İşte 2015’de insanlığın düşüncesine yeni bir yön veren kimi bilimsel gelişmeler: Plüton’u yakından gördük… İnsan embriyosundaki gen düzenlemesi etik tartışmaları da getirdi… Yeni bir insan türü mü bulundu?.. Yaşlanmanın sırrını çözdük mü? Kuantum dolanıklık test edildi mi?.. Enceladus’u kaplayan küresel okyanusta yaşam olabilir mi?.. Mars’ta su bulundu… Epigenom araştırmaları önemli hale geliyor… Süperiletkenlikte büyük sıçrama… Alzheimer insandan insana geçebilir mi?.. Beyin ağlarındaki delikler anıları saklıyor olabilir… vd.
Sunuş
Science News dergisi, 2015’de yayımlanan son sayısında (26 Aralık 2015, Cilt 188, Sayı: 13, ss.16-33) geçen yıla damgasını vuran, “insanlığın düşüncesinde yeni bir yönelim başlatacak” 25 önemli bilimsel gelişmeyi derleyen geniş bir yayın yaptı. Biz de derginin internet sitesinden yararlanarak bu 25 başlığı çevirdik. Her bir içerikte, o bilimsel gelişme başlığını destekleyen farklı araştırmalar derlenmiş. Orijinal yayında, her bir araştırmaya dair, daha önce aynı sitede ve dergide yer alan haberlerin referansları da yer alıyordu. Bu referansları çıkardık ve içeriklerde kısmi özetlemeler, başlıklarda kimi düzenlemeler yaptık. İsteyen, ilgili siteden tek tek başlıklara girerek referansları bulabilir.
1) Benzersiz bir gökcismi: Plüton’un üstündeki örtü kalktı
İlk defa bu kadar yakından gözlemlenen cüce gezegen Plüton’un beklenmedik manzaraları ve mavi gökyüzü şaşırttı: Donmuş azot ve metan alanlarının üzerinde, binlerce metrelik su buzu kulelerinden oluşan dağlar… Kanallarla aşınmış buzullar… Kimisi son on milyon yıl içinde oluşmuş, kimisi gezegenle yaşıt eski ve yeni topraklardan oluşmuş kırk yamalı bir battaniye zemini örtüyor. Sonra, araziye doğru yumruk atıyormuş gibi görünen iki buz volkanı…
2015’de Plüton ve uydusunun ayrıksı manzaraları, biliminsanları kadar diğer insanların da gözlerini kamaştırdı. Keşfinden 80 yıl sonra Plüton nihayet, ne olduğu belirsiz bir ışık noktasından çok daha fazlası haline geldi. Güneş’in yörüngesindeki diğer gökcisimlerine ve dünyaya benzemeyen karmaşık ve dinamik bir yapısının olduğu anlaşıldı.
Plüton’a dair bilgilerimizdeki derinleşme, yaklaşık bir kuyruklu piyano büyüklüğündeki robotik bir uzay aracının sayesinde oldu. Yaklaşık 9,5 yıl boyunca 5 milyar km yol teptikten sonra (Ay’a yaklaşık 6700 kez gidip gelmeye denk bir uzaklık), 14 Temmuz 2015’de New Horizons (Yeni Ufuklar) Plüton’a 12.500 km yaklaştı. Bu uzaklıktan, örneğin New York Central Park büyüklüğündeki özellikler görülebilir.
Uzay aracı, bu uzak ileri karakola doğru saatte ortalama 50.000 km ileyol alırken, bir şey açıkça belli olmuştu: İnsanlar Plüton’u hâlâ seviyordu. Varış gününde, dünya haberleri merakla beklerken, Laurel’daki John Hopkins Üniversitesi Uygulamalı Fizik Laboratuarı’nda yüzlerce biliminsanı ve gazeteci toplanmıştı. Plüton ve en büyük uydusu Charon’un resimleri, çok geçmeden televizyon ekranlarını, dergi ve gazetelerin sayfalarını süslemeye başladı.
2016’da gezegenler kulübünden atılan Plüton, yeniden ünlü olmuştu. New Horizons’un yöneticisi Alan Stern, gezegen olsa da olmasa da, “Plüton’un Güneş Sistemi’nin yıldızı” olduğunu söylüyor. Kısa sürede uzay aracı, ilk ayrıntılı görüntüleri yollamaya başladı. 4,6 milyon yıllık yaşamı boyunca kendini birçok kez yeniden şekillendiren Plüton, açıkça sahnedeydi. Dağları, buz akıntıları ve kraterlerden yoksun bir bölgesiyle, jeolojik olarak canlı olduğunu söylüyordu.
Güneş Sistemi’nin dışındaki kimi ayların yüzeyleri, yeniden yeniden çalışılmıştır. Ama Plüton’dan farklı olarak, bu uydular, bir ana gezegenin kütleçekiminin etkisi altındadırlar. Küçük Plüton, herhangi bir başka dünyadan uzakta olarak, gizemli bir biçimde kendini değiştiriyor.
Dünyalılar Plüton hakkındaki pek çok şeye yabancılar. Burada sıcak bir günde sıcaklık -220o C’dir. Toprağın altındaki ana kaya, sertleşmiş su buzundan oluşur. Fakat Plüton’da bizlere tanıdık gelecek bir şey vardır: Gökyüzü mavidir. Üst üste yığılmış sis katmanları ince bir atmosfer inşa etmiştir.
Sis, karanlık tarafın içine güneş ışığı saçar. Plüton’un alacakaranlığında, hafifçe aydınlatılmış garip yeryüzü şekillerinin anlık görüntüleri, araştırmacılarla dalga geçer gibidir. Bu atmosfer içinde, bitmek tükenmez mevsimler boyunca, buzlar yarımküreleri boydan boya geçerek geri ve ileri hareket ederler. Plüton’da kar böyle görünür.
Plüton’un beş tane uydusu da kimi sürprizler barındırıyordu. Koyu kutup başlıkları paralellik içermeyen Charon’u kanyonlar boydan boya yarıyordu. Styx, Nix, Kerberos ve Hydra, Güneş Sistemi’nde başka hiçbir yerde görülmeyen bir dans sergilemekteydiler, taklalar atıyor ve farklı dönüşler yapıyorlardı. Uzay aracı, elde ettiği verinin henüz sadece yüzde 20’sini Dünya’ya ulaştırabildi; araştırmacıların ulaştığı bu zengin bilgilerin henüz ucu açık. Kaliforniya Mountain View’deki SETI Enstitüsü’nden gezegenbilimci Mark Showalter, “Kim bilir, geri kalan yüzde 80 içinde daha neler var?” diyor. Showalter, New Horizons henüz hedefine ulaşmamışken, Plüton’un Styx ve Kerberos uydularını keşfetmişti.
Böylesi bir çeşitlilik, keşifler çağı henüz tamamlanmamış olan Güneş Sistemi’nin dış bölgelerinde, bizi çok daha fazla acayipliğin beklediğini müjdeliyor. NASA’nın bir diğer uzay aracı Juno, Temmuz 2016’da Jüpiter’e ulaşacak ve planlar dahilinde görevini yaparken, Jüpiter’in buzla kaplı bir gaz devi olan uydusu Europa’yı da inceleyecek. Ağustos’ta NASA’nın Kaliforniya, Pasadena’daki Jet İtişi Laboratuvarı’ndaki görevli mühendisler, Juno’yu 1980’lerden beri ziyaret edilmemiş olan Neptün ya da Uranüs’e döndürmek gibi zor bir görevi çözmeye çalışacaklar. Sonra Sedna ve Eris gibi diğer cüce gezegenler de var. St. Louis Washington Üniversitesi’nden gezegenbilimci William McKinnon, “Bu bana daha genç insanlar için umut veriyor” diyor. “Uzaya açılmak, Eris ya da başka bir gökcismini keşfetmek istediklerinde, onları bekleyen çok daha şaşırtıcı şeyler olacak” diyor.
New Horizons, rotasında gelecek durağına doğru ilerliyor: 2014 MU69, Plüton’u yaklaşık 1,6 milyon km uzağında, 50 km çapında, buzdan bir gökcismi. Plüton’dan farklı olarak, MU69, muhtemelen Güneş Sistemi’nin şafağından kalma, bozulmamış, el değmemiş bir kalıntı. Araştırmacılar orada, gezegenlerin temel yapıtaşlarına dair bir örneği incelemeyi umuyorlar.
MU69’u arkasında bıraktıktan sora, New Horizons sonunda veri aktarımını durduracak. Güneş Sistemi’nin sınırlarının dışına çıkacak ve yıldızlararası uzayda yelken açacak. İnsanlar yok olduktan uzun bir süre sonra bile, Yeni Ufuklar, galaksinin sayesinde sürüklenmeye devam edecek. Gökyüzündeki bir ışık noktasına hayretle bakan ve yeni dünyaları keşfetmek için milyonlarca kilometre boyunca araştırma yürüten insanoğlunun bir anıtı olarak uzayda kalacak.
Christopher Crockett / Çev. Nalân Mahsereci
2) Gen düzenlemesindeki devrim, etik tartışmaları da ateşledi
Çığır açıcı bir gen düzenleme teknolojisi, olası uygulama alanlarında elde edebileceği başarıların yanında, etik ve toplumsal sorunları da beraberinde getiriyor.
