Yağmurun yağması,bulutların oluşması, oksijenin üretilmesinde gizli bir aktör rol alıyor: Gen. Mikroorganizmalar dünya için sandığımızdan çok daha önemli; aralarındaki en basit ilişki bile diğer tüm canlıları etkileyebilir. Atmosfer, toprak, okyanuslar, buzlar, canlılar... Bunların tümü birbirine hassas dengelerle bağlı; hepsi de tek bir sistemin parçası olarak çalışıyor. Yeni bir dal olan 'Dünya sistem bilimi' bu büyük 'senfoniyi' inceliyor. ESA (AVRUPA UZAY AJANSI)

Gökyüzündeki bakteriler yağmur ve kar yağmasına mı neden oluyor?
Louisiana Eyalet Üniversitesi'nden Brent Christner ve meslektaşlarının Şubat 2008'de Science dergisinde yayımlanan araştırmasına göre, yağışa neden olan bakteriler atmosferde çok yaygın. Bilim insanları, kar ve çoğu yağmur için önce bulutlarda buz oluşması gerektiğini belirtiyor. Ama gökyüzünde saf su yaklaşık eksi 40 derecede donmaya başlıyor. Öyleyse bulutlar daha sıcakken buz (ve dolayısıyla yağış) nasıl oluşuyor? Buz, havadaki toz ve is gibi parçacıkların çevresinde eksi 40 derecenin üstünde de oluşabiliyor. Ancak, Christner ve ekibinin araştırmasına göre toz ve is eksi 10 dereceye kadar etkili. Oysa bakterilerin çevresinde, eksi 2 derecede bile buz kristalleri oluşuyor. Bakterilerin hücre duvarındaki proteinler, su moleküllerini buz kristalinin kafes yapısını taklit edecek şekilde bağlıyor. Böylece, daha yüksek sıcaklıklarda da buz oluşabiliyor.

Tekhücreliler bulut oluşumu gibi yağışları da etkiliyor. Atmosferdeki bakterilerin hücre duvarındaki proteinler, su moleküllerini 'buz kristalinin' yapısını taklit ederek bağlıyor. Böylece, daha yüksek sıcaklıklarda da yağış görülüyor.

Turgut Tarhan / Şereflikoçhisar
Profesör Christner'ın ekibi, dünyanın çeşitli bölgelerinde yeni yağmış karları inceledi. Christner 'İncelediğimiz her kar ve buz örneğinde biyolojik buz çekirdekleri bulduk' diyor. Araştırmada tespit edilen biyolojik çekirdeklerin çoğu, bitkilerde bulunan bakteriler. Rüzgârlarla çok uzaklara taşınabilen bu minik canlıların, yağışlarda önemli rolleri olabileceği, iklim ve tarımsal verimliliği etkileyebilecekleri belirtiliyor. Brent Christner, bu araştırmayı DMS'nin hikâyesine benzetiyor. Bulut oluşturan maddeler salan deniz canlılarının hikâyesine... Bazı deniz mikroorganizmaları kısaca DMS adı verilen dimetilsülfit gazı üretiyor. Dimetilsülfit, yansıtıcı etkisi çok olan bulutların oluşmasını sağlıyor.
İngiltere'deki Genel Mikrobiyoloji Derneği Nisan 2008'deki toplantısında, denizlerdeki mikroorganizmaların yılda 200 milyon tondan fazla dimetilsülfit ürettiğini açıkladı. East Anglia Üniversitesi'nden Dr. Andrew Curson, şunları söyledi: 'Bu gazın birçok etkisi var. Okyanusların üstünde bulut oluşumunu tetikliyor. Bulutlar da, iklimin soğumasına yol açan faktörler arasında.'
Oksijenin büyük bir bölümünü üretenler de fotosentez yapan minik deniz canlıları. Warwick Üniversitesi'nden Profesör Nicholas Mann, okyanusların önemli bir kısmında oksijen sağlayan canlıların, 'siyanobakteri' adı verilen tekhücreli bakteriler olduğunu belirtiyor. Nicholas Mann, Mikrobiyoloji Derneği'nin son toplantısında, soluduğumuz oksijenin bir kısmının üretilmesine, bakterilere hastalık bulaştıran virüslerin sebep olduğunu açıkladı. Araştırmacılar virüslerin, fotosentez 'makinasının' parçaları için gereken genetik malzemeyi sağladığını düşünüyor. Biraz daha açalım: Okyanus virüsleri, kendi genleri dışında genler taşıyor. Yeni yapılan çalışmalar, virüslerin bu genleri bakterilere aktardıklarına işaret ediyor. Profesör Mann, 'Görünüşe göre virüsler gezegenin işleyişinde çok önemli bir role sahip' diyor.

Nature dergisinde 2006'da yayımlanan bir araştırma, bir organizmanın genlerinin binlerce organizmayı etkileyebileceğini göstermişti. Northern Arizona Üniversitesi'nden Profesör Tom Whitham yönetiminde yapılan deneylere Amerika ve Avustralya'dan çok sayıda bilim insanı katıldı. Araştırmacılar, kavak ağaçlarındaki tanen miktarını belirleyen genleri mercek altına aldı. Tanen, bitkileri koruyan bir madde. Bilim insanlarının vardığı sonuçlara göre, tanen miktarı kavak ağacı yapraklarının çürüme hızını etkiliyor. Dolayısıyla, toprakların verimliliğini etkiliyor. Projede görev alan Wisconsin Üniversitesi'nden Richard Lindroth, bu çalışmanın mesajları olduğunu söylüyor ve genleriyle oynanan organizmalara dikkat çekiyor: 'Bir gen yerleştirirseniz, (bakteri genini bitkiye yerleştirmek gibi), bu genin karmaşık bir ekosistemdeki milyonlarca genden bir tanesi olduğu gerçeği, geniş kapsamlı etkileri olmayacağı anlamına gelmez.'

'Dünya sistem bilimi', yerkürenin işleyişini inceleyen, nispeten yeni bir bilim dalı. NASA'nın 1983'de Dünya Sistem Bilimleri Komitesi'ni kurmasıyla ortaya çıktı. Bugün NASA bilim misyonunu açıklarken 'Dünya'nın atmosferini, karalarını, okyanuslarını, buzlarını ve canlıları birbirine bağlı, tek sistemin parçaları olarak algılamalıyız' diyor. Dünya sistemi, birbirleriyle karmaşık ilişkileri olan çok çeşitli unsurları içeriyor. Hem hayatla çevre o kadar bağlantılı ki, mikroorganizmalar arasındaki etkileşim gibi basit görünen bir şey bile tüm çevremizi etkiliyebilir. Miami Üniversitesi'nden Profesör Eugene Rankey ve USRA'dan (Universities Space Research Association) Martin Ruzek, Journal of Geoscience Education'da yayımlanan makalelerinde şunları söylüyor: 'Gezegenimizin şartlarını belirleyen ahenkli fiziksel, biyolojik, kimyasal süreçleri anlatmak için senfoni benzetmesi kullanılabilinir. Bir senfonide her aletin diğerleriyle uyum içinde çok sesli müzik yapması gibi hava, su, karanın unsurları ve hayat ahenkle işleyen Dünya sistemini meydana getiriyor.