İnsanlar Fotosentez Yapabilir miydi? Gelecekte Fotosentez Yapmayı Başarabilir miyiz?

İnsanlar Fotosentez Yapabilir miydi? Gelecekte Fotosentez Yapmayı Başarabilir miyiz?
Yazar Ed Yong Çağrı Mert Bakırcı Editör Çağrı Mert Bakırcı
6 dakika
6,361 Okunma Sayısı
Notlarım
Reklamı Kapat

İnsanlar büyümek, avlanmak ve yiyecek bulmak zorundalardır; ancak çoğu canlı, yaşamını sürdürürken bu kadar kısıtlanmış değildir.

Bitkiler, algler ve birçok bakteri türü fotosentez ile kendi besinini üretebilir. Vücutlarında şeker üreten kimyasal reaksiyonları tetiklemek için, güneş ışığından yararlanırlar. Peki insanlar hiç buna benzer bir şey yapabilir mi? Vücudumuz, bir bitki gibi Güneş enerjisini besine çevirebilir mi?

Hayvanlar, fotosentez yapamazlar; bu, hayvan olmanın kurallarından birisidir; fakat her kuralın, bir istisnası vardır. Bunu çiftçilerin düşmanı, genetikçilerin dostu olan bezelye yaprak bitinde potansiyel bir sapma olarak görebiliriz.[1] Sekiz yıl önce, Fransa’daki Sophia Agrobiotech Enstitüsü’nden Alain Robichon, yaprak bitlerinin güneş enerjisini toplamak ve kimyasal enerji deposu görevi gören bir molekül olan ATP’yi yapmak için karotenoid adı verilen pigmentleri kullandığını bildirdi. Yaprak bitleri, mantarlardan çaldıkları genleri kullanarak bu pigmentleri kendileri için yapabilen çok az hayvan arasındadır.[2] Çok sayıda karotenoid içeren yeşil yaprak bitleri, neredeyse hiç karotenoid bulundurmayan beyaz yaprak bitlerinden daha fazla ve orta seviyede karotenoid bulunduran turuncu yaprak bitleri güneş ışığında karanlıkta olduğundan daha fazla ATP üretir.

Reklamı Kapat

Başka bir böcek olan Doğu eşek arısı, xanthopterin adlı farklı bir pigment kullanarak ışığı elektrik enerjisine dönüştüren benzer bir özelliğe sahiptir.[3] Her iki böcek de gereksinimleri fazla ve kaynakları düşük olduğunda, enerji sağlamak için yeteneklerini yedek bir jeneratör olarak kullanıyor olabilir. Ancak her iki durum da tartışmaya açık ve pigmentlerin gerçekte ne işe yaradığının detayları belirsizdir. İki örnek de karbondioksiti şekerlere ve bu tür diğer bileşiklere dönüştürmeyi de içeren gerçek bir fotosentez değildir. Güneş enerjisini kullanmak tam dönüşüm sürecinin sadece bir parçasıdır. 

Bununla birlikte, kelimenin tam anlamıyla fotosentez yapan hayvanlar da vardır. Hepsi bunu ortaklıklar kurarak yapıyor. Mercanlar buna klasik bir örnektir. Mercanlar, kendi yaptıkları dev kayalık resiflerde yaşayan, deniz şakayıklarına benzeyen yüzlerce ve binlerce yumuşak gövdeli hayvanların bir koleksiyonudur. Hücrelerinin içindeki özel bölmelerde yaşayan dinoflagellat adı verilen mikroskobik alglere bağlıdırlar. Bu sakinler veya endosimbiyontlar fotosentez yapabilir ve mercanlara besin sağlarlar.

Bazı deniz anemonları, istiridyeler, süngerler ve solucanlar da fotosentetik endosimbiyotlara sahiptir ve bunlara en az bir omurgalı örnekle bağlanırlar: benekli semender. Yeşil renkli yumurtaları, aslında içindeki embriyoların hücrelerini istila ederek onları güneş enerjisiyle çalışan hayvanlara dönüştüren alglerle yüklüdür. Algler semender yetişkine döndükçe ölür ancak bu yaşamlarının ilk dönemlerinde onlara faydalı bir enerji kaynağı sağlamadan önce gerçekleşmez.