Önceleri bakterinin ilkel bağışıklık sistemi olarak tanımlanırken, 2012’de moleküler biyolojinin en önemli aracı haline dönüştürülmesiyle, bilim sahnesinde CRISPR patlaması meydana geldi. RNA ve işgalci virüsleri parçalayan bir enzimden meydana gelen CRISPR, neredeyse bütün canlıların herhangi bir genine, önceki yöntemlere nazaran çok daha etkili ve kesin müdahale etmeye olanak tanıyor.
İnsanların çoğu eninde sonunda gen düzenlemesinin olanaklı hale geleceğini ve hastalıklara neden olan mutasyonların gen terapisiyle düzeltilebileceğini düşünüyor. Bununla birlikte üreme hücrelerinde meydana getirilebilecek ve böylece sonraki nesillere de aktarılabilecek olası gen manipülasyonları (germ-hattı düzenlemeleri) kaygılara da yol açıyor.
Çinli araştırmacıların Nisan 2015’de yaşama şansı olmayan insan embriyolarında gen düzenlemesi girişiminde bulunduklarını duyurmasıyla birlikte, kaygılar yeniden alevlendi. Deney kısmen başarılı oldu, ancak çalışma ekibi CRISPR’nin klinik kullanıma uygun hale gelmesi için üstesinden gelinmesi gereken çok sorun olduğuna karar verdi.
2015’de Aralık ayı başlarında, Amerikan Ulusal Bilim ve Tıp Akademisi, Çin Bilim Akademisi ve Birleşik Krallık Kraliyet Topluluğu tarafından düzenlenen zirvede, uluslararası araştırmacılar, insan geni üzerinde yapılan çalışmaların doğuracağı bilimsel, etik ve denetimsel sorunları masaya yatırdı. Amerika temsilcisi Bill Foster, insanlığın geleceğini değiştirebilecek teknolojik bir kırılmanın sınırında olduğumuzu ancak körü körüne ilerlememek gerektiğini vurguluyor.
CRISPR diğer gen düzenleme sistemlerinin yanında büyük bir ilerleme, çünkü öncekilerin aksine, her DNA kesimine göre protein düzenlenmesi gerekliliğini ortadan kaldırıyor. Araştırmacılar bunun yerine, değiştirilmesi istenen gene bağlanacak bir RNA tasarlıyor. RNA da DNA’nın istenilen bölgelerini kesecek olan Cas9 enzimine rehberlik ediyor. Teknik adıyla CRISPR/Cas9 gen düzenleme sistemi, amaca uygun olarak belirli bölgedeki genleri açıp kapatabiliyor veya yerine başka bir gen koyabiliyor. Haftalar veya aylar süren eski gen düzenleme yöntemlerine karşın CRISPR sistemi gün ölçeğinde kullanılabilir hale getirilebiliyor.
Teknolojinin ilk tarifini, Kaliforniya Üniversitesi’nden Jennifer Doudna, Max Plank Enstitüsü Enfeksiyon Biyolojisi’nden Emmanuelle Charpentier ve çalışma arkadaşları verdi. Ancak CRISPR bazlı gen düzenleyicisini Harvard ve MIT Broad Enstitüsü’nden Feng Zhang’in yapmasından ötürü, patenti Broad Enstitüsü’nün oldu. Şu anda üniversiteler arasında buluşu kimin yaptığına dair tartışmalar ve hukuki süreç devam etmekte.
CRISPR teknolojisi sahneye çıktığı anda araştırmacılar kolları sıvadı ve hint maymunu, fare, zebrabalığı, meyvesineği, maya ve bazı bitkiler üzerinde genetik mühendisliğine koyuldu. 2015 Ekim’inde, domuz organlarının insana nakledilmesini daha güvenli kılmaya yarayacak 62 gen müdahalesiyle, domuz DNA’sındaki virüsler ortadan kaldırılarak, tek seferde en fazla gen müdahalesi rekoru kırıldı. Aynı ayda Çinli araştırmacılar, köpekler üzerinde CRISPR yöntemini uygulayarak doğacak yavrulardan birinin kardeşlerinden daha kaslı olmasını sağladı.
CRISPR, biyoloji dışındaki bilimciler ve çevreciler tarafından da konuşuluyor. Evlatlara aktarılan miras gen kurallarını kıracak ve bu kırılmayı diğer nesillere de taşıyacak bir gen düzenlemesi, oldukça önemli ve toplumsal bir uygulama alanı olarak karşımıza çıkıyor. Araştırmacılar on yıllardır sıtma gibi sivrisinek kaynaklı hastalıkları yok etmek amacıyla etkili genler tasarlamaya çalışıyor. CRISPR teknolojisiyle birlikte bu genin geliştirilmesi çok daha kolay olacak. Mart 2015’de, meyvesinekleri üzerinde CRISPR geni oluşturmayı planlayan araştırmacılar, Kasım ve Aralık aylarında sıtmayı yok edecek iki ayrı gen tasarımı yaptıklarını belirttiler. Bunlardan ilki sivrisineklerin birbirlerini aşılamasını sağlarken, diğeri dişi sivrisinekleri sterilize ediyor.
Çalışmalar umut verici, ancak genetiği değiştirilmiş laboratuvar canlılarının doğaya kaçıp diğer canlıları doğrudan veya dolaylı etkileme olasılığı da kaygı verici. Gen manipülasyonu konusundaki tartışmalar olgunlaşmış değil, aksine yeni başlıyor.
Tina Hesman Saey / Çev. Hakan Sert
3) Erken akrabaları, insan soyağacını sarsabilir
2015, biliminsanlarının insanın evrimsel ailesinin eski sırlarını çözmek uğraşısında, bir dizi kışkırtıcı ve tartışmalı yeni buluntu dizisine ev sahipliği yaptı. Bir dizi fosilin keşfi, insan cinsiHomo’nun kökeni için önemli bir anlayış potansiyeli sunuyordu. Özellikle, Güney Afrika’da bulunmuş bir grup fosil, kafa karıştırıcı ve canlı tartışmaların eşlik ettiği yaygın bir heyecan dalgasını tetikledi.
Eğer Güney Afrika fosillerinin kâşifleri, ne buldukları hakkında yanılmıyorsa, Homo cinsinin en azından bazı erken üyeleri, dik yürüme için şekillenmiş ayak ve bacakların yanı sıra, ağaçlara tırmanmak için uygun olan kalça, göğüs ve omuzlarla, insan ve ape benzeri özelliklerin beklenmedik karmaşıklıkta bir bileşimine sahipti. Bu eski insansıların (hominidler), daha sonraki Homotürlerine benzeyen bir kafatası içinde, kimsenin beklemediği kadar küçük beyinleri vardı. Yılın en ilginç evrimsel gelişmesi, Johannesburg’daki Witwatersrand Üniversitesi’nde Lee Berger ve meslektaşları tarafından, daha önceden bilinmeyen ve Homo naledi olarak adlandırılan bir türe ait 1500 fosili içeren buluntunun bildirilmesiydi.
Güney Afrika’da bir yeraltı mağarasının zemininde fosiller olduğunu fark eden mağara kâşifleri, Berger’i durumdan haberdar ettiler. Berger 2013’de fosillerin çıkarılması için facebook ve twitter gibi sosyal medya hesaplarından duyurular yayımladı. Bu duyuruda özellikle “minyon tipli, dar ve düz göğüs kafesine sahip, paleontolojik ve arkeolojik kazı çalışmalarında deneyimli bayan mağara çalışanlarının” işe alınacağı belirtildi, küçük bir ayrıntı ile çalışma ücret karşılığı olmayabilirdi.Berger, 57 başvurudan sadece 6 deneyimli ve fiziksel olarak uygun adayı seçti. Girişimin sıra dışı doğasıgeniş ilgi görmüştü; çalışma, insanın geçmişini keşfetmesinin kimi yollarının, ne kadar zorlayıcı olabileceğini gösteriyordu. Nihayetinde cesur bir çalışma süreciyle 15 bireyden arta kalan kemiklere ulaşıldı. Beyinleri, 2-4 milyon yıl yaşında olanAustralopithecus cinsinden daha büyük değildi.
Las Vegas’daki Nevada Üniversitesi’nden Brian Villmoare, insanların özel olarak doğrudan Australopithecus türünden türediğini söylüyor. O ve ekibi, Etiyopya’da, 2,8 milyon yıl önceye tarihledikleri, bilinen en eski Homo fosilini bulmuş olabilir. Bu fosil, Etiyopya çevresinde 3 milyon yıl önce soyu tükenmiş bir hominid türü olan Australopithecus afarensis’den kalançene fosilleriyle çene özelliklerini paylaşıyor. Villmoare ve meslektaşları, ünlü fosil Lucy’nin kısmi iskeletini de içeren A. afarensis’in insan cinsine evrildiğini savlıyor.
Beklendiği gibi, alanında söz sahibi kimi insanlar, uzun süre önce yok olmuş türlerin bu yeni bulunan kısmi kalıntılarıyla ilgili olarak, Berger ya da Villmoare’nin sonuçlarıyla aynı fikirde değiller.H. naledi’nin bulunduğu mağarada toprak katmanlarının yer değiştirmesi, fosillerin orijinal yerlerinin saptanmasını ve tarihlendirilmesini zorlaştırıyor. Dolayısıyla biliminsanları, kemiklerin yaşının ne olduğunu bilmiyorlar. Berger, Homo naledi’nin olasılıkla Afrika’nın güney ucunda, Homo cinsinin kökenlendiği tarihin civarlarında, 2 milyon yıl önce yaşadığını iddia ederken, fosillerin daha genç olması da pekâlâ mümkün. Homo erectus gibi daha önce bilinen bir türe ait olabilecekleri gibi, aynı dönemden Australopithecus türlerinin bir temsilcisi de olabilirler. Antik Etiyopyalı çenesi buluntusunda ise eleştirmenler, daha fazla kemik olmaksızın, herhangi bir sonuca ulaşmanın zor olduğunu belirtiyorlar.
