Discover dergisi son sayısın 2013’ün en önemli 100 olayına ayırmış. Bu olayların ortak noktası geleceğin bilimini şekillendirecek gelişmelere öncülük etmesi.
1) Mars’ta yeni yaşam izleri
Bir Mini Cooper otomobil boyutlarındaki Curiosity Kasım 2011 tarihinde ABD’den fırlatıldı, Ağustos 2012 tarihinde başarılı bir şekilde Mars yüzeyine indi. Bu yıl Dünya’ya Mars’ın iklimine, jeolojisine, mikrobiyel yaşam belirtilerine ilişkin çok değerli veriler gönderdi. Mars yüzeyinden örnek toplamak üzere tasarlanan Curiosity, uzayıp kısalabilen kolu, kamerası, laser pulsları yardımıyla Kızıl Gezegen’in hiç bilinmeyen yönlerine ışık tuttu. Gezegende bir zamanlar yaşam olduğuna ilişkin somut bulgulara ulaştı. Suyollarını görüntüledi. Ayrıca aralarında karbon, hidrojen, oksijen, nitrojen, sülfürün de bulunduğu bazı Mars minerallerini de teşhis etti. Gezegenin atmosferinde metan bulunmaması, bir zamanlar burada metan üreten mikropların bulunduğu tezini çürüttü.
Önümüzdeki günlerde araç 5-6 km daha yol aldığında Mount Sharp adı verilen dağa varacak. Burada gezegenin milyarlarca yıllık geçmişine ilişkin sırları barındıran kayaç tabakalarını inceleyecek.
2) CO2 400 ppm’e ulaştı
Mayıs ayında atmosferdeki CO2 miktarının 400 ppm eşiğini aşması medyada büyük fırtına koparttı. CO2’nin bu sınırı aşması ne anlama geliyor?
Bir kere bu, CO2’nin bin yıl boyunca ulaştığı en yüksek seviye. Böyle yüksek bir seviye, CO2’nin çok hızlı yükseldiğini ve son on yıldır bu hızın en üst düzeye çıktığını gösteriyor. Ne var ki yoğunluğun bu noktaya ulaşması Yeryüzü’nün ikliminde dikkate değer bir değişiklik yaratmadı. Bunun nedeni ölçümün Kuzey Yarıküre’de bulunan Hawaii Mauna Loa Yanardağının tepesinde yapılmış olmasıydı. Ölçümün yapıldığı günleri izleyen dönemde bitkilerin yeşillenip, fotosentez yoluyla havadaki CO2’yi emmesi yoğunluğu düşürdü.
Uzun vadede CO2 artmaya devam edecek. NOAA’dan (National Oceanic and Atmospheric Administration) Pieter Tans, yıllık küresel ortalama CO2 düzeyinin 2016’dan önce 400 ppm’i aşmayacağını tahmin ediyor. Colorado Üniversitesi’nden James White ise bir sonraki kilometre taşı olan 800 ppm’e ulaşıldığında –bu düzeye birkaç yüzyıl içinde ulaşacağımızı tahmin ediyor- Bangladeş ve Florida’nın tamamının sular altında kalacağını tahmin ediyor.
3) Özel yaşamın sonunun sonu
Özel yaşamın ne büyük bir tehdit altında olduğu bu yıl bir kez daha su yüzüne çıktı. Amerikan Güvenlik Ajansı (NSA), eski CIA çalışanı Edward Snowden'ın gizli belgeleri dünyaya açıklamasından sonra yeni güvenlik önlemleri aldı. Ancak Snowden yalnızca dünyanın önde gelen liderlerinin ve önemli devlet adamlarının gizli konuşmalarını değil, PRISM adı verilen insanların özel bağlantılarını araştıran bir programın varlığını da kamuoyuna açıkladı. Bu olay, uzun süredir gündemi meşgul eden teknoloji ve özel yaşam arasındaki çatışmayı yeni bir düzeye taşıdı. İnsanlar şu anda bu ikisi arasında sıkışmış durumda.
4) Karaciğer nakline alternatif mini-karaciğer
Bugün binlerce insan karaciğer nakli için sıra bekliyor. Ne yazık ki bu taleplerin çoğu verici yetersizliği nedeniyle yanıtsız kalacak.
Japonya’daki Yokohama Kent Üniversitesi Rejeneratif Tıp Bölümü’nden Takanori Takebe bu soruna alternatif bir çözüm getirdi. Bu yıl Takebe ve ekibi, insan derisinden alınan kök hücrelerinden mini-karaciğerler veya karaciğer “tomurcukları” geliştirmeyi başardı.
Farelere nakledilen mini karaciğerler, şekeri ve ilaçları metabolize etmek gibi gelişmiş bir karaciğerin yaptığı işlevlerin pek çoğunu yerine getirdi. Gelecek 10 yıl içinde mini karaciğerlerin insanlara da nakledilebileceği tahmin ediliyor.