Güneş Arkadaşları

Bu çeşitli örneklere rağmen fotosentetik ortaklar, kuraldan çok istisnadır. Konuyla ilgili klasik bir makalede, botanikçi David Smith ve böcek bilimci Elizabeth Bernays nedenini açıklıyor: Bu tür bir ortak yaşam, göründüğünden daha karmaşıktır.[4] Konağın besinlerle ortakyaşarına "ödeme" yapması gerekir. Simbiyontu, ürettikleri besinleri kendileri için biriktirmek yerine salmaya ikna etmenin yollarına ihtiyaçları vardır. Ortak popülasyonların kontrolden çıkmaması için, simbiyontların büyümelerini kontrol etmeleri ve partnerlerini bir sonraki nesle aktarmaları gerekir. (Mercanlar bunu simbiyontları çevreleyen suya bırakarak yaparlar.)   

Belki de bu tür ilişkilerini tohumlarını ekmek, göründüğü kadar zor olmayabilir. 2011 yılında, Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi’nden sentetik biyolog Christina Agapakis, fotosentetik bakterileri embriyo halindeyken balıklara enjekte ederek yavru zebra balıklarınının onları kabul etmesini sağladı. Bloguna yazdığına göre "En büyük sürpriz, hiçbir şeyin olmamasıydı."[5] Balık fotosentez yapamadı; ama aynı zamanda bakterileri de reddetmedi. Agapakis’in deneyi, omurgalı hayvanların en azından fotosentetik mikropların varlığına veya yavru semenderleri besleyen türlere tahammül edebildiğini gösterdi. Ve biraz ince bir ayarla, bakterileri memeli hayvanların hücrelerini istila etmeye bile ikna etti.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Simbiyontları bir bütün olarak eklemenin başka bir yolu daha var: fabrikalarını çalmak. Bitki ve alg hücrelerinde fotosentez, kloroplast adı verilen küçük yapılar içinde gerçekleşir. Kloroplastlar, milyarlarca yıl önce daha büyük bir mikrop tarafından yutulan serbest yaşayan fotosentetik bir bakterinin kalıntılarıdır. Çoğu bu tür olayların aksine, bu önemli karşılaşma, yutulmuş bakterinin sindirilmesiyle sona ermedi. Onun yerine bu iki hücre, bitki ve alg hücrelerini bugüne kadar besleyen kalıcı bir ortaklık kurdu. 

En azından bir grup hayvan (Elysia deniz salyangozları) bunu yapabildi. Bu güzel, yeşil yaratıklar, algleri besliyor ve kloroplastlarını kendileri için kullanıyor. Çalınan kloroplastlar sümüklü böceğin sindirim sistemini hizalar, ona enerji sağlar ve Elysia uzmanı Mary Rumpho'nun tarif ettiği gibi "bitki olarak yaşamasına" izin verir. Bu ilişki, onsuz yetişkinliğe ulaşamayan sümüklü böcek için hayati önem taşır.

Yaprak Almak

Sümüklü böceklerin kloroplastlarını nasıl korudukları ve kullandıkları hala gizemini koruyor. Bu yapılar yeşil USB flash sürücüsü değildir. Bunları yeni bir konak hücreye yerleştirip normal bir şekilde çalışmalarını bekleyemezsiniz; çünkü kullandıkları proteinlerin çoğu konak hücrenin genomundan kodlanmıştır. Sayıları yüzlerce olan bu proteinler, hücre çekirdeğinde yapılıp daha sonrasında kloroplasta taşınır. Elysia’nın genomunda en az 1 adet alg geni var; daha fazlası da olabilir elbette, ancak fonksiyonel bir kloroplastı mümkün kılabilecek sayıda, yani yüzlerce gene sahip olma ihtimali çok düşük.

Bu konu, başka bir zaman aydınlatılmak üzere, gizemini koruyor; ancak günümüze dönecek olursak, Cambridge Üniversitesi’nden Chris Howe şöyle diyor:

Reklamı Kapat

Bir kloroplast ile yeni bir hayvan konağı arasında bir ilişki kurmak istiyorsanız tüm bu ekstra destek makinelerine ihtiyacınız olacak. Bu genleri konak hücrenin genomuna koymanız gerekir.

Bu tür yüzlerce genle bir insan hücresini kloroplastlar için bir yuvaya dönüştürmek, büyük ölçekte genetik mühendisliğinin yardımını gerektirir.

Peki ya sonra? Simbiyozlar yer alsa, kontrol eden genler başarıyla eklense bile, bu bizim için bir fark yaratır mı? Muhtemelen hayır.