2015’de paleoantropoloji alanında, biliminsanlarının üzerinde anlaşacağı büyük bir keşif de gerçekleşti: Taş araç yapımının Homo cinsinden önceki kökeni. Projenin yöneticisi, New York Stony Brook Üniversitesi’nden Sonia Harmand, Kenya’da 3,3 milyon yıl yaşındaki taş alet edavatın ortaya çıkarılması çalışmasını yürüttü. Lucy’nin bölgesinden Doğu Afrika hominidlerinin, bu aletleri yaptığına dair kanıtlar açıkça ortadaydı. Harman’ın keşfini yayımlamasına dek, hiçbir taş araç 2,6 milyon yıldan önceye tarihlendirilmemişti.
Daha fazla fosil ortaya çıktıkça tartışmalar sürecek. Örneğin son günlerde, Cleveland Doğa Tarihi Müzesi’nden araştırmacılar, Lucy ile aynı dönemlerde yaşayan, Australopithecus’un yeni bir türü olarak tanımladıkları bir keşif yaptılar. Bulunacak yeni iskelet kalıntıları, sırlarını ifşa ederek, kâşiflerini peşlerinden sürüklemeye devam edecek.
Bruce Bower / Çev. Nalân Mahsereci
4) Hücreler yaşlanma gizemiyle ilgili ipucu veriyor: Herkes yaşını aynı oranda mı gösterir?
Duke Üniversitesi’nin yaptığı bir çalışmada, 38 yaşındaki yaklaşık bin kişinin sağlık durumu analiz edildi. Bulgulara göre kimi denekler bulunduğu yaştan 10 yıl kadar daha yaşlı gözükürken kimileri ise daha genç gösteriyor. Biyolojik yaş belirlenirken vücut kitle endeksi, kan basıncı, kolesterol gibi faktörler göz önüne alınıyor. Elde edilen sonuçların, “Bazı insanlar 120 yaşına kadar sağlıklı yaşarken bazıları neden 70 yaşına gelmeden çöküyor?” gibi merak uyandıransorularla ilişkili olduğu düşünülüyor.
Son zamanda yapılan çalışmalar ilginç ipuçları ortaya koydu. Araştırmacılara göre yaşlanmanın temelinde, hücrelerdeki moleküler karmaşa yatıyor olabilir. Farelerin karaciğeri ve beyinlerindeki protein popülasyonlarınıçalışan, Biyolojik Çalışmalar için Çocuk Felci Enstitüsü’nden Martin Hetzer ve çalışma arkadaşlarının raporuna göre, uzun ömürlü beyin proteinlerinin bulunduğu hücre sistemleri zamanla zarar görüyor. “Proteinler, hücresel fonksiyonlarda temel rol oynar” diyen Hetzer, “karaciğer hücrelerinin aksine beyin hücreleri, hayvanların hayatı boyunca varlığını sürdüreceği proteinlere bağlıdır. Örneğin bazı proteinler, beyin hücreleri arasındaki mesajlaşmanın kontrolünde görev alır; bazıları, hücrenin organize olmasını sağlar. Bu proteinlerin bozulması yaşlanmada anahtar rol alabilir” diye ekliyor.
Science dergisinde yayımlanan bir makalede, yaşlı ve genç deneklerden alınmış diş DNA örnekleri incelendi. Çalışmaya göreheterokromatin adı verilen, genç ve sağlıklı insanlarda DNA parçalarının sıkı sıkıya paketlendiği yapılar, yaşlılarda o kadar da sıkı paketlenmiyor. Araştırmacılar esasında DNA paketlenmesindeki bu organizasyon bozukluğunu erken yaşlanma bozukluğu olarak bilinen Werner sendromunu çalışırken tanımlamışlardı. Genomun 3 boyutlu yapısındaki değişim, proteinlerin kolaylıkla DNA parçalarına erişmesine yol açıyor.
DNA paketlenmesinin ve protein bozulmasının ötesinde, temel sınırların yıkılmasıyla da vücut yaşlanabilir. Beyindeki genç kök hücreler bölündüğünde, yararsız proteinleri yavru hücrelere dönüştürecek bir duvar oluştururlar (Yararsız hücreler, hücresel mekanizmayı kirletir. Bu, kök hücrelerin yeni beyin hücresi üretmesi açısından problemdir). Diğer taraftan yaşlı kök hücreler gençler kadar düzenli değildir. Yine Science dergisinde yayımlanan bir makaleye göre, beyindeki yaşlı kök hücreler, yıpranmış endoplazmik retikulum duvarlarına sahiptir. Bu zayıf duvarlar da hücre bölünmesi sırasında hücresel atıkların içeri sızmasına engel olamaz ve böylece kök hücrelerin çoğalma kabiliyeti sınırlanır.
Bir başka koruyucu duvar olan kan-beyin bariyeri de zamanla yıpranabilir. Bu bariyer genellikle kandaki toksinlere karşı beyni korur. Ancak yaşlı insanların MRI taramalarında bariyerin geçirgenliği ölçüldüğünde, hipokampüs(öğrenme ve hafızayla ilgili kısım) civarlarında sızıntıların gerçekleştiği tespit edilmiş vehasarın sebebi perisitlerin zarar görmesiyle ilişkilendirilmiştir.
Yine yaşlı insanlarda, bariyer bütünlüğünde farklar ortaya çıkmakta. Güney Kaliforniya Üniversitesi’nden Berislav Zlokovic ve çalışma arkadaşlarının Neuron dergisinde yayımladığı makaleye göre,öğrenme ve hafıza problemi çekenlerdeki perisit hasarı, aynı yaştaki başka bireylere oranla daha fazladır. Beyin bariyerindeki bozulmalar, araştırmacılara göre ileri yaşta bilişsel bozukluklara yol açabilir.
Sonuç olarak, bilimciler yaşlanma gizeminin parçalarını yavaş yavaş aydınlatıyor. Bu yıl belirlenen moleküler olaylar önceki keşiflerin -telomerin kısalması, kromozomların üzerindeki koruyucu başlıklar vb.- üzerine yenilerini koyarak ilerledi. Henüz resim tamamlanmış değil, “Sağlıklı yaşlanma ile hastalığı nasıl ayırt edebiliriz? Çevresel ve genetik faktörlerin etkileri ne kadar?” gibi büyük sorular hâlâ cevap bekliyor.
Hetzer’e göre bir sonraki büyük sınav, hücresel değişimlerden hangilerinin yalnızca yaşlanmanın işareti ve hangilerinin yaşlandırıcı olduğunu bulmak olacak. Bu detayların anlaşılmasının, yaşlanma karşıtı ilaçların tasarlanmasına olanak tanıyabileceğini belirten Ulusal Yaşlanma Enstitüsü’nde Felipe Sierra, “İnsanları sağlıklı beslenmeye ve spor yapmaya teşvik etmek pek işe yaramış görünmüyor; bir alternatife ihtiyacımız var” diye ekliyor. Günün birinde tıpkı kolesterol veya şeker hastalığına yazılanlar gibi, yaşlanmaya karşı yazılabilecek ilaçlar geliştirilebilir.
Meghan Rosen / Çev. Hakan Sert
5) Küresel ısınma hızla devam ediyor
Araştırmacıların 2015 raporlarına göre, iklim değişikliğine şüpheyle yaklaşanların elini güçlendiren küresel ısınmadaki duraklama, aslında hiç var olmadı.
1998’de onyıllardır artan ısınmanın azaldığı kanısına varıldığında, büyük bir yaygara kopmuştu. O yıldan 2012’ye dek Dünya’nın ortalama yüzey sıcaklığı, 1951-2012 ölçümlerinden yaklaşık üçte bir daha az artmıştı.Isınmadaki bu duraksamaya birçok bilimci tarafından açıklama aranırken, iklim şüphecileri de içten içte seviniyordu.
Haziran ayında Ulusal Okyanus ve Atmosfer Kurumu, aradaki boşluğun sebebini bulduğunu açıkladı. Bazı bilimcilerin önerdiği gibi sebep rüzgârların değişimi ya da ufak çaplı volkanik faaliyetler değildi. Asıl sebep sıcaklık verilerindeki küçük boşluklar ve sapmalar neticesinde oluşan yapay bir durağanlıktı; yani yavaşlama hiç gerçekleşmemişti. Hatanın kaynağının okyanus yüzey sıcaklık ölçümlerindeki yöntem değişimleri olduğu bulundu.
2. Dünya Savaşı öncesindeki sıcaklık ölçümleri, gemilerden kovalarla çekilen sularla yapılmaktaydı. Daha sonra motorları soğutmak için okyanustan pompalanan su kullanıldı. Bugün ise bilimsel şamandıralar kullanılarak okyanus sıcaklığının çok daha hassas ölçümleri yapılıyor. Neticede şamandıraların ortalama sıcaklık kayıtlarına göre hesaplanan okyanus sıcaklığı, gemi ölçümlerinden gelen okyanus sıcaklığından 0,12 derece kadar yüksek çıkıyor. Yöntem değiştikçe sıcaklık okumaları da değişti ve böylece okyanusun soğuduğuyla ilgili yanlış bir kanı doğmuş oldu.
