Upload
others
View
15
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Yılın Bilimsel Gelişmeleri – 2014 Top 10 Geleneksel olarak her yılın sonunda en önemli 10 bilimsel sonucu aralarında düzenledikleri bir
anketle seçen ünlü Science dergisi editörleri 2014 yılı için yaptıkları tercihin başına Avrupa Uzay
Ajansı ESA’nın Rosetta uzay aracının Kasım ayı içinde 67P/Churyumov-Gerasimenko
kuyrukluyıldızı ile tarihi buluşmasını oturttu. Science editörlerinin yine geleneksel olarak
aralarında bir sıralama yapmadığı öteki 9 tercih de, genetik, tıp, robotik, ve elektronik
alanlardakiler başta olmak üzere pek çok bilimsel başarıyı onurlandırıyor.
*DÜZELTME: Değerli okurlar, aşağıdaki “Yılın olayı – 500 milyon km uzakta buluşma” başlıklı 1 No.lu gelişmenin birinci satırında daha önce Rosetta’nın beş yılı aşan bir yolculuktan sonra hedefine ulaştığını yazmışım. Süreyi on yıl olarak düzeltiyor, okurlardan özür diliyorum.
Raşit Gürdilek
Yılın Olayı: 500 milyon km uzakta buluşma
Avrupa Uzay Ajansı ESA’ya ait Rosetta uzay aracı, kapkara bir ortam içinde on yılı aşan bir yolculuğun
sonunda yine kapkara olan hedefine, 67P/Churyumov-Gerasimenko adlı kuyruklu yıldıza ulaştı ve
taşıdığı Philae adlı sondayı, bir takım aksiliklere karşın hedefinin üzerine kondurarak değerli bilgiler elde
etmeyi başardı. Kendisini kuyrukluyıldız üzerinde sabitleyecek mekanizmaların çalışmaması nedeniyle iki
kez geri sektikten sonra bataryalarını Güneş ışığıyla şarj edemeyeceği bir yere konan Philae, 57 saat
içinde tüm görevlerini yerine getirerek kuyrukluyıldızın kabuğu, yoğunluğu atmosferi ve içerdiği gazlarla
ilgili değerli bilgileri Dünya’ya ulaştırdı. Bunlar arasında özellikle dikkat çeken biri de, kuyrukluyıldızın
buzlarındaki ağır ve hafif hidrojen izotoplarının oranının, Dünya okyanuslarındaki orandan hayli farklı
olması. Bu da, Dünya’ya suyun kuyrukluyıldızlarca taşındığı yolunda son yıllarda yaygın kabul görmeye
başlayan model için sorun yaratıyor ve tankerlik görevinin asteroidlerce yapılmış olduğu yolundaki tezleri
yeniden ön plana çıkartıyor.
Birbirlerini yöneten robotlar
Robotik alanında son yıllarda görmeye alıştıklarımız giderek daha çok insana benzeyen ya da askeri
görevler dahil ağır
ve tehlikeli işleri
üstlenenlerdi.
2014 yılının
starlarıysa,
birbirleriyle ilişki
kurarak kollektif
çalışabilenler. Bir
grup tarafından
gerçekleştirilen bir
gösteride, bozuk
para
büyüklüğünde
1000 robot bir
araya gelip
kendiliklerinden
kareler, yıldızlar
ve benzer şekiller
oluşturdu. Bir başka grupça geliştirilen mini helikopterler, birbirleriyle sürekli radyo iletişiminde
bulunarak, çarpışmadan güç manevralar gerçekleştirdiler ve gösteri uçuşları yaptılar. Bir üçüncü grubun
termitleri taklit eden robot bireyleri, birbirlerinin yaptıklarını gözleyip bir sonra atılması gereken adımı
tahmin ederek üç boyutlu basit yapılar inşa ettiler.
Devlerden kuşlara
Yıl içinde dikkatleri üzerinde toplayan bilimsel gelişmelerden biri de, bir zamanlar yeryüzünün tartışmasız
kralları olan devasa dinozorların, nesilleri tükenmeden önce kanatlanıp kuşlar olarak günümüze
ulaşmalarının mekanizmasının evrimsel biyologlarca açıklanması oldu. Bunda tüylerin ortaya çıkışı ve
kemiklerin incelmesi kadar dinozor türlerinin giderek küçülüp hafiflemelrinin de
rolü olduğu gösterildi.
Gençlik iksiri gerçek mi oluyor?
Yılın listeye giren bilimsel gelişmeleri arasında insanlığın ezelden beri rüyası olan
sürekli gençliği gerçekleştirme potansiyeli taşıyan bir tanesi de vardı. Genetik ve
biyoteknolojiler alanlarında kilometre taşı niteliği taşıyan bir çalışmada, genç bir
farenin kanından yalıtılan GDF11 adlı bir faktörün, yaşlı bir farenin kanına
nakledildiğinde kasların güçlenmesini ve beyninde yeni nöronların gelişmesini
sağladığı gözlendi. Bir başka grubun da kanın hücrelerden arınmış plazmasının da
aynı etkiyi sağladığını göstermesi üzerine, deneysel bir klinik çalışmada 18
Alzheimer hastasına gençlerden kan aşılanıyor.
