniz çulluklarında bu durum geçerlidir. Bunlar birkaç poliandri (bir dişi ve çok erkek) çiftleşme sistemi örneğinden biridir. Erkek deniz çullukları çocuk bakımından tamamen sorumludur, yuvayı kurar ve dişi diğer erkeklerle çiftleşmek için gittiğinde kuluçkayı besler. Yani erkeğin döle yaptığı yatırım dişininkinden daha büyüktür ve dişiler çocuklarına bakacak erkekler için rekabet eder. Ve tabii ki her üç türde de dişilerin renkleri erkeklerden çok daha parlaktır. Denizatları, yılaniğneleri ve deniz çullukları genel yasaya uymayan istisnalardır. Eşeysel dimorfizmin evrimsel açıklaması doğruysa, “ters” dekorasyonlar da beklediğimiz gibidir; fakat türler özel olarak yaratılmışsa aynı sonucu bekleyemeyiz. Dişi neyi seçiyor, nasıl seçiyor? Dişilerin seçici taraf olduğu “normal” eş seçimine dönelim. Bir erkeği seçerken gerçekten ne arıyorlar? Bu soru evrim biyolojisinde ünlü bir tartışmayı canlandırmıştır. Daha önce de gördüğümüz gibi Alfred Russel Wallace bile dişilerin seçici olduğu konusunda şüpheliydi (ve sonuçta hatalıydı). Teorisi dişilerin yırtıcılardan saklanmaya ihtiyacı olduğu için erkeklerden daha az renkli olduğu, erkeklerin parlak renklerinin ve süslerinin ise fizyolojilerinin yan ürünü olduğuydu. Fakat erkeklerin neden saklanmak zorunda olmadığına dair hiçbir açıklama yapmadı. Darwin’in teorisi ise biraz daha iyiydi. Erkek seslerinin, renklerinin ve süslerinin dişi tercihi ile evrildiğini güçlü bir şekilde hissetmişti. Dişiler neye dayanarak seçim yapıyordu? Yanıtı şaşırtıcıydı: saf estetik. Darwin dişilerin, aslen cazip görmüyorlarsa bu özenli şarkılar veya uzun kuyruklar gibi şeyleri seçmeleri için bir neden bulamıyordu. Eşeysel seçilim konusunda çığır açan çalışması İnsanın Türeyişi ve Eşeye Bağlı Seçilim (1871), dişi hayvanların erkeklerin türlü özellikleri karşısında nasıl “büyülendiklerini” ve nasıl “kur yapıldığını” anlatan ilginç antropomorfik açıklamalarla doludur. Wallace’ın da not ettiği gibi, hâlâ bir sorun vardı. Hayvanlar, özellikle de arı ve sinekler gibi basit olanlar, bizim gibi bir estetik duygusuna sahip miydi? Darwin bunun üzerine bahse girdi: “Avustralya’nın çardak kuşlarında olduğu gibi, kuşların parlak ve güzel objeleri takdir ettiğine dair bazı pozitif kanıtlarımız olsa da, şarkının gücünü kesinlikle takdir ediyor da olsalar, yine de birçok dişi kuşun ve memelinin, eşeysel seçilime dayandığını söylediğimiz süsleri takdir etmek gibi başarılı bir tat alma duyusuna sahip olmasının hayrete şayan olduğunu kabul ediyorum. Ve bu özellikle de sürüngenler, balık ve böcekler için çok daha hayret vericidir. Fakat aşağı canlıların aklına dair çok az şey biliyoruz.” Bütün yanıtları bilmese de bu Darwin’in doğruya Wallace’tan daha yakın olduğunu gösterir. Evet, dişiler seçim yapar ve bu seçimler eşeysel dimorfizmi açıklıyor gibi görünmektedir. Fakat dişi tercihinin basitçe estetiğe dayandırılması bir anlam ifade etmiyor. Yeni Gine cennet kuşları gibi yakın akraba türlerin erkekleri çok çeşitli tüylere ve eşleşme davranışına sahiptir. Bir türe güzel gelen şey onun en yakın akrabalarına güzel gelen şeyden çok mu farklıdır? Aslında, artık dişi tercihlerinin kendi başlarına uyumsal olduğuna dair çok kanıtımız var. Bazı erkeklerin seçilmesi dişilerin genlerini yaymasına yardım eder. Tercihler Darwin’in öne sürdüğü gibi her zaman rasgele ve doğuştan gelen tat almayla ilgili değildir, birçok durumda muhtemelen seçilimle evrimleşmiştir. Bir dişi belirli bir erkeği seçerek ne kazanır? Bunun iki yanıtı vardır. Dişi, yavru bakımı boyunca daha fazla ve sağlıklı yavrular üretmesine yardım edecek erkeği seçerek doğrudan yarar sağlayabilir. Veya diğer erkeklerden daha iyi genlere (sonraki jenerasyonda döllerine avantaj sağlayacak olan genler) sahip olan erkeği seçerek dolaylı yoldan yarar sağlayabilir. Her iki yoldan da dişi tercihlerinin evrimi doğal seçilim tarafından elverişli kılınacaktır. Doğrudan yararları ele alalım. Bir dişiye daha iyi bölgeleri sahiplenen bir erkekle çiftleşmesini söyleyen bir gen, döllerinin daha iyi beslenmesine veya daha güzel yuvalar edinmesine yardımcı olur. İyi bölgelerde yetiştirilmemiş gençlere oranla daha iyi yaşayacak ve üreyeceklerdir. Bu şu anlama gelir; genç popülasyonu kendinden önceki jenerasyonun sahip olduğundan daha yüksek oranda “tercih geni”ne sahip dişiler içerecektir. Jenerasyonlar geçtikçe ve evrim devam ettikçe her dişi sonunda tercih genine sahip olacaktır. Hatta daha iyi bölgelerin tercihini artıran başka mutasyonlar varsa bunların da frekansı artacaktır. Zamanla daha iyi bölgelere sahip erkeklerin tercih edilmesi çok daha güçlü olmaya doğru evrilecektir. Ve bu bölgeler için daha güçlü rekabet eden erkeklerin seçilmesiyle sonuçlanacaktır. Dişi tercihi arazi için erkekler arası rekabetle birlikte evrimleşir. Seçici dişilere dolaylı yarar sağlayan genler de yayılacaktır. Kendisini bir hastalığa karşı diğerlerinden daha dirençli yapan gene sahip bir erkek hayal edin. Bu tür bir erkekle çiftleşen dişi hastalığa karşı daha dirençli döller üretecektir. Bu erkeği seçmek ona evrimsel bir yarar sağlar. Şimdi de bu daha sağlıklı erkekleri dişinin eş olarak belirlemesine yardımcı olan bir gen hayal edin. Eğer dişi böyle bir erkekle çiftleşirse, bu çiftleşme iki geni de (hem hastalığa karşı direnç geni hem de hastalığa karşı dayanıklıları tercih etme geni) içeren kız ve erkek çocukları meydana getirecektir. Her jenerasyonda, daha iyi üreyen ve hastalığa karşı en dirençli bireyler, aynı zamanda dişilere en dirençli erkekleri seçmesini söyleyen geni de taşıyacaktır. Bu direnç genlerinin doğal seçilimle yayılması gibi, dişi tercihi için olan genler de bunların sırtında ilerleyecektir. Bu yolla hem dişi tercihi hem de hastalığa karşı direnç bir tür içerisinde artacaktır. Bu iki senaryo da dişilerin neden bazı erkekleri tercih ettiğini açıklar, fakat parlak renkler veya özenli tüyler gibi erkeklerin belirli özelliklerini neden tercih ettiğini açıklamaz. Bu muhtemelen, belirli özellikler dişiye o erkeğin daha büyük doğrudan veya dolaylı yararlar saplayacağını söylediği için gerçekleşmektedir. Dişi tercihine dair bazı örneklere bakalım. Kuzey Amerika’nın ev ispinozu renkleri açısından eşeysel dimorfiktir: dişiler kahverengiyken erkeklerin kafasında ve göğsünde parlak renkler vardır. Erkekler bölgelerini savunmaz ama yavru bakımını üstlenir. Michigan Üniversitesi’nden Geoff Hill yerel bir tür içinde erkeklerin renklerinin açık sarıdan portakala veya parlak kırmızıya kadar değişkenlik gösterdiğini buldu. Rengin üreme başarısını etkileyip etkilemediğini görmek amacıyla saç boyası kullanarak erkekleri daha parlak veya soluk yaptı. Ve tabii ki parlak olanlar soluk renklilerden daha başarılı bir şekilde eş buldu. Ve üzerinde oynanmamış erkekler açısından, dişiler solgun renkli erkeklerin yuvasını parlak olanlarınkine oranla daha fazla terk etti. Dişi ispinozlar neden daha parlak erkekleri tercih ediyor? Hill, aynı popülasyonda parlak erkeklerin yavrularını solgunlardan daha fazla beslediğini gösterdi. Yani dişiler daha parlak erkekleri seçmekle, döllerinin daha iyi beslenmesi şeklinde doğrudan bir yarar sağlıyordu (Daha solgun erkeklerle eşleşen dişiler yavruları yeteri kadar beslenmediği için yuvalarını terk etmiş olabilir). Peki, neden daha parlak erkekler daha fazla besin getirir? Muhtemelen parlaklık genel bir sağlık belirtisi olduğu için. Erkek ispinozların kırmızı rengi, yedikleri tohumlardaki karoten maddesinden gelir – bu maddeleri kendileri üretemezler. Yani daha parlak renkliler daha iyi beslenmiştir ve muhtemelen genel anlamda daha sağlıklıdır. Dişiler parlak renkli erkekleri, renk onlara “aile ambarını en iyi stoklayacak erkek benim” dediği için bunları seçiyor gibiler. Dişilere daha parlak erkekleri seçmesinde yardımcı olan herhangi bir gen o dişilere doğrudan yarar sağlar ve böylece seçilim bu tercihi artıracaktır. Ve buradaki tercihle, tohumları parlak tüylere çevirebilen her erkek aynı zamanda avantajlı olacaktır çünkü daha