Sapmalar düzeltilip yeni veriler de eklendikten sonra elde edilen sonuçlara göre, Dünya’nın 2000 ile 2014 arasındaki ortalama yüzey sıcaklığı 0,116 derece artmıştır. Bu, 20. yüzyılın ikinci yarısında kaydedilen artışla uyum içerisindedir.
Sapmalar düzeltilmeden bile ısınmadaki duraksamanınanlam ifade etmediğini söyleyen iklimbilimci Bala Rajaratnam ve çalışma arkadaşlarının, İklim Değişimi dergisinde iddia ettikleri üzere, olduğu sanılan aralık doğal değişkenlikle de açıklanabilirdi, ancak yine de uzun vadede genel eğilim değişmezdi.
Paleoklimatolog Richard Zeebe, “doğaya şu an yaptıklarımız eşi görülmemiş düzeyde” diyor. Dünya atmosferindeki karbondioksit seviyesi milyon parçacık başına 400’ün üzerine çıkmış durumda, ki bu gelmiş geçmiş en yüksek karbondioksit seviyesi.Araştırmacıların ölçümlerine göre, neredeyse durağan durumdaki Güney Antartik Buzulları erimeye başladı ve kıtanın en büyük buz kabuklarından biri olan Larsen C. hızla parçalanıyor. Okyanusun ısınması ve buzulların erimesi, 1993’den beri her yıl deniz seviyesini 80 mm yükseltiyor.
Kuzey kutbu ise, öngörülere göre ilk buzulsuz yazını 2052’de yaşayacak (bu tarih daha önce tahmin edilenden neredeyse 10 yıl daha erken). Buna ek olarak hızlı ısınmanın sonucu olarak kuzey yarımküre boyunca ölümcül ısı dalgaları ortaya çıkacak. 2100 yılında Pasifik’teki tayfun yoğunluğu yüzde 14 oranında artacak.
Değişimi yakalayabilmek için Zeebe ve çalışma arkadaşları, yaklaşık 56 milyon yıl önce karbondioksit seviyelerinin 1000 ppm değerinden 1700-2000 ppm’ye çıktığı zaman periyodunu çalıştılar. Ekibin bulgularına göre, dönemdeki hızlı CO2(karbondioksit) artışı, havanın yaklaşık 5 derece ısınmasına yol açtı. Ancak bugünkü CO2 artışıyla karşılaştırılabileceko dönemde, Dünya yüzeyinde buz tabakaları kalmamış ve ormanlar kutuplara kadar uzanmıştı.Zeebe ve ekibi, iklim simülasyonları ve okyanus tortusu verileri kullanarak bahsi geçen periyodun 4000 yıl sürdüğünü ve bu süre zarfında her yıl 1,1 milyar ton karbon salınımı olduğunu hesapladılar. Bu sayı ise 2013’teki fosil yakıt kaynaklı karbon salınım miktarının yalnızca onda biri kadar. Zeebe, “Modern iklim değişimine en yakın tarihsel rakip bu dönemdir” diye ekliyor.
İklimin yanı sıra hava yolları taşımacılığı da sıcaklıktan etkilenecek. Sıcak daha soğuk havaya nazaran daha az yoğun olduğundan, gelecek birkaç on yıl içinde uçakların taşıma kapasiteleri azalacak.
Thomas Sumner / Çev. Hakan Sert
6) Bilim insanları yeniden üretilebilirlik problemini çözmeye çalışıyor
Yinelenebilir olmayan deney sonuçları, yıllardır özellikle sosyal bilimlerde, biliminsanları arasında korkuya yol açıyor. 2015’te konuyu inceleyen çeşitli araştırma grupları, yeniden üretilebilirlik sorununun büyüklüğü üzerine bir rapor hazırladılar. Haberler iyi değildi.
Araştırmacıların Ağustos2015’te bildirdiğine göre, 2008’de üç önemli dergide yayımlanan 97 psikoloji deneyinden 35’i yinelenebilir değil. Ekim’de yayımlanan bir analizde, sunitinib kanser ilacının tümör küçültme kabiliyetinin ortalamadan yüzde 45 daha fazla tahmin edildiği ortaya çıktı. Haziran’da yayımlanan bir bildiride ise yalnızca ABD’de tahminen yıllık 28 milyar doların, yeniden üretilebilir olmayan bilimsel çalışmalara harcandığı tespit edildi.
Bu sorunda, yayın çıkarma baskısı, bilgi ihmalleri ve hücre kültüründeki kirlilik dahil olmak üzere muhtemel çok sayıda sebep var. Hatalı istatistikler de yeniden üretilebilirliği zorlaştıran temel kaynaklardan biri ve çeşitli önemli bilimsel dergiler istatistiki analizin nasıl yürütülmesi gerektiği üzerine yönergeler belirliyor. Genetikte ve diğer alanlarda giderek büyüyen veriler yeni zorluklar ortaya çıkarıyor: Farklı analitik yöntemler çok farklı sonuçlara ulaştırabilir ve çok sayıda verinin bütünü yinelenebilirliği zorlaştırıyor.
Mükemmel yinelenebilirlik; insanlar, laboratuvar hayvanları ve hücreleri arasındaki değişkenlerin sonuçları etkilediği biyoloji ve psikolojide hiçbir zaman mümkün olmayabilir. Buna rağmen Science Exchange (“Bilim Değiştokuşu”) ve “Açık Bilim Merkezi’nin dahil olduğu çeşitli gruplar, bu konuda sorunlu başlıca alanlar olan psikoloji ve kanser çalışmalarının yinelenebilirliğinin sağlanması için çaba sarf ediyor.
Problemin çözümü hakkında fikir birliği olmasa da, öneriler genç biliminsanlarının eğitiminin geliştirilmesini, yayımlanan makalelerdeki yöntemlerin daha bütünsel açıklanmasını ve tüm veri ve ölçülerin tekrarlanan deneyler için kullanıma sunulmasını içeriyor.
Tina Hesman Saey / Çev. Aykut Özbeytemur
7) Enceladus’u kaplayan küresel okyanus
Satürn’ün ayı Enceladus’daki çalışmalarının sonuna yaklaşan NASA’nın Cassini uzay aracı, Dünya dışı yaşam araştırmaları için bu ayın yeraltı okyanuslarının harika bir başlangıç olacağına dair kanıtlar sunmaya başladı.
2004’den bu yana Satürn’ün yörüngesinde olan Cassini, 20’den fazla kez Enceladus’ın yanından geçti. Ancak yakın zamanda yapılan ölçümler, bu uydunun buzdan kabuğunun altının bir yeraltı okyanusuyla kaplı olduğunu gösterdi. Biliminsanları yaklaşık 10 yıldır, uydunun kuzey kutbunda görülen gayzerlere dayanarak bu ayda bir deniz olabileceğini düşünüyordu. Fakat ölçümlerin sonucu olarak varlığı ortaya çıkarılan yeraltı okyanusu, dünyadışı mikroorganizmaların yaşaması için daha fazla alan anlamına geliyor.
Yüzey etrafında ölçülen -200° Celsius sıcaklık ile Enceladus buz halinde. Satürn’ün uyguladığı kütleçekimi kuvvetinden doğan sürtünme bu yeraltı okyanusunu sıvı halde tutmuş olabilir. Hatta okyanusun en alt tabakadaki kayalarla buluştuğu yerde, sıcaklık 90° Celsius’a kadar çıkabilir. Bu, Dünya’daki jeotermal kaplıcalarda bulunan kayalardaki silislerin çözünüp süte benzer bir sıvı haline dönüşmesi için gerekli ısıyla eşdeğer. Bir araştırma grubuna göre, Cassini tarafından Satürn’ün halkalarından birinde keşfedilen küçük silika parçacıkları, Enceladus’un gayzerleri aracılığıyla yeraltı okyanusundan gelmiş olabilir.
Dünya’da kaplıcalar bakteri ve diğer canlılara ev sahipliği yapıyor; Enceladus’ın kimyası da yaşam için doğru koşulları sağlıyor olabilir. Biliminsanları, gayzerlerden alınan karbondioksit ve tuzların ölçümlerini kullanarak, okyanusun Dünya’daki amonyağa benzer şekilde oldukça alkali temelli olduğunu hesapladı. Kaliforniya’nın Mono Gölü gibi Dünya’da bulunanalkali göller, biyolojik anlamda dünyanın en üretken su ortamları arasındadır.
Cassini Enceladus gayzerlerine en derin dalışını 28 Ekim tarihinde yaptı. Bulgularının gelecek yıllarda bilime büyük katkı sağlayacağı âşikar. Cassini’ninEnceladus’a yapacağı en son ziyaret ise 19 Aralık 2015’de gerçekleşti.
Alexandra Witze / Çev. Yusuf Can Semerci
8) Mikrop keşifleri, yaşam ağacını yeniden düşünmeye kışkırtıyor
Arktik çamurda keşfedilen mikroplar, bir bakteriyi yutup karmaşık hayat formlarına yol açan tekhücrelilerin yakın akrabaları olabilir. Biyologlar, yaklaşık 1,8 milyar yıl önce gerçekleşen bu yutma olayının, amiplerden zebralara kadar tüm ökaryotların ayırıcı özelliği olan zarla sarılı karmaşık hücrelere yol açtığını öne sürdü.