Fotosentez, kendinizi mümkün olduğu kadar Güneş enerjisine maruz bırakmadığınız sürece işe yaramayacak bir yetenektir. Bu da, hacme göre geniş bir yüzey alanı gerektirir. Bitkiler bunu geniş ve ışığı yakalayan yüzeyleri yani yaprakları sayesinde gerçekleştirir. Elysia, yani deniz sümüklüböceği düz ve yeşil bir yapıdadır. Adeta canlı bir yaprağa benzer. Aynı zamanda yarı saydam bir yapısı da vardır ki böylece ışık, dokularından içindeki kloroplastlara geçebilir.

Öte yandan insanlar, hemen hemen opak sütunlara benzerler. Cildimiz, çalışan kloroplastlarla dolu olsa bile, hayatta kalmak için ihtiyaç duyduğumuz besinlerin sadece bir kısmını üretebilir. Yetişkin bir kadın, günlük ATP ihtiyacını 700 gram glikozla karşılar. Damarlı bitkilerin fotosentez yapma hızı ve yetişkin bir kadının deri yüzey alanı (yaklaşık 1,6 m²) dikkate alınırsa bu kadın, günlük glikoz ihtiyacının sadece %1’ini fotosentezle üretebilirdi. Tümünü üretebilmesi içinse bir tenis kortu kadar derisi olması gerekirdi. Agapakis, hayvanların çok fazla enerjiye ihtiyacı olduğunu ve hareket etmenin fotosentezle pek iyi sonuçlanmadığını söylüyor:

Reklamı Kapat

Tüm enerjisini güneşten almak zorunda olan bir insan hayal ederseniz, çok sakin bir yapıda olmaları gerekirdi. O zaman, yapraklı çıkıntıları olan yüksek bir yüzey alanına ihtiyaç duyarlar. O noktada o kişi bir ağaçtır.

Ve neden buna zahmet edelim ki? Agapakis, yabani bitkileri evcilleştirerek ve onları yiyecek için yetiştirerek, fotosentez sürecini devasa bir ölçekte ve etkin bir şekilde dış kaynak olarak kullandığımıza dikkat çekiyor.

Tarım, küresel bir simbiyozdur (bezelye yaprak bitinin, kendi vücudumuzda ortak yaşam sürdürme zevki olmadan yaptıklarına dair versiyonumuz). Biz onları sadece tarlalara ekmek düzeyinde kalıyoruz.

Okundu Olarak İşaretle
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Merak Uyandırıcı! 10
  • Tebrikler! 5
  • Muhteşem! 3
  • Bilim Budur! 2
  • İnanılmaz 2
  • Üzücü! 2
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 1
  • Umut Verici! 1
  • Güldürdü 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
  1. Çeviri Kaynağı: BBC | Arşiv Bağlantısı

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 23/10/2021 02:42:14 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/4554

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Reklamı Kapat
Size Özel
İçerikler
Instagram
Skeptisizm
Doğa
Köpekbalığı
Ateş
Grip
Saç
Yüksek
Kan Hastalıkları
Transkripsiyon
Mikrop
Mikoloji
Yeni Koronavirüs
Zeka
Halk Sağlığı
Koaservat
İnsan Evrimi
Uzaylı
Gen İfadesi
Tedavi
Ağız Sağlığı
Kırmızı
Beyin
Kas
Dünya Dışı Yaşam
Covid-19
Daha Fazla İçerik Göster
Evrim Ağacı'na Destek Ol
Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katmak için hemen buraya tıklayın.
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
EA Akademi
Evrim Ağacı Akademi (ya da kısaca EA Akademi), 2010 yılından beri ürettiğimiz makalelerden oluşan ve kendi kendinizi bilimin çeşitli dallarında eğitebileceğiniz bir çevirim içi eğitim girişimi! Evrim Ağacı Akademi'yi buraya tıklayarak görebilirsiniz. Daha fazla bilgi için buraya tıklayın.
Etkinlik & İlan
Bilim ile ilgili bir etkinlik mi düzenliyorsunuz? Yoksa bilim insanlarını veya bilimseverleri ilgilendiren bir iş, staj, çalıştay, makale çağrısı vb. bir duyurunuz mu var? Etkinlik & İlan Platformumuzda paylaşın, milyonlarca bilimsevere ulaşsın.
Podcast
Evrim Ağacı'nın birçok içeriğinin profesyonel ses sanatçıları tarafından seslendirildiğini biliyor muydunuz? Bunların hepsini Podcast Platformumuzda dinleyebilirsiniz. Ayrıca Spotify, iTunes, Google Podcast ve YouTube bağlantılarını da bir arada bulabilirsiniz.
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim Gönder
Reklamsız Deneyim

Evrim Ağacı'nın çalışmalarına Kreosus, Patreon veya YouTube üzerinden maddi destekte bulunarak hem Türkiye'de bilim anlatıcılığının gelişmesine katkı sağlayabilirsiniz, hem de site ve uygulamamızı reklamsız olarak deneyimleyebilirsiniz. Reklamsız deneyim, Evrim Ağacı'nda çeşitli kısımlarda gösterilen Google reklamlarını ve destek çağrılarını görmediğiniz, daha temiz bir site deneyimi sunmaktadır.