fazla eşi güvenceye alacaktır. Zamanla eşeysel seçilim bir erkeğin kırmızı rengini abartacaktır. Dişiler ise solgun kalacaktır çünkü parlak olmaktan kazanacakları hiçbir şey yok; hatta yırtıcılara daha çekici gelmekten yakınabilirler. Sağlıklı ve güçlü bir erkek seçmenin başka doğrudan yararları da vardır. Erkekler, dişiye, çocuğuna veya her ikisine de aktarabilecekleri parazit veya hastalıklara sahip olabilir ve bu tip erkeklerden kaçınmak bir dişinin yararınadır. Bir erkeğin rengi, tüyleri ve davranışı hastalıklı veya zararlı olup olmadığına dair ipucu sağlayabilir: sadece sağlıklı erkekler yüksek sesle şarkı söyleyebilir, güçlü bir duruş sergileyebilir veya parlak, yakışıklı tüyler çıkartabilir. Mesela eğer bir türün erkekleri normalde parlak maviyse, soluk mavi bir erkekle çiftleşmekten kaçınmak en iyisidir. Evrim teorisi dişilerin, erkeğin iyi baba olacağını gösteren herhangi bir özelliği seçeceğini gösterir. Tek gereken bu özellik için tercihi artıran bazı genlerin olması ve o özelliğin anlatımındaki çeşitliliğin erkeğin durumu hakkında ipucu vermesidir. Gerisi kendiliğinden gelir. Çalı tavuğunda, parazit bitler erkeğin ses kesesinde kan benekleri oluşturur, bu özellik leklerde kasılarak yürürken kabarık, yarı saydam bir kese gibi durur. Ses keselerine suni yolla kan benekleri boyanmış erkekler kayda değer şekilde az eş edinebilir: bu benekler dişiye erkeğin hastalıklı ve muhtemelen kötü baba olduğuna dair tüyo verir. Seçilim sadece dişinin beneksiz keseleri tercih etmesini sağlayan genleri elverişli kılmayacaktır, aynı zamanda bu durumu belli eden erkek özelliğini sağlayanları da elverişli kılacaktır. Erkeğin ses kesesi daha da büyüyecektir ve dişinin pürüzsüz ses kesesi tercihi artacaktır. Bu, erkeklerde abartılı özelliklerin evrimine neden olabilir, örneğin saçma bir şekilde uzun olan Whydah ispinozu kuyruğu gibi. Bütün bu süreç, erkek özelliğinin daha fazla arttığında yaşamını tehlikeye düşürecek kadar abartılı hale geldiği an, yani döl üretiminin net sayısı kötü etkilendiği an sona erer. Peki, dolaylı yarar sağlayan dişi tercihlerinde durum nasıldır? Bu yararlardan en aleni olanı bir erkeğin döllerine sürekli verdiği şey, yani genleridir. Ve bir erkeğin sağlıklı olduğunu gösteren özellikler aynı zamanda genetik yönden iyi özellikler taşıdığını da gösterebilir. Daha parlak renkli, daha uzun kuyruklu veya daha yüksek sesli erkekler, rakiplerinden daha iyi yaşamalarına ve üremelerine olanak sağlayan genlere sahip olduğu için bu özellikleri gösteriyor olabilir. Bu, aynı şekilde, özenli çardaklar üretme yeteneğine sahip olan veya büyük taş yığınları oluşturabilen erkekler için de geçerli olabilir. Bir erkeğin daha iyi yaşama yeteneği veya daha fazla üreme yeteneği sağlayan genleri olduğunu gösteren pek çok özellik hayal edebilirsiniz. Evrim teorisi bu durumlarda üç tür genin frekansının birlikte artacağını söyler: bir erkeğin iyi genlere sahip olduğunu yansıtan “gösterge” özellik genleri, bir dişinin bu gösterge özellikleri tercih etmesini sağlayan genler ve son olarak varlığı gösterge sayesinde yansıtılan “iyi” genler. Bu karmaşık bir senaryodur, fakat çoğu evrim biyoloğu bunu, ayrıntılı erkek özellikleri ve davranışları için en iyi açıklama olarak görür. Fakat “iyi genler” modelinin gerçekten doğru olup olmadığını nasıl test edebiliriz? Dişiler doğrudan mı yoksa dolaylı yararları mı arar? Bir dişi daha az güçlü veya daha az gösterişli bir erkeği geri çevirebilir, fakat bu o erkeğin zayıf genetik yapısını değil de enfeksiyon veya yetersiz beslenme gibi sadece çevresel etkilerle oluşmuş bir halsizliği gösteriyor olabilir. Bu karmaşıklıklar herhangi verili bir koşulda eşeysel seçilimin nedenlerini ortaya çıkarmayı zorlaştırır. Belki de iyi genler modelinin en başarılı sınaması Missouri Üniversitesi’nden Allison Welch ve arkadaşları tarafından gri ağaç kurbağası üzerinde yapılmıştır. Erkek kurbağalar, ABD’nin güneyinde yaz gecelerinin simgesi olan yüksek sesler çıkararak dişileri etkiler. Yakalanan kurbağalarla yapılan çalışmalar dişilerin daha uzun naralar atan erkekleri tercih ettiğini göstermiştir. Bu erkeklerin daha iyi genlere sahip olup olmadığını test etmek için araştırmacılar farklı dişilerden yumurtaları bölüp her dişinin yumurtasının bir yarısını in vitro uzun naralı erkeklerden aldıkları spermlerle, diğer yarısını ise kısa naralı erkeklerden aldıkları spermlerle döllediler. Bu çaprazlamalardan çıkan iri başlar olgunlaşıncaya kadar beklendi. Uzun naralıların dölleri iribaş halindeyken daha hızlı büyüdü ve daha iyi yaşadı, metamorfozda (iri başların kurbağaya dönüştüğü süreç) daha büyüktü ve metamorfozdan sonra da daha hızlı büyüdü… Jerry A. Coyne

http://www.biyologlar.com/eseyli-ureme-seks-evrimi-nasil-yonlendiriyor

ENERJİ ÇEŞİTLERİ

NÜKLEER ENERJİ Bir elementin kimyasal özelliklerini taşıyan en küçük parçasına atom denir. Nükleer enerji atom çekirdeklerinin parçalanması sonucunu elde edilen bir enerji türüdür. Atom çekirdeklerinin parçalanması ile büyük bir enerji açığa çıkmaktadır. Atom çekirdeğinin zorlanmış olarak parçalanması (Fisyon) ve Atomik parçacıkların birleşme reaksiyonu (füzyon) tepkimeleri ile elde edilen bu enerjiye "çekirdek enerjisi" veya "nükleer enerji" adı verilmektedir. Nükleer reaktörler nükleer enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemlerdir. Temel olarak fisyon sonucu açığa çıkan nükleer enerji nükleer yakıt ve diğer malzemeler içerisinde ısı enerjisine, bu ısı enerjisi de kinetik enerjiye ve daha sonrada jeneratör sisteminde elektrik enerjisine dönüştürülür. Nükleer santrallarda kullanılan yakıtın temin edilmesinde ve saklanmasında avantajları bulunmaktadır, 1000 MWe üreten bir nükleer santral her yıl yaklaşık 30 ton (7 m3) yakıt tüketir. Nükleer santrallerde kullanılan yakıtlar, 10-20 yıl süre ile santral sahasında saklanacaklardır. Bu dönemde aktivitelerinin %98'inden fazlasını kaybedeceklerdir. Asıl sorunu oluşturan uzun ömürlü radyoaktif maddeler de camlaştırılacak, camlaştırılan bu maddeler de kademeli koruma mantığı çerçevesinde kurşun, beton ve korozyona dayanıklı kaplar içine konulacak, bu kaplarda jeolojik olarak kararlı bölgelerde yerin yaklaşık 1.000 m altında hazırlanacak beton zırhlı galerilerde saklanacaktır. Fosil yakıtlı, özellikle kömür santrallerin, çevre etkisi nükleer santrallerle kıyaslanamayacak ölçüde olumsuzdur. Tam tersine, nükleer santraller, çevre etkisi bakımından tercih edilmesi gereken bir seçenektir, normal işletme koşulları altında çalışan nükleer reaktörler, dışarıya verebilecekleri en fazla radyoaktivite, normal doğal radyasyon seviyesinin %0,1-1'i ile sınırlandırılmıştır, pratikteki durum ise bu sınırların altındadır. Diğer yandan nükleer enerjinin çevreye verdiği etki az olmasına rağmen Çernobil patlaması sonucu oluşan atıklar binlerce insanın ölmesine, binlerce insanın sakat kalmasına yıllarca onarılamayacak çevre felaketlerinin ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bu tür karşılaştırmalar yapılırken olağan dışı durumlarda göz önünde bulundurulmaldır. Elektrik enerjisi arz ve talep projeksiyonlarına bağlı olarak, 2015 yılından başlayarak yaklaşık 5.000 MW gücünde nükleer santral kapasitesinin işletmeye alınması planlanmaktadır. Bu amaçla 5710 sayılı Nükleer Güç Santrallerinin Kurulması ve İşletilmesi ile Enerji Satışına İlişkin Kanun (2007) çıkartılmıştır. Nükleer güç santrallerinin kurulmasına ilişkin süreç devam etmektedir. Ülkemizde Mersin-Akkuyu'da kurulması planlanan Türkiye'nin ilk nükleer santralinin lisansı alınmış olup, Sinop için lisanslama çalışmaları devam ettiği bildirilmektedir. Dünyada işletmede olan santralların sayısı 442 adet olup bu işletmelerin net gücü: 356.746 MW(e) dir. Bu nükleer santrallerden üretilen Toplam Enerji 2544 Twsaattir. Üretilmiş olan bu nükleer enerjinin toplam enerjiye oranı: %16 durumundadır. Dünyada inşa halindeki santralların sayısı 35 adettir. Dünya elektrik enerjisi üretiminin %80'inin yenilenemeyen kaynaklardan, %19'u ise hidrolik kaynaklardan sağlanmakta, rüzgar, güneş, jeotermal, biokütle gibi yenilenebilir kaynakların payı ise %1’in altında kalmaktadır. HİDROJEN ENERJİSİ Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeye vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup, evrenin temel enerji kaynağıdır. Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine sahiptir İçinde bulunduğumuz yüzyıl içerinde önem kazanan ve bu yüzyıla damgasına vuracak olan enerji türü hidrojendir. Hidrojen kullanım verimi yüksek olan bir yakıt türüdür. Çevre dostudur. Teknolojik gelişim, çevre etkisini de içeren effektif maliyetinin diğer yakıtlardan düşük olmasını sağlar duruma gelmiştir. Hidrojenin kullanılmasını gerektiren başlıca iki neden ömen kazanmaktadır. Bu nedenlerden biri fosil yakıtların yanma emisyonu sonucu açığa çıkan karbon dioksitin yarattığı çevre sorunudur. Diğer neden ise petrol ve doğal gaz gibi akışkan hidrokarbonların bilinen üretilebilir rezervlerinin günümüzde her geçen gün azalma ve ihtiyaca cevap vermeme nedenidir. Isı ve patlama enerjisi gerektiren her alanda kullanımı temiz ve kolay olan hidrojenin yakıt olarak kullanıldığı enerji sistemlerinde, atmosfere atılan ürün sadece su veya su buharı olmaktadır. Hidrojen petrol yakıtlarına göre ortalama %33 daha verimli bir yakıttır. Hidrojenden enerji elde edilmesi esnasında su buharı dışında çevreyi kirletici ve sera etkisini artırıcı hiçbir gaz ve zararlı kimyasal madde üretimi söz konusu değildir. Hidrojen enerjisinin diğer yakıtlardan yaklaşık üç kat pahalı olarak üretilmesi nedenil ile maliyet düşürücü teknolojik gelişmelerle daha ucuza mal edilmesi kullanımının yagınlaşmasına neden olacaktır. Diğer yandan günlük veya mevsimlik periyotlarda oluşan ihtiyaç fazlası elektrik enerjisinin hidrojen olarak depolanması günümüz için de geçerli bir alternatif olarak değerlendirilmelidir. Şu anda dünyada her yıl 50 milyon ton hidrojen üretilmekte, depolanmakta, taşınmakta ve kullanılmaktadır. En büyük kullanıcı payına kimya sanayi, özellikle petrokimya sanayi sahiptir. Son yıllarda hidrojenle çalışan değişik motorlar üretilmiş olup; otolara, otobüslere uygulanarak denemeler yapılmıştır. İçten yanmalı motorlarda yakıt olarak hidrojen kullanılabilmekte, bunlar çoğunlukla enjeksiyonlu motorlardan oluşmaktadır. Son yıllarda hidrojen/benzin ve hidrojen/doğal gaz sistemli Otto motoru gibi düzenlemeler ortaya çıkarılmıştır. Hidrojen yakıtı araçlara sıvılaştırılmış biçimde veya metalik hidrid biçiminde uygulanmaktadır. Yakıtın zehirliliği, yanma ürünlerinin zehirliliği, diffüzyon katsayısı, ateşleme enerjisi, patlama enerjisi, alev emissivitesi gibi faktörlere göre yapılan emniyet değerlendirmesi açısından, hidrojen en emniyetli yakıtlardan biridir. Hidrojenin emniyet faktörü 1 iken, benzinde 0.53 ve metanda 0.80 olmaktadır. Kısacası benzin ve doğal gaz hidrojene göre tehlikeli yakıtlardır. Kömür 1) Taşkömürü, taşkömürü briketleri, taşkömürü koku, 2) Linyit kömürü, linyit kömürü briketi, 3) Turb briketi, turba, 4) Antrasit, 5) Asfaltit. Kükürt içeriği yüksek olan kömürden elde edilen briket kömürlerin kullanıldığı yakma tesislerinde, yakıtta yapılan özel önlemler sonucu bacadan atılan kükürt dioksit (SO2) konsantrasyonu, toplam kükürt içeriği kuru bazda ağırlıkça maksimum %1,0 olan briket kömürün yanması sonucu bacadan atılan kükürt dioksit (SO2) konsantrasyonuna eşdeğer ise bu briket kömürler ısınmada kullanılabilir. Briket kömürlerin kullanıldığı soba ve kazanlara ait deneyler akredite olmuş veya Bakanlıkça uygun görülen laboratuvarlarda yaptırılır ve belgelendirilir. Odun, Odun Türevi ve Diğer Biokütle Yakıtları 1) Mangal-odun kömürü, mangal-odun kömürü briketi, 2) Kabuğu dahil minimum altı ay doğal halde bırakılmış parça odun, yarılmış odun, kıyılmış odun ile çalı çırpı ve takoz şeklindeki odun, 3) Doğal halde minimum altı ay bırakılmış parçalı olmayan odun, örneğin testere unu, talaş, zımpara tozu veya kabuk şeklinde, 4) Odun briketi şeklinde doğal halde minimum altı ay bırakılmış odundan elde edilen preslenmiş odun veya eşdeğer odun peleti (topağı) veya eşdeğer kalitede doğal halde bırakılmış odundan elde edilmiş diğer preslenmiş odun, 5) Odun koruyucu madde sürülmemiş veya odun koruyucu madde içermeyen boyalı, cilalı, kaplamalı odun ile bundan kalan artıklar ve halojen-organik bağlayıcı madde içermeyen kaplamalar, 6) Odun koruyucu madde sürülmemiş veya odun koruyucu madde içermeyen kontrplâk, talaşlı plaka, elyaflı plaka ile bunlardan kalan artıklar ve halojen-organik bileşikler içermeyen kaplamalar, 7) Saman, prina, mısır koçanları, pamuk sapları, sebze sapları, fındık kabuğu, ayçiçek ve pirinç kabukları ve sapları, meyve çekirdeği kabukları gibi maddelerden elde edilmiş briketler, Gaz Yakıtlar Hava gazı, doğalgaz, sıvılaştırılmış petrol gazı (LPG), hidrojen, biyogaz, arıtma gazı, kok fırını gazı, grizu, yüksek fırın gazı, rafineri gazı ve sentetik gazlardır. Gaz yakıtların içindeki kükürdün hacimsel oranı % 0.1’i geçemez. Kullanılması Yasak Maddeler: Petrol koku, mineral yağ, araba plastiği parçaları, lastik, tezek, katı atıklar ve tekstil artıkları, kablolar, ıslak odun, boyalı odun, plastikler, ev eşyaları ve yemek atıkları gibi evsel atıklar, özel atıklar, tıbbi atıklar, asfalt ve asfalt ürünleri, boya ve boya ürünleri ile fuel-oil kaplarının ısınma amacıyla yakılması yasaktı

http://www.biyologlar.com/enerji-cesitleri

Genler ve Gen Transferi

Çok hücreli bir organizmanın herbir hücresi genellikle aynı genetik maddeyi içerir.DNA molekülleri,hücredeki en büyük moleküllerdir ve çoğunlukla kromozom olarak adlandırılan yapılarda paketlenir.Ökaryotik hücreler genellikle birden fazla,çoğu bakteri ve viruslar ise bir tek kromozoma sahiptir.Bir tek kromozom binlerce gen taşıyabilir.Bir hücrenin tüm genleri ve genler arasındaki DNA'ları,birlikte,hücresel genomu oluşturur. Bir tek kromozomda kaç tane gen vardır ? Tüm dizilimi belirlenmiş prokaryotik genomlardan biri olan Escherichia coli'nin kromozomu 4 638 858 baz çifti uzunlukta dairesel bir DNA molekülüdür.Bu baz çiftleri,proteinler için 4 300 kadar,stabil RNA moleküller için 115 geni oluşturur.Ökaryotlar için bilgilerimiz henüz tamamlanmış değildir.İnsan genomu 3 milyar baz çiftinden oluşur ve 24 farklı kromozomda 32 000 geni kodladığı bilinmektedir. Genellikle her bir bakteri hücresinde sadece bir kromozom vardır.Hemen hemen tümünde,her bir kromozom,her bir genden bir kopya içerir.Ancak rRNA'larda olduğu gibi birkaç gen birçok kez tekrarlanmıştır.Prokaryotlarda,düzenleyici diziler ve genler hemen hemen DNA'nın tümünü kapsar.Bundan başka her bir gen,kodladığı RNA dizisi ya da amino asit dizilimiyle paralellik gösterir . Ökaryotik DNA'daki genlerin organizasyonu yapısal ve işlevsel olarak daha karmaşıktır,ve ökaryotik kromozom yapısının çalışılması sırasında pekçok sürpriz ortaya çıkabilmektedir.Çok kopyalı fare DNA 'sında yapılan testler beklenmeyen bir sonuç ortaya çıkarmıştır.Fare DNA'sının %10 kadarı,her bir hücrede milyonlarca kez tekrarlanmış ve 10 baz çiftinden daha az uzunlukta kısa dizilerden oluşur.Bunlara çok tekrarlanmış dizilimler ya da basit-dizilimli DNA denilir.Tekrarlanmış DNA'ların bir kısmı,evrimsel geçişlerin izi,basit " çöplük DNA" olabilmektedir.Bununla beraber,bunların bir bölümünün işlevsel önemi vardır.Fare DNA'sının kalan %70'i tek kopya ve sadece birkaç kez tekrarlanmış bölümlerden oluşur.Ökaryotik krozomlardaki genlerin çoğu tek kopyalı genlerdir.Basit dizilimli DNA'lara satellit (uydu) DNA da denilir.