Araştırmacılar, çökeltilerden elde ettikleri DNA’ların taranması ile Lokiarchaeota adını verdikleri yeni mikrop filumunu keşfetti. Gerçek bir hücre hiç kimse tarafından tespit edilememiş olsa da, yeni filum, bakterilerin kardeş grubu olan Arkealar ve modern ökaryotların genleriyle benzerlik gösteriyor. Analizler, hücrelerin dinamik yapısının uzun zaman önce bakteri yutmuş olabileceğini gösterdiğine işaret ediyor (Biyologlar bu birleşmenin ağaç yapısıyla değil, halkasal bir yapıyla açıklanabileceğini söylüyor). Daha sonra ne olduğu daha açık, ama hâlâ gizemini de koruyor.
Vancover’deki British Columbia Üniversitesi’nde erken ökaryot tarihini çalışan Patrick Keeling, “Mikrobiyal ökaryot çeşitliliği yeteri kadar keşfedilmiş olmadığı için, şu anda bulmacanın eksik parçaları var” diyor. Fakat yeni bulgular, nesillerdir okullarda çocuklara öğretilen, yaşamın eski çokhücreli, önyargılı ağacını yeniden şekillendirdi.
Bu yıl, eski ağacın ölüm ilanı olan ve Ökaryotik Mikrobiyolojidergisinde yayımlanan makalenin 10. yılı. Eski kitaplar ağaçta üç çokhücreli aileye (hayvanlar, bitkiler, mantarlar) bölünen bir tepe ve bu tepenin yanına Protista denen tekhücreli yaratıkların ailesinin olduğu bir kol çizerler. 1980’den sonraki kitaplar ise, genetik alanındaki yeni gelişmeler ışığında, çokhücreli aileyi 5 ila 7 kola ayırıp içerisine genelde tekhücreli olan protistalardan koyarlar.
Makalenin yazarlarından olan Saskatchewan Üniversitesi’nden Sina Adl “Yeni şema oldukça düzgün çalışıyor” diyor. SAR, Amoebozoa, Archaeplastida, Excavata ve Opisthokonta (insanlar buraya aitler) isimlerinden oluşan yeni sınıflandırma, 22 Mayıs’ta görücüye çıktı. Bu isimler henüz yerleşmiş değil.
Susan Milius / Çev. Yusuf Can Semerci
9) Kuantum acayipliği gerçek!
Bazı rahatsız edici boşluklar, kuantum mekaniğinin acayipliğini inceleyen çok önemli bir testle tamamlandı. 2015’te bildirilen deneyler, olayların uzay-zamanda birbirinden bağımsız oldukları ilkesine dayanan yerelliği,kuantum dünyasının ihlal ettiğini açıkça gösterdi. Kanada Waterloo’daki Perimeter Teorik Fizik Enstitüsü’nden Matthew Leifer, “Bu bir dönüm noktası” diyor.
Deneyler, iki madeni parayı aynı anda defalarca atacak bir kuantum eşleniklik gerçekleştirilerek yerelliği değerlendirmek için, John Bell tarafından 1964’de önerilen bir teste uygulandı. Eğer yerellik mikroskobik dünyaya uygulanırsa, bir madeni paranın tura gelmesi, diğer madeni paranın hangi yüzünün geleceği konusunda bir öngörüye yol açmaz. Bir madeni paranın gelen yüzünün diğerleriyle aynı olma sıklığı için bir limit olacaktır. Fakat Bell, madeni paralar dolaşıksa -Einstein’ın “uzaktan tuhaf bir eylem” olarak söz ettiği gibi, yerel olmayan bir bağlantı gizemine sahipse- bu limitin ortadan kalkacağını gösterdi.
Bell testleri, madeni paraları incelemek yerine, parçacıkların dönme gibi özelliklerinin ölçümleri arasındaki benzerlikleri arıyor. Onlarca Bell deneyinde yerelliğin bozulduğu sonucuna ulaşılmasına rağmen, şüpheci yaklaşanlar ikna olmuş değildi. Şimdiye kadar dolaşık ve ışık hızında temasa geçme olasılığının ortadan kalktığı tüm parçacık ikililerini ölçen ve duyargaları yeterince etkili kullanan bir test yapılamamıştı.
2015’te, Avrupalı araştırmacılar bir üniversite kampusünün iki ayrı ucu arasında (yaklaşık 1,3 km) elektronlarla bir deney gerçekleştirdi. 18 gün süren denemelerde, ekip, elektronları 245 kez dolaşık duruma getirebildi ve elektronların dönmelerini her seferinde hatasız olarak ölçümledi. Sonuçlar, yerellikle uyuşmayan bir ilişki olduğunu gösterdi.
Çalışmayı takip eden, kaçamak noktası olmayan iki testte, elektronlar yerine fotonlar ölçüldü ve daha fazla dolaşık parçacıkla, daha güçlü veriler ışığında aynı sonuca ulaşıldı.
Benzer çalışmalar sürüyor: Bir ekip, parçacıkların hangi özelliklerinin ölçüleceğine karar vermek üzere, farklı galaksilerden gelen ışıkları kullanarak yerellik etkisi ihtimalini ortadan kaldırmak üzere bir test planlıyor.
Andrew Grant / Çev. Aykut Özbeytemur
10) Başlangıçta epigenom vardı! Kimyasal modifikasyonlar DNA’ya hayat veriyor
On yıldan önce gerçekleşen bir dönüm noktasıyla, genetikçiler insan genetiğinin “kullanma kılavuzu”nu ortaya koymuştu. 2015’de, kitabın 3D formatında film uyarlaması yapıldı: Araştırmacılar, kimyasal modifikasyonların zaman içerisinde statik DNA’yı nasıl katladıkları, sıkıştırdıkları, gevşettikleri ve bu modifikasyonların genlerin aktif olup olmamasını nasıl kontrol ettiklerini listelediler.
Araştırmacılar, Roadmap Epigenomics Project’de Şubat’ta yayımlanan 20’den fazla bilimsel makaleyle bulgularını ilk kez açıkladı.Bu, Holywood filmlerinde bile görülmemiş büyüklükte bir başarıydı. Çalışmada genomun “yıldız” oyuncuları olan genler çok önemsenmedi, bunun yerine epigenetik işaretler denilen “figüran”lara odaklanıldı. Araştırmacılar, 100’den fazla tipteki insan hücresinde, DNA’nın kendisindeki veya histon denilen proteinlerdeki kimyasal modifikasyonları listeledi. Bu büyük çaba, Alzheimer hastalığıyla ilişkili olarak değişen genlerin, araştırmacıların sandığının aksine beyindeki bağışıklık hücrelerinde, sinir hücrelerinden daha aktif olduklarını ortaya çıkardı. Senaryodaki başka bir “ters köşe” ise şu oldu: Genomun sıkı paketli bölgeleri kansere sebep olan mutasyonlara daha yatkındı.
Araştırmacılar, izleyicilerin her izleyişlerinde yeni bir şey fark ettikleri bir klasik sinema filminde olduğu gibi, bu projeden ve genomu 3 boyutlu görüntüleme çabalarından elde ettikleri verileri kullanarak şaşırtıcı keşifler yaptı. Örneğin, obezitenin genetik aktarımına sebep olan başlıca genler arasında olduğu düşünülen FTO adı verilen genin, yağ üretimine etkisi olmadığı anlaşıldı. Bunun yerine, gende gizlenmiş bir genetik değişken vücudun ne tip yağ üreteceğini belirliyor. Araştırmacılar aynı zamanda, düzensiz DNA’nın erken yaşlanmayı da tetikleyebileceğini keşfetti.
Şüphesiz bu ilk epigenom filmi, devamını da tetikleyecek ve yeni her bölüm insan biyolojisinin daha derin sırlarını açığa çıkarıp, insan sağlığını geliştirmek için yeni yollar açacak.
Tina Hesman Saey / Çev. Aykut Özbeytemur
11) Süperiletkenlikte büyük sıçrama! Hidrojen sülfit süperiletkenlikte sıcaklık rekoru kırdı
20 yıllık bir boşluktan sonra süperiletkenler yine ısınmaya başlıyor.Hidrojensülfürün bir bileşimi, 203o Kelvin’de ve atmosfer basıncının bir milyon katından fazla basınçla sıkıştırıldığındaelektriği direnç göstermeden iletebiliyor. Her ne kadar bu sıcaklık -70o Celsius kadar soğuk da olsa, önceki rekor 164o Kelvin’i geçemediğinden, süperiletkenlik alanında oldukça başarılı bir ilerleme kaydedilmiş oldu.
Oda sıcaklığında sağlanabilecek süperiletkenlik, çok dayanıklı enerji depolama cihazlarına, soğutmak için sıvı helyum gerektirmeyen MRI (Manyetik Rezonans Görüntüleme) makinelerine ve yeni nesil hızlı trenlere olanak tanır. Ancak yüzyıldan fazla süren yoğun çalışmalar sonucunda halen hangi bileşimin buna olanak tanıyabileceği bilinmiyor. Herhangi yeni bir süperiletken, dünyanın sayılı laboratuvarlarında sağlanabilecek yüksek basınçlarda üretilse bile, fizikçilerin yeni materyaller ortaya çıkarmasına yol açabilir.