5) Yeni DNA çıkartma tekniği ile fosil genomu çözülüyor
2013 yılında ultra-modern DNA çıkartma ve çözme teknikleri sayesinde bilim insanları, eski genetik kodlara erişerek, insanın evrimsel öyküsünün eksik kısımlarını tamamlama şansına erişti. Danimarka’da 700.000 yıllık bir at iskeletinden ve Almanya’da 400.000 yaşında ayı kemiklerinden DNA’larını eksiksiz bir şekilde çıkartmayı başaran bilim insanları şimdi bu tekniği insansılara ait kemikler üzerinde denemeye hazırlanıyor.
Danimarka ekibinden Lodovic Orlando, permafrost altında donmuş halde bulunan at DNA’sının, bugüne dek dizilimi çıkartılan en eski DNA’dan en az 6 kat daha yaşlı olduğunu bildirdi. İspanya’da bir mağarada bulunan ayı iskeletinin ise Almanya’da gen haritası çıkartıldı. Alman ekip, şimdi bu teknikler yardımıyla İspanya’da aynı mağarada bulunan Atapuerca hominid kalıntılarındaki genetik değişikliklerinin ne zaman meydana gelmiş olduğunu hassas bir şekilde tespit edebilecekler.
6) Dünya’ya çarpan asteroid
15 Şubat tarihinde Sibirya’nın güneybatısında bulunan Çelyabinsk yakınlarına düşen bir asteroid, 4.000 binanın hasar görmesine, bölgedeki binlerce evin camının kırılmasına ve 1.500 kişinin camlardan yaralanmasına yol açtı.
Uzay taşının hızını ve diğer verileri inceleyen NASA, patlamanın 30 Hiroşima tipi atom bombasına eşit bir enerjiyi açığa çıkarttığını hesapladı. Asteroidlerin çoğunun Mars ve Jüpiter arasındaki “kuşak” içinde bulunduğuna dikkat çeken astronomlar, Çelpabinsk asteroidi gibi Yeryüzü’ne yakın geçenlerin ciddi tehlike oluşturduğuna dikkat çekiyor. Şimdi NASA çalışanları böyle bir tehlike karşısında zararı minimuma indirmek için neler yapılması gerektiğini araştırıyor.
7) Asal sayıların gizi çözülüyor
Sadece kendisi ve 1 sayısına bölünebilen 1'den büyük pozitif tam sayılar olarak tanımlanan asal sayılar, matematiğin atomları gibidir. Bütün sayılar bu yapı taşlarının çarpımı sonucu elde edilir. Peki asal sayılara bir sayı ilave ederseniz ne olur? Veya, tam tersi bir sayı ne zaman asalların toplamı olur? Matematikçiler yüzyıllardır bu soruların yanıtını bulmaya çabalıyor.
Mayıs ayında o güne dek adı duyulmamış bir matematikçi olan New Hampshire Üniversitesi’nden Yitang Zhang, bu güne dek ispatlanmamış “ikiz asal varsayımı” çözümünün ilk basamağını çözdü.
İlginç olan aynı gün Ecole Normale Superieure’dan Harald Helfgott, asal sayılarla ilgili bir diğer “belalı” problemin çözümüne giden bir adım attı.
Zhang ve Helfgott, asal sayılarla ilgili iki zor problemi bütünüyle çözmemiş olsalar da geleceğim matematikçilerin elini güçlendirmiş oldular.
8) Fiziğin geleceğini şekillendiren buluş
Fizikçiler uzun süredir atom altı parçacıklarının çarpışması sonrası neler olacağını anlamakta zorlanıyordu. Onlarca yıldır bunu anlamak için ellerindeki en iyi seçenek Feynman diyagramlarıydı. En basit senaryo için bile bu yöntem, sayfalar dolusu çizim ve denklem gerektiriyordu. 2004 yılında ortaya atılan yeni bir bilgisayar yöntemi çarpışmayı tanımlamaya yarayan kâğıt-kalem çalışmalarını büyük ölçüde azalttı. Bu yıl Princeton Üniversitesi’nden fizikçi Nima Arkani-Hamed, kuantum hesaplamalarını kolaylaştırmak için formülleri inceledi ve yalnızca kalem ve kâğıt kullanarak yeni bir geometrik şekil yarattı. Amplitudehedron adı verilen bu şekil evreni görmenin yeni bir yolu olduğunu gösteriyor. Arkani-Hamed bu şekli “bebek örnek” olarak nitelendiriyor ve yeni bir fiziğin yaratılmasında “sıfır noktası” olduğunu kabul ediyor. Şimdilik amplitudehedron bu yeni dünyanın neye benzeyeceğinin ipuçlarını veriyor.
9) Genetik testlerin maliyeti azalıyor
ABD’de Yüksek Mahkeme, gen araştırmalarının sonucunda bazı genlere patent verilmemesi gerektiğine karar verdi. Bu kararın sağlık sektörüne yansımaları farklı olacak. Örneğin patentli testler çok pahalı olduğu için hastaların testlere erişimi kısıtlanıyor.