Beyni taklit eden çipler
IBM ve öteki bazı bilgisayar
firmalarınca yıl içinde
gerçekleştirilen
çalışmalarda,verileri canlı beynin
yaptığına benzer biçimde işleyen
“nöromorfik” çiplerin büyük
sayılarda kullanıldığında bazı
mantık işlemlerini başarıyla
yerine getirebildikleri görüldü.
Tabii bunlar henüz 100 trilyon
sinaps bağlantısıyla birbirleriyle
haberleşen 100 milyar hücreden
oluşan insan beyniyle aşık
atabilmekten çok uzaklar.
Ancak IBM’in geliştirdiği ve
“True North” adını verdiği bir
nöromorfik çip, 5.4 milyar
transistör ve 256 milyon
sinapstan oluşuyor.
Şirket şimdi bu çiplerin çok
sayıda kullanıldığı daha karmaşık
ağlar kurmaya yönelik çalışmalar
yürütüyor.
Diyabeti tedavi edebilecek hücreler
Yumurtanın döllenmesinin ardından ilk gelişen ve
Embriyonik Kök Hücreler diye adlandırılan hücrelerin
özelliği, bunların zaman içinde farklılaşarak vücudun
her organ ve dokusunu meydana getiren hücrelere
dönüşmeleri. Biliminsanlarının bu hücreleri
laboratuarlarda çoğaltıp kullanabilme yollarını
bulmaları, hatta normal vücut hücrelerini önce
bunlara, ardından da başka hücrelere dönüştürme
teknolojisini geliştirmeleri, şimdiye kadar çare bulunamayan hastalıkların tedavisine kapıyı araladı.
Bu hastalıklardan biri de pankreasta bulunan ve kandaki şeker düzeylerini normalde tutan insulin
hormonunu salgılayan Beta hücrelerinin, vücudun kendi bağışıklık hücrelerince yokedilmeleri sonucu
ortaya çıkan Tip 1 diyabet. Ölen hücrelerin yerine laboratuarda üretilenleri koymak, hastalığı tedavi
edebilir. Yıl içinde iki araştırmacı grubu, bu hedefi yakınlaştıran çalışmalara imza attı. Gruplardan biri
hem embriyonik kök hücreleri, hem de deri hücrelerinden elde edilip dönüştürülen kök hücreleri
kullanarak bir hastaya nakil için yetecek sayıda (200 milyon) Beta hücresi elde etmeyi başardı. Ötekiyse
iki kök hücreden bir Beta hücresi üretebilmenin yolunu keşfetti. Ancak bunların tedavide kullanılması için
önce bunları vücudun doğal savunma sistemi olan bağışıklık hücrelerinden korumak gerekiyor ve bazı
üniversitelerde bu amaca yönelik çalışmalar yürütülüyor . (Bunlardan biri olan Koç Üniversitesi’nde
Mühendislik Fakültesi Biyomimetik Malzemeler, Hücre ve Doku Mühendisliği Laboratuarı’nda Dr Seda
Kızılel ve ekibince yürütülen başarılı çalışmalar içn Bkz: Kurious, Bilgi Fabrikaları, Vücut Savunmasına
Yeni Silahlar: Dosta, Düşmana Karşı)
Mağara sanatı Avrupa’nın tekelinden çıktı
Afrika’daki atalarımızın 78.000 yıl önce hematit taşları ve deve kuşu yumurtalarının kabukları üzerine
çizdikleri geometrik desenlerin bilinmesine karşın, sembolik sanat denince ilk akla gelenler, 35.000-
39.000 yıl önce başta Fransa’daki Chauvet mağarası olmak üzere Avrupa’da bazı mağaraların duvarlarını
süsleyen av ve hayvan figürleri. Her ne kadar Endonezya’nın Sulawesi Adası’ndaki Maros mağaralarında
duvara dayanan eller üzerine ağızla püskürtülen kırmızı boyayla oluşturulan çıkarmalar da sembolik
sanatın çarpıcı örneklerinden sayılsa da,
bunların 10.000 yıl öncesine ait olduğu
düşünülmekteydi. Oysa bu çıkarmaların
üzerindeki sarkıt benzeri çıkıntılardaki
radyoaktif uranyumun bozunmasına
dayalı bir teknikle yapılan yeni bir
tarihlendirme, bunların 39.900 yıl önce
yapıldığını gösterdi. Demek ki sanattan
anlayan yalnızca Avrupalılar değilmiş!
Anıları yönetmek
Beyinde anıların oluşumu, milyarlarca nöronun
rol aldığı karmaşık ve büyüleyici bir süreç.
Ancak bunların sağlamlığı ve güvenilirliği de
aynı derecede karmaşık mekanizmaların
etkisine bağlı. Anıların unutulması, hiç
olmayanların “hatırlanması”, kimilerinin biçim
değiştirmesi üzerine deyişler, atasözleri
üretilmiş.