Max Plank Enstitüsü’nden Mikhail Eremets ve çalışma arkadaşları, hidrojensülfitteki süperiletkenliği ilk olarak Aralık 2014’te raporladı. Sülfürhidrat olarak bilinen yanıcı gazı iki elmas arasında ve çok düşük sıcaklıklarda sıkıştıran ekip, maddenin elektrik direncinin sıfıra düştüğünü ve sıcaklık 190o Kelvin’e çıkarıldığında dahi süperiletkenlik özelliğinin devam ettiğini gözlemledi.Bulgular başta bilim camiasında tartışılsa da, Eremets’in takımı altı ay sonra basınçlanmış hidrojensülfitin manyetik alanı itmesini(Meissner etkisi) göstererek tartışmaları sonlandırdı. Bu seferki çalışmada ise süperiletkenliğin 203oKelvinlere yükseldiği gözlemlendi. Bu seviye 1994’de gözlemlenen bakır bileşimli süperiletkenlerden 40 derece daha yüksek.
“Hikâye doğru yönde ilerliyor” diyen Brookhaven Ulusal Laboratuvarı yoğun madde fizikçisi Ivan Božović, diğer laboratuvarların henüz Meissner etkisini onaylamadığını,ancak Japon bir ekibin hidrojensülfit ile yüksek sıcaklıkta sıfır direnç yakaladığını belirtiyor.
Eremets benzer bileşimler üzerine çalışmaya devam ediyor. Ağustos 2015’de sıkıştırılmış fosfinin 103o Kelvin’de süperiletken davranışı gösterdiğini raporladılar. Çok daha karmaşık materyal bileşimlerinin on yıllardır çalışılmasından sonra, fizikçiler hidrojenin basit bileşimleriyle süperiletkenlik gizemini çözmeyi umuyor.
Andrew Grant / Çev. Hakan Sert
12) Alzheimer proteini insandan insana geçebiliyor mu?
Bilimcilerin bu yılki raporlarına göre, nadir kimi durumlarda, Alzheimer ile ilişkili bir protein insandan insana geçebilir. Eğer bulgular doğru ise, araştırmacıların hastalığa bakış açılarını tamamen değiştirmeleri gerekecek. Londra Kolej Üniversitesi’nden John Collinge, “Sonuçlar son derece ilginç” diyor.
Bilimciler bahsi geçen amiloid-beta proteininin bulaşıcı bir prion gibi davrandığına dair ipuçlarına sahipti. Bu şekilsiz protein, diğer proteinlerin yanlış katlanmasına sebep olarak hücreden hücreye yayılır. Collinge ve arkadaşlarının Nature dergisinde yayımladığı bir makaleye göre, 8 ölü beyine, kadavralardan elde edilen büyüme hormonu enjekte edilmiş ve beyinlerden dördünde A-beta gelişimi gözlemlenmiştir. A-beta gelişimine, 36 ve 51 yaş aralığındaki görece genç insanlarda nadiren rastlanır. Bulgulara göre gelişimi doğuran etken, A-beta bulaşmış büyüme hormonu olabilir.
Sonuçlara göre prionlar, Alzheimer hastalığı ve bunun yanı sıra Parkinson ve Huntington gibi nörodejeneratif hastalıklarda rol alıyor olabilir. Ancak bazı araştırmacılara göre bulgular,bahsi geçen hastalıkları prion kaynaklı olarak etiketlemek için henüz yeterli olgunluğa ulaşmış değil. Deli dana, kuru(beyin yeme ritüelleri sırasında yayılmıştır) ve Creutzfeldt-Jakob hastalıkları gibi prion hastalıkları bulaşma riski taşır. Fakat Alzheimer veya diğer nörodejeneratif bozuklukların bulaştığına dair hiçbir kanıt olmadığı konusunda tüm bilimciler hemfikirdir. Nörodejeneratif hastalıkları prion-benzeri hastalıklar olarak ele almak, hastalıkları durdurmak veya engellemek için yeni bir yol ortaya koyabilir. Proteinleri bozulmadan önce ortadan kaldırmak gibi yöntemler, nöral yıkımları engellemenin bir yolu olabilir.
Laura Sanders / Çev. Hakan Sert
13) Mars’ta su olduğuna dair şimdilik en iyi kanıt!
Mars’ta su var! Evet, tekrarlıyoruz. Kızıl Gezegen üzerindeki, sulu tuz minerallerinin Mars yörünge kâşifince fark edildiği, NASA tarafından yılın Mars keşfi olarak yaygın bir biçimde duyurulmuştu. Tuzlu damarlar, Mars mevsimleriyle uzayan ve daralan koyu yamaç izleri olarak aynı bölgede görünürleşiyordu. Biliminsanları tuzlu suyun olasılıkla dik yamaçlardan sızdığı sonucuna vardılar. Mars’ta su olabileceği geçmişte birçok kez bildirilmişti. Tuzlu su buluntusu, bugün gezegenin yüzeyinde akmakta olan su için şimdilik en ayrıntılı kanıt. Ve sıvı su, tuzluluğuna rağmen, Mars’ta yaşamın varlığına dair heyecan verici bir çıkarım da sunuyor.
Mars’ta yaşanılabilirlik için kimyasal kanıt, hem geçmişte hem de şimdi, başka yerlerde de birikmiş durumda. 2012’den bu yana gezegeni boydan boya dolaşan gezici araç Curiosity, yeryüzünde biyolojik molekülleri oluşturmak için kullanılan nitrojenin bir formunu, Mars kayalarında tespit etti. Asteroit etkisiyle oluşmuş bir patlamayla uzaya saçılan altı tane Mars göktaşında yürütülen çalışmalar, dünyadaki mikroplar için bir besin kaynağı olarak hizmet eden metanı içerdiklerinin anlaşılmasına yol açtı.
Mars’ta yaşam gerçekten var mı ya da daha önce hiç oldu mu? Bu soruları hiç değilse 2020’yi bekleyerek yanıtlayabiliriz. NASA 2020’de fırlatmayı planladığı gezici bir araç ile, eninde sonunda Dünya’ya analiz edilmesi için uçurarak geri yollayacağı kayaları toplayacak ve depolayacak. Bu arada biliminsanları, Mars için taze fikirleri göklerde arıyor. Mars gökleri boyunca uçan Maven adlı uzay aracı, kızaran bir tan vakti ve şaşırtıcı toz bulutlarını tespit etti. Ve Mars’ın atmosferinin, ne kadar güçlü Güneş fırtınalarıyla aşındığını, daha öncekilerden daha büyük bir hassasiyetle ölçtü. Bu süreç, milyarlarca yıl boyunca, Kızıl Gezegen’in atmosferinin büyük bölümünü kaybetmesine yol açmıştır.
Alexandra Witze / Çev. Nalân Mahsereci
14) Pasifik Levhası kaygan tabaka üzerinde yer değiştiriyor
2015’te bir grup jeolog, 6000 kilogram dinamitle ve yere kulak vererek levha tektoniği hakkındaki bilgileri sarstı.Yeni Zelanda’da iki gece boyunca yerleştirilen dinamitlerin patlamalarından kaynaklanan titreşimler, jeologlara ilk kez bir tektonik levhanın alt yüzünün görülmesi imkânını verdi. Çalışma, Pasifik Levhası’nın kaymasına sebep olan, yeryüzünün 100 km altındaki ve 10 km kalınlığındaki kısmen eriyik kayalardan oluşan alt tabakayı ortaya çıkardı. Stanford Üniversitesi’nden jeofizikçi Simon Klemperer, bulguların dikkate değer olduğunu belirtiyor: “Bu levhaların nasıl hareket ettiğinin açıklanması, 50 yıldır levha tektoniğinin belirlenmesine engel olan bilgilerden biriydi.”
Tabaka, buz pateninde bıçağın altında oluşan erimiş suyun yaptığı gibi, levhanın mukavemetini büyük ölçüde düşürüp kayganlaştırmaya yeten tahminen yüzde 2 eriyik kaya içeriyor. Çünkü bu tabaka, levha ile manto arasında bulunuyor ve bir bariyer oluşturuyor. Çalışmanın yöneticisi, Yeni Zelanda’daki Wellington Victoria Üniversitesi’nden Tim Stern, bu ayrımın manto tabakasındaki akışkan malzemenin levha tektoniğini harekete geçirdiği yönündeki yaygın görüşü sorgulattığını söylüyor. Bunun yerine, muhtemelen çökük levhanın çekmesi gibi tektonik levhanın kenarlarında oluşan kuvvetler Dünya’nın yüzeyindeki kaya plakalarını hareket ettiriyor.
Şubat’ta, Halifax Nova Scotia Enerji Departmanı’nda yerbilimci Fraser Keppie, 200 milyon yıl önce Pangaea süper kıtasını ayıranın böyle bir yanlamasına kuvvet olduğunu ileri sürdü. Daha önceki açıklamalar, süper kıtayı mantodan yükselen magma sütunlarının ayırdığı fikrine dayanıyordu. Bunun yerine Keppie, Hint Okyanusu’ndaki küçülmenin habercisi olarak, Pangaea’nın iki taraftan çekilerek Afrika ve Kuzey Amerika’ya ayrılmak üzere koptuğunu iddia ediyor.
