12 Şubat 1954 Tarihli Akis Dergisi Sayfa 24

FEN Biyoloji Suni ziraate doğru B itkiler güneş ışığından nasıl e- nerji alırlar? üneş enerjisini yapraklarında ve meyvalarında gı- da maddesi, gövdelerinde de ya_ka— cak halinde nasıl depo ederler? İşte tabiatın en çok merak edilen sır- larından biri. İlim adamlarının fo- tosentez, yani ışık yardımıyla sen- tez didikleri bu sırrın bir gün çö- zülmesi son derece önemli sonuçlar verecektir. Bitkilerin güneş ışığın- dan faydalanarak kendileri için ha- zırladıkları gıda maddeleri olmasa ne hayvanlar ne de insanlar yaşıya— bilirler. Fotosentez bütün canlıların esas gıdasını, esas hayat enerjisini sağlıyan olaydır. Dahası var; aynı zamanda bitkilerin havadaki karbo- nu yakalamaları için başlıca vasıta olan fotosentez, en sonunda kömüre ve belki de petrole kadar giden u- zun bir gelişmenin ilk adımım teş- kil eder. Böylece kömür ve büyü bir ihtimalle petrol da enerjilerini güneşten fotosentez vasıtasıyla al- mışlardır. Görülüyor ki fotosentez olayı, güneş enerjisini gerek gıda ve gerek yakacak şeklinde canlıla- rın hizmetine veren mükemel bir alettir. Kimyacılar hayat problem- leriyle ilgilenmiye başladıklarından beri fotosentez Üüzerinde uzun boy- lu durmuşlar, bu aletin nasıl işle- diğini, hangi kimya reaksiyonların- dan faydalandığını öğrenmiye çalış- mışlardır. Yüz seneden fazla bir za- manda sürüp giden bu gayretlerin gayesi bir gün bitkilerin hiç yardı- mı olmadan laboratuarda sun'i fo- tosentez yapabilmektir. Bunun ger- çekleîltiği gün ziraatte inkılâp ola- cak, hattâ ziraate büyük ölçüde ih- tiyaç kalmıyacak, gıda sıkıntısı or- tadan kalkacak, ayrıca da güneş e- nerjisinden doğrudaf() doğruya isti- e mümkün olacaktır. Henüz bu hedeflerden epey uzaktayız ama he- defleri ufukta göremiyecek kadar da uzakta değil. Son gelen haberler tamamiyle suni fotosentez yolunda en büyük adımın atılmış olduğunu ildi Kaliforniya Universite- . Arnon ve arkadaşları eîıl bitkilerin canlı hücrelerini ullanmadan fotosentez yapabilmiş- ler yani, havanın karbon dioksidi ile sudan nişasta ve şeker meydana getirmişlerdir. Atılan yeni adımın değerini an- lamak için biraz gerilere, hattâ bir asır önceye dönelim. İlk defa Lie- big, Baeyer, Willstâtter ve Stoll gi- bi kimya üstatları bitkilerin nişas- ta ve şekeri nasıl yaptıklarını ince- lediler. Şunu gördüler ki bitkinin bu iş için hain madde olarak suya ve karbon diokside ihtiyacı vardır ve reaksiyon ancak güneş ışığının yardımıyla olabilir. Burası anlaşıl- dıktan sonra yapılacak şey, karbon dioksit ve sudan başlayıp bitkide 24 rastlanan karışık organik kimya maddelerine, nişastaya, şekere ve sellüloza kadar giden uzun reaksi- on zincirinin her halkasını, her ademesini belirlemekti. Fakat böy- le karışık bir reaksiyonun gi safhalardan geçerek ilerlediğini an- lamak reaksiyona başta ve sonda hangi maddelerin girip çıktığını bulmaktan çok daha güçtür. Nite- im o zamanki kimya bilgilerine dayanan araştırıcılar bu noktada hataya düştüler. Yeşil bitkilerin te- neffüs ederken havadan karbon di- oksit alıp geriye oksijen verdikleri biliniyordu. İşte bunu düşünerek ilk araştırıcılar fotosentezde önce karbon dioksidin karbonu ile suyun birleşmesinden formaldehit denen Einstein Rusyada itibar kazandı maddenin meydana geldiğini ve bu arada karbon