Son birkaç on yıldır DNA moleküllerine 40.000 patent hakkı verildi. Ancak bu patent verme süreci geçen yaz, Yüksek Mahkeme’nin yeni bir kararı ile farklı bir noktaya getirildi. Söylenmeyen miktarda DNA patentleri artık geçersiz sayılacak, çünkü doğal olarak oluşan DNA dizilimleri için patent başvurusu artık yapılamayacak. Bu karar bilim insanları ve doktorlara büyük avantajlar sağlarken, biyotek ve ilaç sanayilerinin elini zayıflatacak.
Kaldı ki bugüne dek verilen patentlerin süresi 20 yıl olduğuna göre yakında patentlerin çoğunun süresi dolacak.
Bu arada insanın genom haritasının çıkartılma maliyetinin düşmesi tek bir genin ayrıştırılmasına gerek bırakmıyor. Örneğin meme kanserine yol açan BRCA genlerini araştıran patentli testlere talep azalıyor.
10) Buzun altında hapsolmuş yaşamlar
Ocak ayında klimatolog Vladimir Lipenkov Antarktika’da 15 milyon yıldır buzun kilometrelerce altında bulunan Vostok Gölü’nden örnekler alarak içindeki yaşam belirtilerini araştırdı. Mart 2013 tarihinde alınan örnekte yeni bir bakteriyel DNA bulundu. Ancak örneğin karosen delme sıvısı ile kirlenmiş olduğu ortaya çıktı.
Ocak ayında ayrıca bir Amerikalı ekip Antarktika’da buzların altındaki başka bir göl olan Whillans Gölü’nden örnek almayı başardı. Bir çay kaşığı örnekte 450.000 bakteriyel hücre buldular.
Bilim adamlarının bu zor koşullarda yaşam şekillerinin peşine düşmelerinin nedeni, başka dünyalarda ne tür bir yaşamla karşılaşabilecekleri konusunda fikir sahibi olmak
11) Beyindeki devreleri netleştiren teknik: CLARITY
İnsan beyninin yapısını haritalandırmak göz korkutan bir uğraştır. Milyarlarca hücre milyarlarca bağlantı oluşturur ve düğüm olmuş fiberlerin izini sürmek müthiş bir emek ve zaman ister. Stanford Üniversitesi’nden nörobiyolog Karl Deisseroth’un geliştirdiği CLARITY adını verdiği tekniği, beyin dokusunu saydamlaştırırken yapısını bozmamayı başarıyor. Nature’ın Nisan sayısında yayımlanan yöntem, bütün bir fare beyninin üç boyutlu yapısını mikroskobik ayrıntılarıyla incelenmesine olanak tanıyor.
Deisserıth bu tekniğin otizm gibi nörolojik ve psikiyatrik hastalıklardaki hasarlı bağlantıların ortaya çıkartılmasına olanak sağlayacağını söylüyor.
12) Laboratuvar kabında üretilen et
Ağustos ayında çok sayıda bilim insanı uzun süredir üzerinde çalıştıkları yapay eti nihayet yenebilecek hale getirdiler.
İki donör inekten alınan doku örneğinden ayrıştırılan kök hücreler, laboratuvar kabında jöle benzeri büyüme malzemesi içine yerleştirildi. Zaman içinde hücreler bölünerek kas fiberleri haline geldi. Ancak etin tadına bakanlar bunun ancak baharat ve sos ilavesiyle yenebileceğini belirtiyor.
Gezegenin pek yakında et talebini karşılamayacağına dikkat çeken çevreciler, laboratuvarda üretilen eti “her derde deva” bir çözüm olarak değerlendirdiler. Ne var ki bu etin endüstriyel ölçekte üretilip üretilemeyeceği henüz bilinmiyor. Bu olası bile olsa, etin raflardaki yerini alması 20 yılı bulacak.
13) Sıcaklık genetik değişikliğe yol açıyor
Genetik değişikliğin, kuşaklarla ölçülebilen yavaş bir süreç olduğunu düşünürüz. Ancak Haziran ayında yayımlanan bir çalışmaya göre bir popülasyon sıcaklık değişikliklerine günlerle ölçülebilecek bir süre içinde uyum sağlayabiliyor. Bunun için genomunu yeniden yapılandırabiliyor.
Kuzey İspanya’da bir grup bilim insanı bir cins sinek olan Drosophila subobscura popülasyonunu izledi. Genetik mutasyonlarının frekansındaki değişiklikleri kaydetti. Nisan 2011 tarihinde sıcak dalgası Batı Avrupa’yı etkisi altına aldığında sineklerin genomu hâlâ “kış genomundaydı”. Fakat sıcaklığın fırlamasından hemen sonra “yaz” genomuna geçiş yapılar.
Bilim ekibi bu etkinin altındaki genetik mekanizmayı henüz anlamış değil, ancak Universitat Autonoma de Barcelona’dan evrim biyoloğu Francisco Rodriguez-Trelles şu olasılık üzerinde duruyor: “Yaz genomunu taşıyan sinekler, sıcak dalgası ile baş edebilmek için normal yıllara göre beş misli yavru yapıyorlar.”