Geçtiğimiz Mart ve Nisan’da Atlas Okyanusu’nda çalışan başka bir ekip suya ve okyanus kabuğuna titreşimler gönderen hava topları ateşledi. Bu çalışma, kaygan tabakaların tektonik levhaların altında yaygın olduğunu ortaya çıkardı ve Dünya’nın ayağımızın altında nasıl hareket ettiğini açıkladı.
Thomas Sumner / Çev. Aykut Özbeytemur
15) Kanser genetiği gelişiyor
Kişiselleştirilmiş genomlar kansere karşı yeni ve güçlü bir silah olarak sunuluyor. Fakat hastalık ile mutasyonlar arasında bağ kurmak amacıyla analiz edilen çeşitli dokulardan gelen bulgulara göre, genetik başkalaşmalar aynı şekilde hedef alınmamalı. “Genetik, onkolojiyi iyi yönde değiştiriyor” diyen klinik genetik uzmanı Benjamin Kipp, “ancak aşırı yorumlama da hastaya zarar verebilir” diye ekliyor.
Tümörlerin genetik profilleri, kanser teşhisi ve tedavi planlaması açısından daha önce görülmemiş fırsatlar yaratıyor. Örneğin, KRAS geni mutasyonlu bağırsak kanseri, cetuximab ilaç tedavisine cevap vermez; cilt kanserinde vemurafenibin işe yaraması için, melanomlardaki mutasyonun BRAF geninde etkili olması gerekir.
Fakat onkolog Victor Veculescu, bu tür genetik testler aynı hastanın sağlıklı hücreleriyle de yapılmazsa, yanlış yargılara varılabileceğini belirtiyor. 800 kanserli hastanın sağlıklı doku örneklerini ve kanserli hücrelerini karşılaştıran Veculescu, tümörlü hücrelerde meydana gelen mutasyonların yaklaşık üçte birinin sağlıklıhücrelerde de gözlemlendiğini ortaya koydu. Sözü edilen mutasyonlar kanserle ilgilisi olmayan, muhtemelen zararsız mutasyonlardan ibaret. “Sağlıklı dokuların analiz edilmesiyle tümörde bulunan mutasyonların kalıtımsal olup olmadığı açığa çıkarılabilir” diyen Velculescu, bu ayrımın, hastanın ailesinin genetik danışmanlık alıp almama kararı açısından önemli olduğunu belirtiyor.
Ancak problem daha da karmaşık: Kanserle ilgili olduğu belirlenen mutasyonlar bile her zaman kendini kanser olarak göstermeyebilir. Mayıs ayında göz kapağı derisi üzerinde yapılan bir çalışmaya göre, çok sayıda kanserle bağlantılı mutasyonun normal olduğu görüldü.
Tümörlerin genetik sınamaları yaygınlaştıkça, hastalık hakkında daha fazla bilgi sahibi olacağız. Onkolog Sameek Roychowdhury, “Kansere bakış açımızı değiştirmeye çalışıyoruz ve şimdiye dek elde ettiklerimiz buzdağının görünen kısmı” diyor.
Rachel Ehrenberg / Çev. Nalân Mahsereci
16) Çarpıştırıcıda pentakuarklar oluşturdu!
2015’de keşfedilen çekici atomaltı parçacıklar arasında iki kuark beşlisi bulunuyor. Yakın zamana kadar maddenin temel birimlerinden biri olan kuarkların, nötron ve proton gibi parçacıkları oluşturmak için yalnızca üçlü ya da bazen ikili kümelenmeler yaptığı biliniyordu. Araştırmacılar, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı’nda (LHC), esasında lambda denilen başka bir parçacığın bozunumu üzerinde çalışırken, pentakuark parçacıklarını tespit ettiler. Bozunumun yaklaşık yüzde 12’si, yalnızca beşli kuark kompozisyonuyla açıklanabilecek özellikte parçacıklar üretmişti. Fizikçiler, bu keşfin, yüzyılın başından beri pentakuarkların görüldüğüne dair birkaç bildirim içinde en inandırıcısı olduğunu söylüyor ve teorik araştırmaların büyük gruplar içindeki kuark kümelenmelerini desteklediğini ekliyorlar. Bu yeni parçacık, fizikçilerin atom çekirdeğini bir arada tutan güçlü nükleer kuvvetleri daha iyi anlamasına yardım edecek.
Andrew Grant / Çev. Nalân Mahsereci
17) Navigasyonu mümkün kılan “hız hücreleri”
Beynin derinliklerinde sıkışmış hücresel takometreler farelerin hızını ölçer. 2015’deNature’da duyurulan bu hız hücreleri, beynin dünyayı içsel olarak nasıl haritalandırdığının anlaşılmasında bilimin ihtiyacı olan eksik bir parçaydı.
Makalenin yazarlarından, Trondheim’daki Norveç Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Edvard ve May-Britt Moser bu hücrelere oldukça aşinalar. Moser çifti, hayvanların uzayda yer tespitine yardımcı olan, şebeke hücreleri denilen özelleşmiş yer bulucuların keşfiyle Nobel Ödülü’ne layık görülmüşlerdi. Şebeke hücreleri yer tespiti sırasında hayvanın ne kadar hızlı gittiği bilgisine de ihtiyaç duyar.
Bu çalışmada, bir grup sinir hücrelerinin ateşleme sıklıklarının hareket halindeki farenin hızıyla değiştiği görüldü. Bu hız hücreleri, beynin yer bulmada önemli bir bölgesinde şebeke hücreleriyle birlikte gözlemlendi.
Şebeke hücrelerinin de farklı görevleri olduğu ortaya çıktı. Mekânsal tespitin ötesinde, bu hücrelerin zaman ve hızı da haritalandırdığı farelerde gözlemlendi. İnsanların navigasyon sistemleri de aynı mekanizmayla çalıştığından, çalışmayı yürüten biliminsanları insanlarda da bu hücrelerin var olmasını olası görüyor.
Laura Sanders / Çev. Yusuf Can Semerci
18) Yapay aydınlatma vahşi yaşamı tehdit ediyor
Yapay ışıkların vahşi hayvanlarda yol açtığı karmaşa suçlarının arasına, ölümden kaçma, annelik ve kur yapmayı da ekleyebiliriz.Araştırmacılar bu sene normalde dikkatli olan güvelerin bu yeteneğini şehir ışıklarının körelttiğini açıkladı. LED aydınlatmaya boğulan uçmakta olan güvelerin yırtıcı bir yarasının sesini duyduğunda normalde yaptığı spiral dalışı yapması daha az olasıdır.
Yapay aydınlatma, dişi lahana güvelerinin yanıltarak seks feromonu üretimini azaltmasına yöneltiyor. Bunun yerine ürettikleri yeni karışım, olası eşlerini çekmek yerine itmeye yönelik bir koku yayıyor.Partnerler uyum içinde eşleşseler bile, bu sefer de zamanlama sorunları ortaya çıkmaya başlıyor.
Aşırı aydınlatma Tammar kangurularının sezonsal gün uzunluğu çözümlemesi için aldıkları ipuçlarını da deforme ediyor. Fazla ışıklandırılmış Avustralya deniz üssünde bulunan kanguruların çoğu geç çiftleşiyor ve bu gecikmiş anneler doğumların gerçekleşeceğien iyi zamanı kaçırıyorlar. Doğan yavrularının süt ihtiyacını, kurumaya başlayan bitkiler sebebiyle besinsizlikten karşılayamıyorlar.
Bu büyük sıkıntı şu ana kadar sadece karasal hayvanlarda gözlemlendi. Ayrıca araştırmacılar yapay aydınlatmanın deniz hayvanları üzerindeki etkisinin de araştırılması için farkındalık yaratmaya çalışıyor.
Susan Milius / Çev. Yusuf Can Semerci
19) Bifenol A’nın (BPA) alternatifleri de tehlikesiz değil
BPA’nın yaygın kullanılan bir alternatifinin, en azından denek hayvanları üzerinde görülen etkilerinin, insanların düşündüğü kadar tehlikesiz olmadığı anlaşıldı.
Bazı plastiklerde, diş dolgu malzemelerinde ve yazarkasa fişlerinde bulunan BPA’nın hormonal etkileri üzerine yapılan araştırmalar arttıkça, tüketiciler BPA içermeyen ürünlere yöneldi. Fakat en azından BPA yerine kullanılan alternatiflerden Bifenol S’nin (BPS)de fizyolojide ve vücut gelişiminde birtakım değişiklikleri tetiklediği kanıtlandı.
2015’te yayımlanan bir çalışmada, BPS’nin farelerde kalp atışını hızlandırdığı ve bozduğu bulundu. Başka bir raporda ise, balıkların beyin gelişimini ve davranışlarını olumsuz etkilediği açıklandı.
İnsanlar üzerindeki etkileri henüz çok açık değil, ancak mağaza kasiyerlerinin vardiyalarından sonra idrarlarında daha fazla BPS attıkları tespit edildi. Araştırmacılar aynı zamanda, kasiyerlerin kanlarında ve yaygın olduğunu düşündürtecek biçimde başka insanların idrarlarında, yapısal olarak benzer izoprooksidant fenil sülfon(BPSIP) bileşiğine rastladılar.
Janet Raloff / Çev. Aykut Özbeytemur
20) İnsanlarla köpeklerin ilişkisinin başlangıcına dair yeni bulgular
İnsan-köpek dostluğu herkesin düşündüğünden daha öncesine dayanıyor olabilir.