Çalışmalar, basit-dizilimli DNA'nın,protein ya da RNA şifrelemediğini göstermiştir.Bunların çoğu ökaryotik kromozomlardaki iki önemli yapı ile ilgilidir: sentromer ve telomerler. Ökaryotik kromozomun belirgin bir özelliği onun sentromeridir.Sentromer,hücre bölünmesi sırasında,kromozomu mitotik iğciğe bağlayan proteinler için bir bağlantı alanı olarak iş gören DNA dizisidir.Bu bağlantı,,kromozomların kardeş hücrelere eşit ve düzenli dağıtımı için gereklidir.Biramayası kromozomlarının sentromerleri izole edilmiş ve çalışılmıştır.Sentromer işlevinde gerekli diziler,yaklaşık 130 baz çifti uzunluğa sahiptir ve A=T çiftlerince zengindir.Daha yüksek ökaryotların sentromerik dizileri daha uzundur ve (bira- mayasınınkine benzemeksizin) genellikle basit-dizilimli DNA içerirler.Aynı yönde, 5-10 baz çiftlik bir ya da birkaç dizinin binlerce peşpeşe dizilmiş kopyasından oluşur.Sentromer işlevinde basit-dizilimli DNA'nın kesin rolü,henüz anlaşılamamıştır. 150-300 baz çiftlik, orta sıklıkta tekrarlanan DNA'lar yüksek yapılı ökaryotik genomun her tarafına serpilmiştir.Bu tekrarların bazıları karakterize edilmiştir.Bunların birkaçı,çok düşük sıklıkta genomda hareket eden diziler olan transpozonlara aittir ( ya da bağlantılı olabilir.İnsanlarda,bu tekrarların bir sınıfı (yaklaşık 300 baz çifti uzunluktaki),Alu ailesidir. AluI restriksiyon endonükleaz için bir kopya, tanıma dizisi içermesi nedeniyle bu şekilde adlandırılmıştır.Toplam genomun %1-3'ünü kapsayan yüzbinlerce Alu tekrar dizisi, genomun her tarafına serpilmiştir.Alu ve benzer saçılmış tekrarlar birlikte,insan DNA'sının %5-10 kadarını oluşturur.Bu DNA'ların işlevi henüz bilinmemektedir. Tümünün olmasa da ökaryotik genlerin çoğunun,diğerlerinden farklı ve şaşırtıcı bir yapısal özelliği vardır:nükleotit dizilimleri,polipeptidin amino asit dizilimini kodlamayan bir ya da daha fazla, dizilim arasına giren bölümler içermektedir.Translasyona uğramayan bu dizilimler,genin nükleotit dizilimi ile kodladığı polipeptitin amino asit dizilimi arasındaki bağlantıyı bozmaktadır.Genlerdeki bu tip translasyona uğramayan DNA kesimleri,aradaki dizilimler, ya da intron, ve kodlayan kesimler ise ekson olarak tanımlanırlar.Çok az prokaryotik gen,intron içerir.Bakteriler,DNA viruslarından daha fazla DNA içerirler.Bir tek E.coli hücresi, l bakteriyofaj partikülünün içerdiğinden hemen hemen 100 kat fazla DNA içermektedir.E.coli'nin kromozomu,bir çift- sarmal dairesel DNA molekülüdür. 4,639,221 baz çifti ve 1.7 mm'lik ve E.coli'den 850 kat daha büyük olan bir uzunluğa sahiptir. Ökaryotik Hücreler Prokaryotlardan Daha Fazla DNA İçerir En basit ökaryotlardan biri olan biramayası hücresi,E.coli hücresinden dört kat daha fazla DNA'ya sahiptir.Klasik genetik çalışmalarda kullanılan meyve sineği, Drosophila hücreleri E.coli 'den 25 kat fazla DNA içerir.İnsan ve diğer memeli hücreleri,E.coli'den 600 kez daha fazla DNA'ya sahiptir.Pek çok bitki ve amfibi hücreleri daha fazla DNA içermektedir.Ökaryotik hücreler bakteri hücrelerinden daha fazla DNA içermesine karşın,bir ökaryotik genomda daha büyük oranda kodlamayan DNA bulunur.Her bir milimetresinde 2,500'ün üzerinde gen bulunan E.coli DNA'sı ile karşılaştırıldığında, insan DNA'sının her bir milimetresinde yaklaşık 50 gen vardır. Bu kodlamayan DNA'nın çoğu,ökaryotik kromozom yapısının düzenlenmesinde önemli rol oynayabilmektedir. İnsanın bir tek hücresindeki tüm DNA'nın uzunluğu 2 m kadardır.E.coli'ninki 1.7 mm'dir. Süper kıvrımlaşmaya neden olmasını ve sarmal ayrılmasını biraz daha kolaylaştırmasının yanında,DNA'nın azalmış kıvrımlaşması moleküldeki yapısal değişiklik miktarını kolaylaştırmaktadır.Bunların fizyolojik önemi daha azdır fakat az kıvrılmanın etkilerinin gösterilmesine yardımcıdır.Genellikle birkaç eşleşmemiş baz içeren bir haç oluşumunu anımsarsanız, DNA az kıvrımı,gerekli sarmal ayrılmasının sürdürülmesine yardım eder. Ayrıca,soldan-sağa (sağ el dönüşlü) bir DNA heliksinin kıvrımlaşma azalması, baz diziliminin Z-DNA formuna uyumlu bölgelerinde, kısa gerginlikte sağdan-sola (sol el dönüşlü) Z-DNA'nın oluşmasını kolaylaştırmaktadır. Topoizomerazlar DNA Bağlantı Sayısındaki Değişiklikleri Katalizler DNA'da süper kıvrımlaşma,DNA metabolizmasının pek çok yönünü etkileyen ve tam düzenlenmiş bir işlemdir.Her bir hücre,özgün işlevi DNA'yı kısmen açmak ya da gevşetmek olan enzimlere sahiptir.DNA kısmi açılım uzantısını arttıran ya da azaltan enzimlere topoizomerazlar denilir.Değiştirdikleri DNA özelliği,bağlantı sayısıdır.Bu enzimler, özellikle replikasyon ve DNA paketlenmesi gibi işlemlerde önemli rol oynarlar.İki izomeraz sınıfı vardır.Tip I izomerazlar,iki sarmaldan birini kısa süreli olarak kırıp,kırık olmayan uçlardan birini döndürmek ve kırılan uçları yeniden birleştirmek şeklinde etki gösterirler.Tip II topoizomerazlar,her iki DNA sarmalını kırarlar . Ökaryotik hücreler de tip I ve tip II izomerazlara sahiptir.Topoizomeraz I ve III tip I grubunda yer alır.İki tip II topoizomeraz; topoizomeraz IIa ve IIb,hem pozitif hem de negatif süper kıvrımları gevşetebilmesine karşın, (negatif süper kıvrım nedeni) DNA'da kıvrım azalması yapamaz. Süper kıvrım olmuş DNA molekülleri,bazı yönleriyle benzerlik gösterir.Negatif süper kıvrımlı DNA moleküllerindeki süper kıvrımlar,sağ el konumludur (soldan-sağa) .Bunlar,uzama ve genellikle birden fazla dallanmayla,sıkılaşmadan çok daralma eğilimindedir Kromatin ve Nükleoit Yapı "Kromozom" adı,bir virus,bakteri,ökaryotik hücre ya da bir organel içindeki genetik bilgiyi depolayan nükleik asit molekülünü tanımlamaktadır.Bu,ışık mikroskobunda görüldüğü gibi,boyanmış ökaryotik hücrelerin çekirdeklerinde yoğunlaşmış renkli cisimcikleri de tanımlar.Ökaryotik kromozomlar,somatik hücrelerde çekirdeğin bölündüğü mitozun hemen öncesi ve mitoz sırasında çekirdekte keskin sınırlı cisimler olarak görünmektedir.Bölünmeyen ökaryotik hücrelerde kromatin denilen kromozom materyali,şekilsiz ve çekirdeğin her tarafına rastgele dağılmış olarak gözlenir.Hücreler bölünmeye hazırlanırken,kromatin yoğunlaşır ve türe özgü sayıda iyice belirginleşmiş kromozomlara dönüşür . Kromatin,çok az miktarda RNA ile birlikte,yaklaşık eşit ağırlıkta protein ve DNA içeren ipliklerden oluşur.Kromatindeki DNA, histon denilen proteinlerle çok sıkı bağlanarak, nükleozom denilen yapısal birimlere paketlenmiş ve dizilmiştir.Kromatinde,bazıları özgün genlerin ifadelenmesini düzenleyen,pekçok histon olmayan proteinler de bulunur.Nükleozomal oluşumla,ökaryotik kromozomal DNA,en sonunda ışık mikroskobunda görülen yoğunlaşmış kromozomu oluşturmak için daha ileri düzeyde dizilmiş yapılara paketlenir. Histonlar Küçük ,Bazik Proteinlerdir Histonlar bazik arjinin ve lizin amino asitlerince çok zengindirler (Her ikisi birden tüm amino asitlerin dörtte bir kadarını oluşturur).Ökaryotik hücrelerde molekül ağırlıkları farklı beş temel histon sınıfı bulunur .H3 ve H4 histonları tüm ökaryotlarda yakın benzerlikte amino asit dizilerinden oluşur.Bu,onların işlevlerinin tam anlamıyla korunduğunu gösterir.Örneğin,bezelye ve sığırın H4 histon molekülleri arasında sadece 102 amino asitten ikisi,insan ve bira mayasında sadece 8 amino asit farklıdır.H1,H2A ve H2B histonların dizilimleri ökaryotik türler arasında daha az benzerlik gösterir. Histonların her biri,bazı amino asitlerin yan zincirleri enzimatik yolla metillenerek,ADP-ribozilasyonu,fosforillenme ya da asetillenmeyle değişikliğe uğratıldığından,çeşitli yapıda olabilmektedir.Bu tip değişiklikler,kromatinin yapısal ve işlevsel özellikleri kadar,histonların diğer özelliklerini,şeklini ve net elektrik yükünü etkilemektedir. Nükleozomlar Kromatinin Asıl Düzenleyici Birimleridir Bir "ipliğe dizilmiş boncuk"düzenindeki boncuklar,histon ve DNA bileşiminden oluşur.Boncuk ve bir sonraki boncuğa uzanan bağlaç DNA,nükleozomu oluşturur.Nükleozom,üzerinde kromatinin daha yüksek paketlenme düzeni oluşmasını sağlayan temel birimlerdir.Her bir nükleozom boncuğu sekiz histon molekülü içerir: H2A,H2B,H3 ve H4'ün her biri iki kopyalıdır.Nükleozom boncuklarının aralık düzeni,146 baz çifti sekiz parçalı histon çekirdeğinin çevresine sıkıca sarılmış ve geriye kalanı nükleozom boncukları arasında bağlaç DNA olarak işlevi olan,genellikle toplam 200 baz çiftlik tekrarlayan birimler şeklindedir.H1 histonu,bağlaç DNA'ya bağlanır.DNA'yı parçalayan enzimlerin kromatine kısa süreli uygulanması,bağlaç DNA'nın tercihli olarak parçalanmasına ve parçalanmaktan kurtulmuş olan 146 baz çiftlik DNA içeren histon parçacıklarının serbest kalmasına neden olmaktadır. Bu yapının kapalı görünümü,ökaryotik hücrelerin DNA'da kıvrımı azaltan enzimlerden yoksun olduğu halde ökaryotik DNA’da kısmen açılma nedenini açıklamaktadır.Nükleozomlarda DNA'nın solenoidal sarılmasının,DNA’nın kısmen açılmasıyla (negatif süper kıvrımlaşma) başlatılan bir süper kıvrım biçimi olduğunu anımsayınız.Nükleozom yapısındaki bir histon çekirdeği çevresinde DNA'nın sıkıca sarılması için,DNA'daki yaklaşık bir heliks döngüsünün azalması gereklidir.