dioksidin oksijeninin açığa çıktığım ileri sürdüler. Fakat bu fikir gerçeğe uymuyordu ve fo- tosentez araştırmalarını uzun müd- det yanlış( yola sevketti. Ancak son yıllarda karışık reaksiyonları takip etmek için yeni bir teknik bulun- duktan sonra hata meydana çıktı. Bu yeni teknik radyoaktif gösteri- ciler (tracer) kullanmıya dayanır ve atom enerjisinin bir tatbikatı o- larak ortaya çıkmıştır. Atom enerjisi yol gösterdi R adyoaktif göstericiler, Tradyoak- tif atomlar (izotoplar) dan iba- rettir. Çıkardıkları ışınlar sayesinde her bulundukları yeri belli ederler. Böylece bir radyoaktif atomun gir- disi kimya Treaksiyonunda başına gelenlerin hepsini değilse bile ço- unu takip etmek Mmümkündür. eselâ fotosenteze giren maddeler arasına bir miktar radyoaktif kar- bon ve radyoaktif oksijen katmak suretiyle, karbon dioksitteki karbo- nun nerelere gittiği ve açığa çıkan oksijenin nereden geldiği meydana çıkarılabilir. Kaliforniya Universi- tesinde bitki fizyolojisi profesörü Daniel I. Arnon ve arkadaşları on beş senedir bu metotla fotosentezi incelemekteydiler. %im i yayınla- dıkları son buluşlarıyla fotosentezin esas safhalarının artık olduğunu biliyorlar. göre fotosentez başlıca üç safhada cereyan eder: Birinci safhada güneş ışığının tesiriyle suyun oksijen ve hidrojeni ayrılır ve serbest kalan oksijen havaya verilir. İkinci saf- hada bitkidelğ]i fosfor - bileşiklerin- den organik bir fosfor bileşiği mey- dana gelir; kısaca ATP ile gösteri- len bu madde, hayvan olsun bitki olsun bütün canlı hücrelerde rast- lanan bir esas yapı unsurudur. Ni- hayet udçuncu safhada başlıca ATP İ ımıyla fotosentezin esas re- aksiyonu cereyan eder, karbon di- hidrojenin birleşmesinden önce muftelif şeker fosfatları ve sonra da nişasta hasıl olur. anlaşılmış Sun' fotosentez , B itkilerde fotosentez — reaksiyon- larına sahne olan tabii lâbora- tuvar yaprakların üzerindeki yeşil "klorofil"” maddesidir. Klorofilin ise bir takım tanecikler içi duğu ve "kloroplast" neciklerin yapraktan — çıkarılabile- ceği anlaşılmıştır. İlk defa İngilte- rede A, V. Hili, yapraktan çıkardığı kloroplastların güneş ışı- ğımn tesiri altında suyu oksijen ve idrojene ayırabildiklerini — göster- mişti. Ancak Hill, daha ileri gide- medi ve bunların şeker de yapabi- leceklerini ortaya koyamadı. u sefer Prof. Arnon, kloroplastların tam bir fotosentez makinası teşkil- ettiklerini ve canlı yaprağın dışın- da iken de sadece güneş ışığı yar- dımıyla su ve karbon dioksitten ni- şasta ve şeker hasıl edebildiklerini ispat etmiştir. Sun'i fotosentez yo- lunda en bü%'ik adım dediğiniz işte bu keşiftir. Kaliforniyalı araştırıcı- lar ayrıca fotosentez reaksiyonları- n meydana gelebilmesi için bazı vitaminlerin hazır bulunması gerek- tiğini görmüşlerdir. Bu vitaminle- ri çıkarmak suretiyle istenilen re- aksiyonu durdurmak, dolayısıyla fotosentezi kontrol etmek mümkün- dür. Vitaminlerin hayvan organiz- malarındaki vazifesinin de bu şekil- de belirli reaksiyonları harekete %eçirmek, ilmi tabiriyle katalizör- ük yapmak olduğu biliniyor. Dr. Arnon'a göre, aynı vitaminlerin ge- rek hayvanlarda, gerek bitkilerde aynı vazifeyi görmekte olması, bü- tün canlı hücrelerin hayati kimya bakımından birbirlerine ne kadar benzediklerine yeni bir örnek teş- kil eder. AKİS, 12 ŞUBAT 1955