Kreosus

Kreosus'ta her 10₺'lik destek, 1 aylık reklamsız deneyime karşılık geliyor. Bu sayede, tek seferlik destekçilerimiz de, aylık destekçilerimiz de toplam destekleriyle doğru orantılı bir süre boyunca reklamsız deneyim elde edebiliyorlar.

Kreosus destekçilerimizin reklamsız deneyimi, destek olmaya başladıkları anda devreye girmektedir ve ek bir işleme gerek yoktur.

Patreon

Patreon destekçilerimiz, destek miktarından bağımsız olarak, Evrim Ağacı'na destek oldukları süre boyunca reklamsız deneyime erişmeyi sürdürebiliyorlar.

Patreon destekçilerimizin Patreon ile ilişkili e-posta hesapları, Evrim Ağacı'ndaki üyelik e-postaları ile birebir aynı olmalıdır. Patreon destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi 24 saat alabilmektedir.

YouTube

YouTube destekçilerimizin hepsi otomatik olarak reklamsız deneyime şimdilik erişemiyorlar ve şu anda, YouTube üzerinden her destek seviyesine reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. YouTube Destek Sistemi üzerinde sunulan farklı seviyelerin açıklamalarını okuyarak, hangi ayrıcalıklara erişebileceğinizi öğrenebilirsiniz.

Eğer seçtiğiniz seviye reklamsız deneyim ayrıcalığı sunuyorsa, destek olduktan sonra YouTube tarafından gösterilecek olan bağlantıdaki formu doldurarak reklamsız deneyime erişebilirsiniz. YouTube destekçilerimizin reklamsız deneyiminin devreye girmesi, formu doldurduktan sonra 24-72 saat alabilmektedir.

Diğer Platformlar

Bu 3 platform haricinde destek olan destekçilerimize ne yazık ki reklamsız deneyim ayrıcalığını sunamamaktayız. Destekleriniz sayesinde sistemlerimizi geliştirmeyi sürdürüyoruz ve umuyoruz bu ayrıcalıkları zamanla genişletebileceğiz.

Giriş yapmayı unutmayın!

Reklamsız deneyim için, maddi desteğiniz ile ilişkilendirilmiş olan Evrim Ağacı hesabınıza üye girişi yapmanız gerekmektedir. Giriş yapmadığınız takdirde reklamları görmeye devam edeceksinizdir.

Destek Ol
Sizi Takip Ediyor

Devamını Oku
Evrim Ağacı Uygulamasını
İndir
Chromium Tabanlı Mobil Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
İlk birkaç girişinizde zaten tarayıcınız size uygulamamızı indirmeyi önerecek. Önerideki tuşa tıklayarak uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu öneriyi, yukarıdaki videoda görebilirsiniz. Eğer bu öneri artık gözükmüyorsa, Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Chromium Tabanlı Masaüstü Tarayıcılar (Chrome, Edge, Brave vb.)
Yeni uygulamamızı kurmak için tarayıcı çubuğundaki kurulum tuşuna tıklayın. "Yükle" (Install) tuşuna basarak kurulumu tamamlayın. Dilerseniz, Evrim Ağacı İleri Web Uygulaması'nı görev çubuğunuza sabitleyin. Uygulama logosuna sağ tıklayıp, "Görev Çubuğuna Sabitle" seçeneğine tıklayabilirsiniz. Eğer bu seçenek gözükmüyorsa, tarayıcının Ayarlar/Seçenekler (⋮) ikonuna tıklayıp, Uygulamayı Yükle seçeneğini kullanabilirsiniz.
Safari Mobil Uygulama
Sırasıyla Paylaş -> Ana Ekrana Ekle -> Ekle tuşlarına basarak yeni mobil uygulamamızı kurabilirsiniz. Bu basamakları görmek için yukarıdaki videoyu izleyebilirsiniz.

Daha fazla bilgi almak için tıklayın