İn vitro olarak,bir nükleozomun protein çekirdeği gevşemiş kapalı-dairesel DNA'ya bağlandığı zaman bağlanma, yeni bir negatif süper kıvrım oluşturmaktadır.Bununla beraber,bu bağlanma olayı DNA'yı koparmaz ya da bağlantı sayısı değişmez.Böylece negatif bir solenoidal süper kıvrım oluşumuna bağlı olmayan DNA bölgesinde dengeleyici bir pozitif süper kıvrım eşlik etmek zorunda olmaktadır.Daha önce değinildiği gibi ökaryotik topoizomerazlar,pozitif süper kıvrımları gevşetebilmektedir.Bağlı olmayan pozitif süper kıvrımın gevşemesi,sabit (nükleozom histon çekirdeğine bağlı olması nedeniyle) negatif süper kıvrımı bırakır ve bir uçtan diğerine bağlantı sayısının azalmasıyla sonuçlanır.Gerçekten,in vitro olarak saflaştırılmış histonlarda topoizomerazların gerekli olduğu kanıtlanmıştır. Nükleozom çekirdeklerinde DNA'nın histonlara bağlanmasını etkileyen bir başka faktör,bağlı DNA'nın dizilimidir.Histon çekirdekleri DNA'ya rastgele bağlanmazlar,tam tersine kendilerini belirli bölgelerde tutma eğilimindedirler.Bu durum çok iyi anlaşılamamıştır,fakat DNA heliksinde histonların dokunduğu küçük oluktaki A=T baz çiftlerinin bölgesel çokluğuna bağlı olduğu ortaya çıkmıştır.Nükleozomun histon çekirdeği çevresinde DNA'nın sıkıca sarılması için bu noktalarda küçük oluğun sıkışması gerekmekte ve iki veya üç A=T baz çiftinden oluşan bir küme bu sıkışmayı daha uygun duruma getirmektedir. DNA üzerindeki bazı nükleozomların yerleşmesinde başka proteinler de gereklidir.Bazı organizmalarda,özgün DNA dizilimine bağlanan ve böylece hemen bitişikteki nükleozom oluşumunu kolaylaştıran proteinler bulunmuştur.Nükleozom çekirdeklerinin belirgin yerleşimi,bazı ökaryotik genlerin ifadelenmesinde rol oynayabilmektedir . Nükleozomlar Daha Yüksek Düzeyde Birbirini İzleyen Yapılara Paketlenmektedir Bir nükleozom çekirdeğine DNA'nın sarılması DNA uzunluğunu yaklaşık yedi kat kısaltır.Baştan sona kromozomdaki tüm yoğunlaşma,daha ileri düzeydeki düzenlemelerle 10,000 kattan daha fazladır.Çok hassas yöntemlerle saflaştırılmış kromozomlarda,nükleozom çekirdeğinin 30 nm'lik fibril denilen bir yapıda düzenlendikleri ortaya çıkmıştır .Bu paketleme,her bir nükleozomda bir histon molekülüne gereksinim duyar.30 nm'lik fibril organizasyonu,tüm kromozomu kapsamına almaz fakat,diziye özgü (histon olmayan) DNA-bağlı proteinlerin bağlandığı bölgelerle sınırlanmaktadır.30 nm'lik yapının, DNA'nın özel bir bölgesinin transkripsiyonal aktivitesiyle de bağlantılı olduğu ve genlerin transkripsiyon bölgelerinde daha az düzenlendiği belirlenmiştir. 30 nm'lik fibril,ikinci bir kromatin düzenlenmesiyle DNA'da yaklaşık 100 kat sıkılaşma sağlar.Daha ileri katlanma düzeyleri henüz bilinmemektedir.Fakat DNA'nın belirli bölgelerinin bir nüklear (çekirdeksel) iskele ile bağlantıda olduğu belirlenmiştir.İskele bağlantılı bölgeler,20,000 ile 100,000 baz çifti uzunlukta DNA ilmekleriyle ayrılır.İlmekteki DNA, birbiriyle bağlantılı bir gen seti içerebilir.Örneğin,Drosophila'da histon kodlayan tüm gen takımlarının iskele bağlantı bölgeleriyle bağlanmış ilmeklerde kümelenmiş görünmektedir .İskelenin kendisi , özellikle (fibrilin içinde yerleşmiş) çok miktarda H1 ve topoizomeraz II gibi birkaç proteini içerir.Topoizomeraz II'nin varlığı ayrıca,DNA’nın kısmen açılması ile kromatin oluşumu arasındaki bağlantıyı gösterir.Topoizomeraz II,kromatin birleşmesi için önemlidir.Bu enzimin inhibitörleri,hızla bölünen hücreleri öldürebilmektedir.Kanser kemoterapisinde kullanılan bazı ilaçlar,enzimin DNA sarmalını kırmasını teşvik eden fakat kırıkların yeniden birleşmesine izin vermeyen topoizomeraz II inhibitörleridir. Ökaryotik kromozomlarda her birinin sıkılaşma düzeyini belirgin şekilde arttıran ek organizasyon katmanlarının varlığı kanıtlanmıştır.Daha yüksek yapısal düzeni,kromozomdan kromozoma, kromozomun bir bölgesinden diğer bölgesine,ve hücre yaşamının bir anından diğer bir anına göre değişebilir.Bu yapıları açıklamaya uygun bir tek model yoktur.Bununla birlikte,ilke açıktır: ökaryotik kromozomlarda DNA sıkılaşması,kıvrım üzerine kıvrımı gerektirir. Bakteri DNA'sı da Oldukça Organizedir Şimdi özetlenmiş şekilde bakteri kromozomlarının yapısına dönelim.Bakteri DNA'sı,hücre haciminin büyük bir kesimini dolduran ve, nükleoit olarak tanımlanan bir yapı içinde yoğunlaşmıştır .Bakteri hücrelerinin DNA'sı,plazma zarın iç yüzüne bir ya da daha çok noktadan bağlı durumdadır.Nükleoitin yapısı hakkında ökaryotik kromatininden daha az şey bilinmektedir.E.coli' de,yukarıda kromatinde açıklandığı gibi, dairesel kromozomun bir dizi ilmek yapılar olarak düzenlenmiş,iskele benzeri bir yapı görülür.Ökaryotlarda nükleozomlarla sağlanan bölgesel düzenlenmeyle kıyaslanabilecek ,bakteri DNA'sında herhangi bir yapı görülmemektedir.E.coli'de çok miktarda histon-benzeri proteinler bulunur.En iyi karakterize edilmiş örnek,HU olarak bilinen iki-alt birimden oluşan bir proteindir.Ancak bu proteinler dakikalar içinde bağlanır ve ayrılırlar, düzenli ve kararlı yapıda değillerdir.Bakteri kromozomu,bir olasılıkla genetik bilgisine daha kolay ulaşılma gereksiniminn yansıtan, nispeten dinamik bir yapı gösterir. DNA BAĞLANMA MOTİFLERİ Hidrofobik grupları gizleyecek tabaka yapısı oluşturma yetenekleri sınırlı DNA-bağlanma motifleri, ya çok sıkı kararlı bir yapı ya da bir kesimiyle protein yüzeyinden bir çıkıntı oluştururlar. Helix-Turn-Helix . Bu DNA- bağlanma motifi, pekçok prokaryotik düzenleyici proteinin DNA ile etkileşmesinde çok önemlidir.Benzer motifler bazı ökaryotik düzenleyici proteinlerde de oluşmaktadır. Helix-turn-helix motifi,herbiri yedi-sekiz amino asit uzunlukta ve bir b döngüsüyle ayrılmış iki kısa a-helikal segment içinde 20 kadar amino asiti kapsar.Bu yapının kendisi genellikle kararlı değildir; sadece daha büyük bir DNA-bağlanma bölgesinin etkin kısmıdır.İki a-helikal segmentin birisi,genellikle diziye-özgü şekilde DNA ile etkileşen pek çok amino asiti içermesi nedeniyle, tanıma heliksi olarak isimlendirilir.Bu a heliks protein yapısının diğer segmentleri üzerinde yığılarak, proteinin yüzeyinde çıkıntı oluşturur.DNA'ya bağlandığı zaman,tanıma heliksi,büyük oluğun içinde ya da hemen yanında pozisyon alır.Laktoz repressörü,bu DNA-bağlanma motifine sahiptir. Çinko Parmak. Çinko parmaklar,bir tek Zn+2 iyonu ile dördü (dört Cys, ya da iki Cys ve iki His olarak) bağlanmış, 30 kadar amino asit biriminden oluşur. Çinkonun kendisi DNA ile etkileşmez,tersine,çinko ile bağlanması bu küçük yapısal motife kararlılık kazandırır.Yapının iç kısmındaki birkaç hidrofobik yan zincir de kararlılığa yardımcı olur.Çinko parmaklar,pek çok ökaryotik DNA-bağlanma proteininde oluşmaktadır.Bir tek çinko parmağın DNA ile etkileşimi zayıftır.DNA-bağlanma proteini,DNA ile eş zamanda etkileştiğinde,bağlanma sağlamlığını arttıran çok miktarda çinko parmak içerir.Xenopus kurbağasının DNA-bağlı bir proteininde 37 çinko parmak vardır.Prokaryotik proteinlerde, çinko-parmak motifinin çok az örneği bilinmektedir. Proteinlerdeki çinko parmakların DNA'ya bağlanma biçimleri, proteinlere göre değişir.Bazı durumlarda çinko parmaklar,dizilimin ayırtedilmesinde önemli amino asit birimleri içerir.Ancak bazılarının DNA'ya özgün olmayan şekilde bağlandığı görülmüştür (özgünlüğün oluşumunda gerekli amino asitler proteinin herhangi bir bölgesindedir). Çinko parmakların,RNA'ya bağlanma motifleri olarak da işlevi vardır. Örneğin,ökaryotik mRNA'lara bağlanan ve translasyonal repressör olarak etki gösteren bazı proteinler vardır. Homeodomain.