Şimdilerdeyse bilimciler, belleğin fiziksel
oluşumu ve yönetimiyle ilgili fiziksel
mekanizmaları kavrayıp bunları manipüle
etmeyi başardılar. Geçtiğimiz yıl bazı
çalışmalarda güçlü lazer ışınları kullanılarak
beyin hücrelerinin harekete geçirilmesiyle
farelerin bazı anıları unutmalarının
sağlanabileceği ya da bazı sahte anıların
belleklerine yerlştirilebileceği gösterildi. 2014
içindeyse araştırmacılar,farelerin anılarının
duygusal içeriğinin iyiden kötüye ya da kötüden
iyiye çevrilebildiğini gösterdiler . Örneğin beynine lazer ışığı uygulanan bir erkek fare, daha önce
uğratıldığı bir şokla özdeşleştirdiği bir odayı, kendini çekici bir dişinin beklediği bir oda sanmaya başlamış.
Araştırmacılar, bu ilerlemelere karşın, örneğin travma sonrası stres bozukluğu gibi bazı sinirsel ve
psikolojik bozukluklarının anı yönetimi teknikleriyle tedavisinin henüz uzak bir hedef olduğunu
belirtiyorlar.
Yaşam için daha geniş bir alfabe
İnsanın, hücrelerimizdeki kalıtım şifresi üzerindeki bilgisi geliştikçe, bu şifreyi oluşturan birimleri
yönetebilmek yolundaki çabaları ürün vermeye başlamıştı. Çeşitli gruplar, DNA’nın çifte sarmal yapısını
oluşturan dört temel baz ya da nükleotid (yalnızca guanin [G]ile bağlanabilen sitozin [C] ve yalnızca timin
*T+ ile bağlanabilen adenin *A+) dışında doğal olmayan bazlar sentezlemişler, bunları test tüpleri içinde
DNA sarmalına bağlamışlar, hatta bunların DNA polimeraz enzimiyle kopyalanmasını sağlamışlardı.
Ancak yıl içinde California’da bir ekip, ilk kez olarak yapay X ve Y bazlarından oluşan bir çifti birbirine
bağlayarak canlı bir organizmanın (Escherichia Coli bakterisi) kalıtım şifresine eklemeyi başardı. Bu ilave
baz çifti henüz hücre çekirdeğinde herhangi bir şey kodlamıyor. Ancak,
yöntem, potansiyel olarak DNA’da kodlanan 20 temel aminoasitin
dışında doğal olmayanlarıında yapay bazlarca kodlanmasını sağlayarak
bilimcilere yeni malzemeler ve ilaç üretiminde kullanılabilecek
“ısmarlama proteinler ” geliştime olanağı sunuyor.
Mini uydular cep yakmıyor
Geçtiğimiz yıllarda ünversite
öğrencileri için bir hobi ya da eğitim
aracı olarak geliştirilen ve “KüpUydu
(CubeSat) diye adlandırılan mini
uydular, 2014’te uzay sanyiinin
gözdeleri haline geldiler. Sıradan
malzemelerle kolaylıkla yapılabilen
ve her bir yüzeyi 10 cm olan birer
kutu biçimindeki bu uydulardan yıl
içinde 75 tanesi, giderek
karmaşıklaşan görevlerle uzaya
gönderildi. Popülerleşmelerinin
temel nedenlerinin başında ucuz
maliyetleri geliyor. Fiyatları
yüzmilyonlarca dolara kadar
çıkabilen büyük uydulara kıyasla
bunların ortalama fiyatı birkaç yüz
bin doları aşmıyor. Bir başka avantaj da büyük uyduları taşıyan roketler e bunlardan da çok sayıda
yerleştirilebilmesi, ya da Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan boşluğa bırakılabilmesi. Ayrıca, fırlatılış
sırasındaki kazalar ya da görev sırasında meydana gelen aksaklıklar, düşük maliyetleri sayesinde fazla can
yakmadığından, kısa sürede yenileri gönderilebiliyor. Küçük teleskoplarıyla aldıkları görüntülerin
çözünürlüğü birkaç metrenin altına inemese de sık aralıklarla görüntü alabilmeleri özel sektörün ilgisini
topluyor. Örneğin, bu uydulardan çok sayıda kullanan Planet Labs adlı şirket ormanların azalması,
şehirleşme, nehir yataklarının değişmesi gibi olguların gözlenmesinde kullanılabilecek veriler toplayıp
pazarlıyor. Bu uyduların gelecek modellerininse, birbirleriyle haberleşme içinde olup ekip çalışması
yapabilecek, dolayısıyla daha geniş yelpazede ve daha duyarlı veriler derleyebilecek şekilde
geliştirilmesine çalışılıyor.
Raşit Gürdilek
KAYNAKLAR:
“2014: Breakthrough of the Year”, Science, 19 Aralık 2014
ETİKETLER:
Bilim, Rosetta, Philae, kuyrukluyıldız, robot, dinozor, kuş, gençlik, çip, diyabet, mağara, sembolik
sanat,bellek, anı, DNA, nukleotid,uydu