2015 Mayıs’ında bir kurda ait 35.000 yaşındaki kaburga kemiğiyle yapılan genetik inceleme, köpeklerle kurtların muhtemelen 27.000 ile 40.000 yıl öncesinde birbirlerinden ayrıldıklarını gösteriyor. Yeni kanıt, köpeklerin evcilleştirilmesinin tahmin edilenden çok daha önceye, yaklaşık olarak Neandertallerin soyunun tükendiği döneme dayanıyor olma olasılığını arttırıyor. Çalışmanın yöneticisi, Harvard Tıp Okulu’ndan genetikçi Pontus Skoglund, “Öte yandan köpek neslinin bu ilk üyeleri henüz uysallaştırılmamış ve insanlarla birlikte yaşamıyor olabilir” diyor.
Cornell Üniversitesi’nden Laura Shannon ve meslektaşlarının Ekim 2015’de yayımladığı bir çalışmada, köpeğin evcilleşmesinin muhtemelen bugünkü Nepal ve Moğolistan’da gerçekleştiği belirtiliyor. 185.805 genetik işaretin kullanıldığı bir analiz, günümüzde Orta Asya’daki köpek türü çeşitliliğinin dünyanın diğer yerlerinden daha fazla olduğunu da gösteriyor. Köpeğin ilk evcilleştirildiği yer olarak daha önce, Ortadoğu, Avrupa, Kuzey Afrika ve Sibirya öneriliyordu.
Chris Samoray / Çev. Aykut Özbeytemur
21) Kızılderililer Kennewick soyundan
Araştırmacılar, Washington’da 8500 yıllık iskeleti bulunduğunda birçok tatışmaya yol açan Kennewick adamının, günümüz Kızılderililerinin atası olduğunu belirtti. İskelet 1996’da keşfedildiğinden beri, Kızılderili kabileleri Kennewick adamına sahip çıktı ve geleneksel törenlerle defnetmek için kemiklerinin onlara teslim edilmesini istediler. Ancak bazı biliminsanları kafatasının şekline bakarak, yerli Polinezya halkı yada yerli bir Japon grubu olan Ainulara benzediğini savundular.
Kopenhag Üniversitesi’nden Morten Rasmussen ve meslektaşları Kennewick adamının iskeletinden DNA aldılar ve ilk kez analiz ettiler. Ve Kennewick adamının ABD’nin kuzeyinde yaşayan Kızılderililere diğer tüm halklardan daha çok benzediğini buldular. Daha önce 2004’te Kennewick adamını gömmek için başlattıkları davayı kaybeden 4 kabileden birinden olan iki kişi, günümüz DNA’sıyla karşılaştırabilmek için kan bağışında bulundu. Sıradaki iş ise Kennewick adamının en çok hangi kabileye benzediğini bulmak.
Bruce Bower / Çev. Yusuf Can Semerci
22)Bakterilerin şans eseri ölmesi araştırmacıları yanılttı
Binlerce nesildir laboratuvar deneyinde dikkatlice kontrol edilerek gelişen bakteri, bu yıl bir evrim dersi verdi: Hayatta kalmak yalnızca güçlü olmaya değil, aynı zamanda şansa bağlı.
Michigan Devlet Üniversitesi’nden, evrimsel biyolog Richard Lenski ve meslektaşları 25 yıldan uzun süredir 12 deney tüpünde koliform bakterisinin evrimini izliyor. Yaklaşık 31000. nesilde, bir tüpteki bazı bakteriler enerji kaynağı olarak sitrat denen kimyasalı kullanma becerisi geliştirdi. Biliminsanlarına göre, o tüpte sitratı kullanamayan bakteriler rekabeti kaybettikleri için ölüyorlardı.
Ancak Lenski ve arkadaşları deneyi tekrarladıklarında sitratı kullanmayan bakterilerden topladıkları canlı örneklerin, karışık bir popülasyonda 40 denemenin tümünde hayatta kaldığını gördü. Ekip bunun üzerine, muhtemelen ilk denemede, bilinmeyen bir laboratuvar kazasının bu bakterilerin ölmesine sebep olduğu sonucuna vardı. Gerçek dünyanın aksine, bu bakteriler güçlü olmamalarına rağmen yaşamlarını sürdürebiliyor. Deney çalışmalarına 13. bir tüp eklendi.
Tina Hesman Saey / Çev. Aykut Özbeytemur
23) Beyin ağlarındaki delikler anıları saklıyor olabilir
Biliminsanları, uzun vadeli anıları beyindeki sinir hücreleri arasında uzanan ağların depolayabileceğini öne sürdü. Yeni varsayım büyük bir gizemi açıklamayı deniyor: Anıları sakladığını düşündüğümüz moleküller düzenli olarak yok edilip yeniden oluşturulmasına rağmen, neden bazı anıları ömür boyu saklayabiliyoruz?
Kaliforniya Üniversitesi’nden Sakina Palida ve arkadaşları, farelerde yaptıkları çalışmalarda, perinöronal ağlar olarak bilinen sert, dayanıklı ağların bazı bileşenlerinin 180 güne kadar dayandığını gözlemledi. Dahası, protein ve karbonhidrattan oluşan bu ağlar sadece belirli bir alanı değil, beyindeki sinir hücrelerinin tümünün üzerini örtüyor. Yeni sinapslar (sinir hücreleri arasındaki iletişim bağlantıları) ağlarda delikler açarak geriye, uzun vadeli anıların saklanabileceği bir şablon bırakıyor. İlk deneylerde, ağlarda delik açmada sorunları olan farelerin, korku içerikli bir sinyali haftalar sonra hatırlamada daha kötü olduğu görüldü.
Palida, “Çalışma, insanların yaşamlarının ilk yıllarındaki olayları neden hatırlayamadığını açıklamaya yardımcı olabilir” diyor. İlk zamanlarda, sinir hücreleri henüz perinöronal ağlar tarafından yaygın olarak sarılmış değildir.
Laura Sanders / Çev. Yusuf Can Semerci
24) Yeni algoritma özdeş ağları hızla tespit ediyor
Bilgisayarların kafasını karıştıran birlik problemleri, tanınmış bir üyesini kaybetti. Bilgisayarbilimci László Babai’nın bu yıl sunduğu yeni bir algoritma, izomorfik grafik probleminin etkin bir çözümünü veriyor. Bilgisayarlar çözmek için mücadele etmesine ve gelişim içinde bir çözüm bulmasına rağmen, bu tip bir problemin artık kolaylıkladoğrulanma yolu var. Stanford Üniversitesi’nden teorik bilgisayar bilimci Ryan Williams, eğer onaylanırsa, yeni algoritmanın, alan içinde on yıldan fazlası için en büyük ilerleme olacağını söylüyor.
Problem, iki grafiği ya da bağlantılı noktaların ağlarını karşılaştıracak ve bütün noktaların aynı yolla bağlı olup olmadığını tanımlayacak bilgisayarlar gerektiriyor. Daha önceleri, problemi çözmek için gerekli olan zaman, grafik ölçeğiyle neredeyse katlanarak artıyordu. Matematiksel çabanın onlarca yılından doğan Babai’nin algoritması, polinom-benzeri (quasipolynmoial) zaman olarak adlandırılan en zorlu vakaları bile çözerek, hesaplama için gereken zamanı kontrol altında tutuyor. Babai’nin ispatı, büyük sayılar faktöringi için bir kavrayış sağlayabilir ve kontrol kolaylığıyla zorlu çözüm statüsündeki diğer problemlerin çözümünü aralayabilir.
Andrew Grant / Çev. Nalân Mahsereci
25) Ebola aşıları yolda!
Ebola aşısı geliştirme yarışı sona yaklaşmış görünüyor. Bilimciler gelecekte ortaya çıkabilecek olası salgınlara karşı stoklanabilecek iki aday üzerinde testler yaptı. İki aday da Zaire ebolavirus tarafından yapılan proteini hedef alıyor. 2014 ve 2015’de Batı Afrika’da 11 binden fazla kişinin ölümüne sebep olan virüs, Liberya’daki birkaç vaka dışında kontrol altına alınmış durumda.
Aşılardan biri, canlı ve kendini kopyalayan bir virüsün hastalara bağışıklık kazandırmasına dayalı. Ağustos 2015’de şimdiye dek yapılmış en geniş aşı denemesinin sonuçları raporlandı.7651 Gineli üzerinde yapılan aşılama sonrasında, Ebola ile yakın temas içerisinde bulunmuş ve hemen aşılanmış deneklerden hiçbirinde virüse rastlanmadı.
Diğer aday ise kendini çoğaltmayan bir virüs kullanıyor. Kasım ayında Maryland Üniversitesi Tıp Okulu’ndan Myron Levine ve çalışma arkadaşları, aşının güvenilir olduğunu Amerikan ve Batı Afrikalı katılımcılara gösterdi. Tek bir yüksek dozun, moleküler fırtınalar yaratıp virüsle savaşacak kadar güçlü olduğu belirtiliyor.
Aşı çalışmaları arasında bahsi geçen iki aşı adayının önde olduğunu ve Amerikan Gıda ve İlaç Kurumu’ndan onay almaya yaklaştığını belirten Levine, “Umuyorum ki 2016’da bu iki aşı onaylanmış olacak” diyor.
Meghan Rosen / Çev. Hakan Sert