Özellikle ökaryotik organizmaların gelişimi sırasında,transkripsiyonal düzenleyiciler olarak işleve sahip bazı proteinlerde, bir DNA-bağlanma bölgesi tanımlanmıştır. 60 amino asitten oluşan bu bölgeye -vücut örüntü (patern) gelişimini düzenleyen homeotik genlerde keşfedilmesi nedeniyle homeodomain denilir - türlerde oldukça korunmuş ve insanı kapsayan çok geniş organizma grubununun proteinlerinde belirlenmiştir..Bölgenin DNA'ya bağlanan kısmı,helix-turn-helix motifiyle bağlantılıdır.Bu bölgeyi kodlayan DNA dizilimi homeobox olarak tanımlanır. Düzenleyici proteinler yalnız DNA'ya bağlanmak için değil,protein-protein etkileşimleri için - RNA polimeraz ile,diğer düzenleyici proteinlerle ya da aynı düzenleyici birimin diğer altbirimleriyle etkileşim için bölgeler de içerir.Örnekler çoğunlukla, çinko parmak motifiyle DNA-bağlanma bölgelerini kullanan ve dimerler şeklinde DNA'ya bağlanan, gen aktivatörleri olarak işleve sahip pekçok ökaryotik transkripsiyon faktörünü kapsamaktadır.Bazı yapısal bölgeler,genellikle DNA'ya bağlanma için bir zorunluluk olan,dimer oluşumunda gerekli etkileşimler için ayrılmıştır. Tıpkı DNA-bağlanma motifleri gibi,protein-protein etkileşimlerine aracılık eden yapısal motifler,birkaç ortak gruptan birine girme özelliğindedirler.İki önemli örnek, lösin fermuar ve bazik helix-loop-helix 'tir.Bu tip yapısal motifler, bazı düzenleyici proteinlerin yapısal aileler şeklinde sınıflandırılmasının temelidir. Lösin Fermuar Bu motif,bir tarafında bir dizi hidrofobik amino asit biriminin yoğunlaşmış olduğu amfipatik bir a helikstir.Hidrofobik yüzey,dimerin iki polipeptidi arasında dokunum alanı oluşturur.Bu a helikslerin çarpıcı özelliği,hidrofobik yüzey boyunca her yedinci pozisyonda, bir tane lösin amino asiti bulundurarak düz bir hat oluşturmasıdır.Araştırmacılar başlangıçta lösin birimlerinin iç içe geçmiş çıkıntılar oluşturduğu (bu nedenle “fermuar” adı verilmiştir) düşüncesinde olmasına karşın biz onların birbiri çevresinde kıvrılan a heliks etkileşimi olarak yan yana uzandıklarını biliyoruz .Lösin fermuarlı düzenleyici proteinler çoğunlukla,DNA omurgasının negatif yüklü fosfatlarıyla etkileşebilen bazik (lys ya da arg) amino asit birimlerinin çok yoğunlaştığı ayrı bir DNA-bağlanma domaini içermektedir.Lösin fermuar motifleri pekçok ökaryotik ve birkaç ökaryotik proteinde bulunmaktadır. Bazik Helix-Loop-Helix Çok hücreli organizmaların gelişimi sırasında,gen ifadelenmesinin denetiminde işe karışan bazı ökaryotik düzenleyici proteinlerde,yaygın başka bir yapısal motif bulunur.Bu proteinler,hem DNA bağlanması hem de protein dimerizasyonunda önemli,yaklaşık 50 amino asitlik korunmuş bir bölge bulundurur.Bu bölge değişken uzunlukta bir ilmek ile bağlanmış iki kısa amfipatik a heliks oluşturabilmektedir.Bu motif (DNA bağlanmasıyla ilgili helix-turn-helix motifinden ayrı),helix-loop-helix’tir.İki polipeptitten oluşan helix-loop-helix motifleri,dimer yapısı oluşturmak için etkileşirler.Bu proteinlerde DNA bağlanması,lösin fermuar motifi içeren proteinlerdeki DNA-bağlanma bölgesine benzer,bazik birimlerce zengin kısa bir amino asit dizilimi aracılığıyla olur. DNA bağlanmasına ve dimerizasyona (ya da oligomerizasyona) ayrılmış yapısal bölgelere ek olarak,pek çok düzenleyici protein,RNA polimeraz ve diğer bağlantısız düzenleyici proteinlerle ya da her ikisiyle de etkileşmek durumundadır.Ökaryotlarda,protein-protein etkileşimleri için en azından üç farklı tipte ek bölgeler karakterize edilmiştir:özellikle çok bulunan amino asitleri yansıtan; glutamince-zengin,prolince-zengin ve asidik bölgeler.Gen işlevinin karmaşık düzenleyici döngülerinin temeli,protein-DNA bağlanma etkileşimleridir.

http://www.biyologlar.com/genler-ve-gen-transferi

KALITIMIN KROMOZOMAL ESASI

Bitkilerde ve hayvanlarda her tür kendine özgü sabit sayida kromozom içerir. Kromozomlarin sayisi mitoz bölünmedeki düzenli ve kesin olaylarla sabit tutulur. Birçok hayvan ve bitkide kromozom sayisi esittir. Fakat kromozomlardaki kalitim faktörleri farklidir. KROMOZOMLARIN YAPISI Ilk defa 1840 yilinda botanikçi Hofmeister tarafindan Tradescamia bitkisinin polen ana hücrelerinde görülmüs ve 1888 yilinda Vvaldeyer tarafindan da "Kromozom" ismi verilmistir. Hiçbir zaman yeniden yapilmazlar ya eskiden varolan kromozomun bölünme-sinden ya da tamamlama sentezleri ile yapilirlar. Yasamin sürekliligi kromozomlarin devamliligina dayanir. h-ler canlida kromozomlann sekli farkli olmasina karsin, ayni türde ayni kromozomlarin sekilleri birbirine benzerdir. Örnegin, 3. kromozom bir türde ayni sekle sahip olmasina karsilik, ayni türde 3. ile 8. kromozomlarin sekilleri birbirinden farklidir. Sayilari, türden türe farkli olur. Sayisi ile organizasyon derecesi arasinda herhangi bir baglanti yoktur. Küçük bir kromozom daha fazla gen tasiyabilir. Örnegin, Ascaris megalocephala un/va/ens'öe 2n = 2 (bilinen en az sayida kromozom tasiyan canli), Drosophila melanogaster'öe 2n = 8, insanda 2n = 46, keçide 2n = 60, bir tür istakozda 2n = 200, Ophyoglos-sum vulgatum (bir çesit egrelti otul'da 2n = 500 (canlilar arasinda bilinen en fazla kromozom sayili bitki) kromozom vardir. Normal vücut hücreleri anadan ve babadan gelen birer kromozom takimina sahiptir. Ana ve babadan gelen es kromozomlarin sekilleri ve büyüklükleri (esey kromozomlari hariç) birbirine esittir. Bu çift kromozom takimi bütün vücut hücrelerinde bulunur. Böyle hücrelere "S o m a t i k h ü c r e-l e r" adi verilir. Kromozom sayisi bakimindan da "D i p l o i f'tir denir ve 2n ile gösterilir. Fakat esey hücrelerinde, ergin gametlerde ve bazi ilkel canlilarin bütün hayat devrelerinde (yalniz zigot halinde diploit) kromozomlar eslerinden yoksundur. Partenogenetik çogalan bazi hayvanlarda, örnegin, erkek arilarda, vücut hücreleri-nin kromozom sayisi disilerinin somatik hücrelerindekinin yarisi kadardir. Ya erkek ya da disi esey kromozomunu bulunduranlara "G e r m i n a t i f H ü c r e l e r " denir. Esi olmayan kromozomlara da "H a p l o i t" denir ve "n" simgesiyle gösterilir. Kromozom sayisi sabit olmakla beraber bazi özeliesmis hücrelerde örnegin, böcek-lenn, özellikle bazi sineklerin tükrük bezlerinde bu sayi 2n'nin katlari seklinde bir artis gösterir. Burada kromozomlar çekirdek zan parçalanmaksizin çogalirlar. Buna "E n d o m i t o z i s" ve kromozom durumuna da "P o l i p l o i d i" denir. Çekir-dek büyüklügü kromozomlarin miktarina bagli oldugundan, poliploidide çekirdek hacminde büyüme görülür. Normal bir hücrede kromozomlar gözükmez. Profazin baslangicindan basla-yarak gittikçe yay seklinde kivrilan ve kalinlasan ince kromatin agi seklindedir. Sonunda türlere özgü kromozom seklini alincaya kadar kivrilma devam eder. Dino-f/age/lata'öa kromozomlar her zaman gözükür. Çünkü bunlarda çekirdek zan yoktur ve DNA bazik proteinlere bagli degildir. Bu tip hücreiere "M e z o k a r y o t i k" hücreler denir. Bir kromozomu kaba taslak distan incelemeye baslarsak su kisimlar (Sekil 10.3 ve 4) görülür: Aralarinda genel olarak açi bulunan iki koldan olusur. Kol-lar, primer bogumla birbirinden aynlmistir, buna S e n t r o m e r " (Kinetokor) denir. iki kolu birbirine esit olan kromozomlara "Metasentrik", esit olmayanlara ise "Submetasentrik" denir. Bir kollu gibi görünen kromozomlara da "Akrosentrik" (buniann sentromeri kromozomlarin ucundadir) (Sekil 10.5) kromozomlar denir. Bazi hayvan gruplari bu üç tipten yalniz birine sahiptir. Örnegin amfibiler yalniz metasentrik kromozomlara sahiptir. Kromozomlar üzerinde bu primer (birincil) bogumlardan baska, sekonder (ikin-cil) bogumlar da bulunabilir (Sekil 10.3 ve 4). Bazen (genellikle) kromozomun uç kis-minda uydu "S a t e l l i t" denilen yuvarlak ya da uzunca bir yapi bulunur. Uydu, kromozoma ince bir kromatin ipligiyle baglidir. Bu tip kromozomlara SAT kromo-zomlar denir. Sentromerler kromozomlarin ig ipligine takilmasini saglar. Sentromeri olmayan bir kromozom bölünmeye katilamaz ve tasfiye olur. Bu bogulma yerlerinde bulunan genler, rRNA'lari ve dolayisiyla çekirdekcikleri organize ederler. Bu genler çok defa yüzlerce kopya halinde bulunur ve buna 'Gen Amplifikasyon'u ya da 'Redunanz' denir. Kromozomlarin uçlarina da "Telomer7' denir. Kromozomun (Insanda) Ince Yapisi: Çözülmüs DNA'nin uzunlugu, bölün-mekte olan hücredeki paketlenmis kromozomlardan yaklasik 100.000 defa daha fazladir. insan kromozomlarinin agirligi, kabaca, DNA ve kromozomdaki proteinie-rin toplamina esittir. DNA'nin "Histonlar" olarak bilinen kromozomal proteinlerle olan baglantilari, tamamen yogunlasmis kromozomlar içinde DNA'nin inanilmaz derecede sikica paketlenmesim saglar. Bölünmeyen hücrelerde, çekirdek, kromatin olarak bilinen, kaba ve sekilsiz bir granüler materyal içerir. Kromatin, elektronmikroskop altinda incelendiginde, 0.3-0.5 mp çapinda boncuk dizisi gibi belirli bir yapiya sahip oldugu görülür (Sekil 10.6)- Bu kromatin ipligine çok defa "Kromonema" denir. Kromonemalar, bölünme evresine girmis kromozomlarda. "Matrix" denen, proteinlerden yapilmis amorf bir madde içerisinde bulunur. Bölünmelerin haricinde, kromatin iplikler çözünmüs olarak bulunduklari için, isik mikroskopunda görülmezler. Kromatinlerin her bir boncuguna "Nucleosom" (eski adlandinlmasi ile Kromomer) denir. Nukleozom, dört farkli histon çesidinin her birinden ikiser adet molekül içeren bir nukleozom çekirdeginden ve bunun üzerinde bir çember gibi sarili olan DNA'dan olusur (Sekil 10.6/n). Sekil 10.6/n'de görüldügü gibi DNA, nukleozom çekirdeginin etrafinda tam olarak iki defa dönmüstür. Nukleozomlar birbirlerine "Linker DNA = Baglayici DNA" denen çok uzun olmayan bir DNA zinciri ile baglanmislardir. Besinci çesit histon, nukleozomun dis yüzünde yer alir ve muhtemelen nukleozo-mun kararli kalmasini ve DNA'nin bulundugu yere sabitlestirilmesini saglar. DNA'nin nukleozom etrafinda dönen kismi yaklasik 200 baz çiftinden olusmustur ve bunun da yaklasik 1/6'si sarilmadan durur. Eger hücreler bölünme-leri sirasinda incelenirlerse, kromozomlarin bölünmeye yaklastikça yogunlastiklari görülür. Bölünen hücrelerdeki DNA'nin ve proteinlerin bu denli siki paketlenme mekanizmalari tam olarak bilinmemektedir; fakat birincil ve ikincil kivrilmalarin bu yogunlasmada önemli oldugu açiktir. Kromatinin yogunlasma derecesi. yapisal ve regulatör genlerin ürün verme derecelerinin göstergesidir. Çesitli kanitlar, kivrilmamis, yani çözülmüs kromatin-deki genlerin, yogunlasmis kromatindeki genlerden çok daha fazla okunduklarini göstermektedir. Kadinlarda çok siki paketlenmis X kromozomlarindan biri (Barr Cisimcigi), kalitsal olarak islevsizdir; nitekim homologu olan, çözülmüs ve uzamis olan ikinci X kromozomu yüzlerce okunabilir durumda gen tasir. Hücre bölünme-sinden önce kromozomlar gittikçe yogunlasirken (anafazda en yogun durumuna ulasir), bazi kromozomiarin bazi bölgelerimn diger kisimlardan daha fazla yogunlas-tigi görülür. Boyama ile, belirli evrelerde, belirii yogunlasma (kondensasyon) bölgeleri tasiyan kromozomlar gösterilebilir. Özel boyama teknikieriyle bir krorno-zom üzerinde açik (az yogunlasmis bölgeler = Eukromatik Bölgeler) ve koyu (çok yogunlasmis = Heterokromatik Bölgeler) bantlar seklinde görülen kromatin kisimlari saptanir. Her kromozomdaki bantlarin konumu kendine özgüdür ve bu bantlasmanin incelenmesi, genetik programin aydinlatilmasi için çok önemli sonuçlar verir. Her ne kadar bölünmekte olan hücrelerdeki kromozomlarin açik renkli bantlarindaki kromatin, koyu renkli olan kisimlardakine (yani çok siki paketlenmis) göre nisbeten daha çok okunabilen gen tasirsa da, bölünme olayinin ilerlemis evrelerinde, kromozomun hiçbir kisminda artik gen okunmasi meydana gelmez. Çünkü paketlenme en üst düzeyine ulasir. mRNA'ya tercüme, yalniz, bölünme döngüsüne girmemis hücrelerdeki, kismen gevsemis kromatin kisimla-rinda gerçeklesir. Histonlar, üç çesit kromozomal proteinden ancak bir grubudur. Diger ikisi yapisal ve regülatör proteinlerdir. Histonlari alinan kromozomun sekli bozulmaz; çünkü sekli olusturan yapisal proteinlerdir. Çiplak DNA sarmallari bu yapisal proteinlere tutunurlar. Regülatör proteinler en az bilinen gruptur. Büyük bir olasilikla DNA'nin çift sarmallarini ya da DNA'nin en azindan yapisal ve regülatör genlenni içeren kisimlarini tümüyle örterek kapatirlar ve böylece okunmalarini önlerler. Kromozomal regülatör proteinlerin etkisini, gelisme süreci içerisinde, belirli bir zamana ve siraya göre gösterdigi ve böylece organizmadaki yapilarin bir zaman dizisi içerisinde ortaya çiktigi bilinmektedir. Dev kromozomlarin incelenmesi (sineklerin tükrük bezlerinde, Malpiki kanalin-daki hücrelerde ve bazi yag dokularinda) oldukça önemli bilgiler vermistir. Çünkü endomitozis ile kromozomlar binlerce defa bölünmesine karsin, yavru kromonemalar yan yana kalmakta ve bu suretle kuvvetli boyanan DNA bantlari meydana gelmekte-dir (Sekil 10.7). Biz dev kromozomlari haploit olarak kabul ediyoruz. Çünkü ana ve babadan gelen kromozom çifti bunlarda birbirine kaynasmis durumdadir. Mutasyon-larin gösterilmesinde önemli rol oynarlar. Çünkü haploit oldugundan çekinik genler dahi etkisini fenotipte gösterebilecektir. Dev kromozomlarin özel bir durumunu yumurta sarisi bakimindan zengin olan balik, amfibi, sürüngen ve kuslarda görüyoruz. Mayoz bölünmenin profaz evresinde, homolog kromozomlar lamba seklinde dizilirler . Kromozomlarin döller boyunca sabit tutulmasi, gamet olusumu sirasinda, homolog kromozomlarin ikiye ayrilmasi ve yalniz bir tanesinin gametlere verilmesiyle rnümkün olur. 2n sayisi döllenme ile tekrar saglanir. Her kromozom içerisinde bir ya da birkaç özelligi kontrol eden birçok gen vardir. Her gen belirli bir yerde bulunur; bu yere lokus denir (çogul loki). Her hücrede ayni kromozomdan bir çift bulundugun-dan ayni özellige etki eden genler de çift (en azindan) halde bulunur (Y kromozo-munda bulunanlar hariç). Kromozomlar birbirinden ayrilirken genler de buna uygun olarak ayrilir. Genler, kromozomlarin içinde bir dogrultu üzerinde dizilmislerdir. Homolog kromozomlarda ayni genler ayni yerlerde bulunurlar. Dolayisiyla mayoz esnasinda sinapsis yapan kromozomlar, noktasi noktasina kavustuklarindan homolog genler tamamen birbirlerinin karsisina gelirler. Prof.Dr.Ali Demirsoy

http://www.biyologlar.com/kalitimin-kromozomal-esasi

Toprak

oprak iklim değişikliği, su yönetimi ve biyoçeşitlilik kayıpları gibi küresel çevre problemleri arasında oldukça önemli bir bağlantıyı ifade etmektedir José Luis Rubio, Avrupa Toprak Koruma Topluluğu Başkanı Toprağı neden önemsememiz gerekiyor? Toprağı ifade etmek üzere toz, çamur, kil, zemin, yer gibi birçok terim kullanıyoruz, ancak toprağa hak ettiği önemi hiçbir zaman vermiyoruz. Günümüzün sanal dünyasında birçoğumuzun toprakla bağlantısı hemen hemen hiç kalmamıştır. Ancak, toprak dünyanın yaşayan derisidir, aşağıdaki ana kaya örter ve dünya üzerinde yaşanabilmesini mümkün hale getirir. Hava ve su gibi toprak da yaşam destek sistemimizin bir parçasını oluşturmaktadır. Atalarımız toprakla daha yakın bir ilişki içerisindeydiler. Geçmişte birçok insan her gün toprakla uğraşıyordu. Eskide, toprak gıda temini için daha kritik bir görev üstlenmekteydi. Ancak, geçmişte toprağın devasa büyük bir doğal karbon deposu olarak iklim değişikliğindeki kritik rolü bilinmemekteydi. Toprak sınırlı bir kaynaktır Bu elmanın(7) Dünya gezegeni olduğunu kabul edelim. Elmayı dört eşit parçaya bölün ve bunlardan üçünü atın. Kalan çeyrek elma dünyanın kara parçasını temsil eder. Bu kara parçasının yüzde ellisi çöller, kutup veya dağlardan*, bir başka ifadeyle tarım yapılamayacak kadar sıcak, soğuk veya yüksek yerlere karşılık gelir. Bu nedenle, kara parçasını temsil eden çeyreği de ikiye bölün. Kalan elma parçasının yüzde kırkı ise tarım üretimini desteklemeyecek kadar kayalık, sığ, zayıf veya suludur. Bu parçayı da çıkarttığınızda, elmadan geriye çok küçük bir parça kalır. Yüzeyi kaplayan ve koruyan kabuğa dikkat edin. Bu ince katman yeryüzündeki yüzeysel toprak tabakasını temsil eder. Elmanın kabuğunu soyduğunuzu düşünün, bu şekilde dünyanın tüm popülasyonunun beslenmesi için oldukça az miktarda verimli toprak bulunduğunu anlayabilirsiniz. Bu verimli topraklar ayrıca binalar, yollar ve katı atık depolama alanları için de kullanılmaktadır. Ayrıca, kirliliğe karşı ve iklim değişikliği etkilerine karşı da duyarlıdır. Toprağımızı her geçen gün kaybediyoruz. *Tarımsal üretim için uygun olmayan arazilerin büyük bir bölümünün CO2 emilimi açısından önem taşıdığını unutmayın. Toprak ve karbon Toprak, bitkilerin iki katı kadar organik karbonu bünyesinde tutar. AB topraklarında 70 milyar tondan fazla organik karbon bulunmaktadır, bu da toplam küresel karbon bütçesinin yaklaşık %7'sini ifade etmektedir(8). AB'de toprak bünyesinde depolanan karbonun yarısından fazlası Finlandiya, İrlanda, İsveç ve Birleşik Krallık sınırları içerisindeki turba bataklıklarında tutulmaktadır. AB Üye Ülkelerinin her yıl tüm kaynaklardan 2 milyar ton karbon emisyon salınımına neden olduğunu dikkate alırsanız bu rakamı daha doğru değerlendirebilirsiniz. Toprak bu yüzden iklim değişikliğinde belirleyici bir rol oynamaktadır. Avrupa topraklarından atmosfere gerçekleşecek her %0,1'lik karbon emisyonu, otoyollarda ilave 100 milyon aracın neden olacağı karbon emisyonuna eşittir. Bu da AB'de şu anda mevcut araç sayısının iki katıdır. Biliyor muydunuz? Toprak, kayaçlar ile çürümüş bitkiler ve hayvanlardan meydana gelir(9) Toprak ve içerisinde büyüyen bitkiler küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık %20'sini tutar.(9) Toprak, içtiğimiz suyun ve soluduğumuz havanın bedava temizlenmesine yardımcı olur. (9) Bir hektarlık toprakta beş tona kadar hayvan yaşamı görülebilmektedir. (9) Sağlıklı bir toprak, sel riskini azaltır ve potansiyel kirleticileri nötrleştirerek veya filtreleyerek yeraltı su kaynaklarını korur.(9) Toprak Organik Maddesi (SOM) Toprak ile karbon depolama arasındaki kritik madde ‘toprak organik maddesidir’ (SOM). Bu da topraktaki canlı ve ölü tüm maddelerin toplamıdır ve bitki kalıntılarını ve mikroorganizmaları da içine alır. Çevre ve ekonomi için hayati işlevler yerine getiren, oldukça değerli bir kaynaktır ve mikroskobik ölçekte tüm bir ekosistemi temsil etmektedir. SOM, toprağın verimliliğinde çok önemli bir rol oynar. Özellikle bitkiler için yaşam iksiridir. Besin maddelerini toprağa bağlar, depolar ve ihtiyaç duyulduğunda bitkilerin kullanmasını sağlar. Bakterilerden kurtçuklara ve böceklere kadar tüm toprak organizmalarının yuvasıdır ve bu canlıların bitki artıklarını bitkiler ve ekinler tarafından kullanılabilecek besin maddelerine dönüştürmesine olanak sağlar. Ayrıca, toprak yapısını korur ve böylece suyun filtreleme özelliğini iyileştirir, buharlaşma miktarını azaltır, su tutma kapasitesini arttırır ve toprağın sıkışmasını önler. Ayrıca, topraktaki organik maddeler kirleticilerin parçalanmasını hızlandırır ve kirleticileri partiküllerine bağlayarak, yüzey sularıyla taşınma riskini azaltır. Toprak, bitkiler, karbon Fotosentez mekanizması ile, büyüyen tüm bitkiler kendi biyokütlelerini oluşturmak için atmosferden CO2 absorbsiyonu gerçekleştirirler. Ancak, bir bitki toprağın üstünde büyüdüğü kadar, gizli bir şekilde toprağın altında da eşit miktarda büyür. Kökler sürekli olarak toprağa çeşitli organik bileşikler salarak, mikrobiyal yaşamın beslenmesini sağlar. Bu da topraktaki biyolojik faaliyeti arttırır ve SOM bozunmasını hızlandırır, böylece bitkilerin büyümesi için gerekli olan mineral besin maddeleri salınır. Ayrıca, bu mekanizma tersi yönde de çalışır: bir miktar karbon, karbonu kilitleyen ve yüzyıllar boyunca atmosfere salınmasını önleyen kararlı organik bileşiklere transfer edilir. Çiftçinin tarımsal yönetim uygulamasına, toprağın tipine ve iklim koşullarına bağlı olarak, biyolojik faaliyetin net sonucu, SOM açısından olumlu veya olumsuz olabilir. SOM miktarının artması, (diğer olumlu etkilerine ek olarak) uzun vadede atmosferden karbon emilmesini sağlar. Organik madde miktarının azalması, CO2 salınması, bir başka ifadeyle yönetim uygulamalarımızın insanların neden olduğu toplam emisyon miktarına ilave yük bindirmesi anlamına gelmektedir. Bu nedenle, arazileri kullanım şekli, karbon ile ilgili toprak problemlerinin çözümü ile doğrudan bağlantılıdır. Bir başka önemli husus da otlakların, yönetilen orman arazilerinin veya doğal ekosistemlerin tarım arazilerine dönüştürülmesi durumunda toprağın karbon salmaya başlamasıdır. Avrupa çölleşiyor Canlı ve sağlıklı toprakta besinlerin yaşamı desteklemeyecek ve hatta çoğu zaman yaşamı yok edecek şekilde çekildiği ‘çölleşme süreci’ Avrupa topraklarının karşı karşıya kaldığı problemlerin oldukça dramatik bir sonucudur. ‘Kuraklık, değişkenlik ve yağışların şiddetli doğası ile geçmişteki ve mevcut insan aktiviteleri sonucu hassaslaşan topraklar güney Avrupa'nın büyük bir bölümünün çölleşme tehlikesiyle karşı karşıya olduğunu gösterir.’ José Luis Rubio, Avrupa Toprak Koruma Topluluğu Başkanı ve Valensiya Üniversitesi ve Valensiya Belediyesi tarafından yürütülen bir toprak araştırma biriminin başkanı. Güney, orta ve doğu Avrupa'nın %8'lik bir bölümü, yani 14 milyon hektarlık bir alan mevcut durumda çölleşmeye karşı oldukça yüksek bir hassasiyete sahiptir. Orta düzey hassasiyete sahip alanlar da dikkate alınırsa bu miktar 40 milyon hektara çıkmaktadır. Avrupa'da en çok etkilenen ülkelerin başında İspanya, Portekiz, Güney Fransa, Yunanistan ve Güney İtalya gelmektedir(10). ‘Toprağın kalitesinin erozyon, organik madde kaybı, tuzlanma ve toprak yapısının tahribatı nedeniyle kademeli olarak bozulması spiral bir mekanizma halinde su kaynakları, bitki örtüsü, fauna ve toprak mikroorganizmaları gibi diğer ekosistem bileşenlerine sıçramakta ve bu da terk edilmiş ve verimsiz bir arazi meydana getirmektedir. ‘Çölleşmenin sonuçlarının anlaşılması ve hatta fark edilmesi çoğu zaman oldukça güçtür, çünkü genel olarak bu sonuçlar gizli ve fark edilmeyecek şekilde meydana gelir. Ancak, bataklıkların tarımsal üretim üzerindeki etkisi, sellerin ve toprak kaymalarının artan ekonomik maliyetleri, arazinin biyolojik kalitesi üzerindeki etkiler ve karasal ekosistemin devamı üzerindeki genel etkiler çölleşmenin Avrupa'daki en ciddi çevre problemlerinden biri olmasına neden olmaktadır.’ José Luis Rubio. Avrupa toprağının korunması Toprak, oldukça önemli ve çok karmaşık bir doğal kaynaktır ve toprağın değeri hala büyük ölçüde göz ardı edilmektedir. AB mevzuatı, tüm tehditleri kapsamlı bir şekilde ele almamaktadır ve bazı Üye Ülkelerde toprağın korunmasıyla ilgili özel mevzuat yürürlüğe konmamıştır. Avrupa Komisyonu uzun yıllardır toprak politikasına yönelik öneriler geliştirmektedir. Birkaç Üye Ülke bu önerilere itiraz etmiş ve ardından politika geliştirme süreci duraklamıştır. Bu nedenle, toprağın hava ve su gibi diğer önemli bileşenlerle aynı şekilde korunması mümkün olmamaktadır. Özel konu: Turbalıklar Turba ekosistemleri tüm karasal ekosistemler arasında en verimli karbon depolama sistemidir. Turbalıklar, Dünya yüzölçümünün yalnızca % 3'ünü oluştururlar, ancak dünyadaki tüm toprak karbonunun %30'unu içerirler. Bu da uzun vadede bataklıkları dünyadaki en verimli karbon depoları haline getirir. Ancak, insanlar tarafından yapılan müdahaleler doğal üretim ve çürüme dengesini kolayca bozabilir ve bataklıkların karbon salan alanlar haline gelmesine neden olabilir. Turba drenajlarından, yangınlardan ve üretimlerden kaynaklanan CO2 emisyonlarının yıllık en az 3.000 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir; bu da dünya genelindeki fosil yakıtlarından kaynaklanan emisyonların %10'una karşılık gelir. Turbalıkların mevcut yönetimi genellikle sürdürülebilir değildir ve biyoçeşitlilik ve iklim üzerinde olumsuz bazı temel etkilere sahiptir.(11)

http://www.biyologlar.com/toprak

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0