En ilginç 7 mantar türü

Kökenleri yaklaşık 1,5 milyar yıl öncesine dayanan mantarlar, Dünya üzerindeki en eski yaşam formları arasında yer almaktadır. Tüm iklimleri ve ekosistemleri kapsayan kapsamlı varlıkları, genellikle fark edilmez ancak ekolojik dengenin korunması için son derece kritiktir. Mantarların yokluğu, ölü organik madde birikimine yol açarak Dünya’nın bildiğimiz ekosistemlerini temelden değiştirecektir.

Mikoloji Alanındaki Önemli Keşifler ve Katkılar

“Mantar” terimi Latince mantar kelimesinden türetilmiştir. Tarihsel olarak mantarlar, benzer yaşam tarzları ve morfolojileri nedeniyle genellikle bitkilerle birlikte sınıflandırılmıştır. Ancak modern sınıflandırmalar mantarları bitkilerden ziyade hayvanlarla daha yakından ilişkili ayrı bir alem olarak kabul etmektedir.

Ayrışma ve Besin Döngüsü

Mantarlar ayrışmada hayati bir rol oynar, karmaşık organik maddeleri daha basit bileşiklere ayırır ve böylece temel besin maddelerini toprağa geri kazandırır. Bu süreç, besin döngüsü ve toprak verimliliği için çok önemlidir.

Fototropik Büyüme

Çoğu mantar, organizmaların ışığa doğru büyüdüğü bir fenomen olan fototropizm sergilerken, bunun mantarlardaki tam amacı belirsizliğini korumaktadır. Bitkilerin aksine, mantarlar fotosentez yapmazlar ve ışık odaklı büyümelerinin arkasındaki neden hala bilimsel bir araştırma konusudur.

Kitin ve Spor Dayanıklılığı

Mantar sporları, eklembacaklıların dış iskeletlerinde de bulunan sağlam ve dayanıklı bir polimer olan kitinden oluşur. Bu madde sporların aşırı koşullarda hayatta kalmasını ve hatta yıldızlararası yolculuk yapabilmesini sağlar, ancak bu hipotez spekülatif olmaya devam etmektedir.

Biyocoğrafya ve Adaptasyon

Mantarlar çok sayıda ekosisteme uyum sağlamış ve bunun sonucunda her biri kendi ortamına benzersiz bir şekilde uyan çeşitli türler ortaya çıkmıştır. Bu uyarlanabilirlik, mantarların evrimsel başarısının ve ekolojik çok yönlülüğünün altını çizmektedir.

Önemli Mantar Türleri

Kurt Mantarı

Basidiomycota’ya ait olan kurt mantarları (Lyophyllum spp.) benzersiz bir spor dağılım mekanizmasına sahiptir. Çoğu mantarın aksine, sporları mantar kapağının iç kısmında gelişir ve yağmur damlaları gibi çevresel faktörler tarafından oluşturulan açıklıklardan salınır.

Beyin Mantarı (Gyromitra esculenta)

Avrupa ve Kuzey Amerika’ya özgü olan bu son derece zehirli mantar, tehlikeli özelliklerine rağmen paradoksal bir şekilde İskandinav mutfağında kullanılmaktadır. Finlandiya gibi ülkelerde, toksisitesini azaltmak için kapsamlı bir hazırlık gerektirse de, lezzetli bir yemektir.

Kanayan Diş Mantarı (Hydnellum peckii)

Çarpıcı görünümüyle bilinen bu Kuzey Amerika ve Avrupa türü, pıhtılaşmayı önleyici özelliklere sahip kırmızı bir sıvı yayar. Dramatik görünümüne rağmen, toksik değildir ancak son derece acı tadı nedeniyle tatsızdır.

Entoloma hochstetteri

Yeni Zelanda ve Hindistan’da bulunan bu görsel olarak çarpıcı mavi mantar, zehirli olmasına rağmen kültürel önemini yansıtacak şekilde Yeni Zelanda’nın para birimi ve pullarında yer almaktadır.

Mycena chlorophos

Subtropikal Asya’da ve Pasifik’in bazı bölgelerinde bulunan bu biyolüminesan mantar karanlıkta yeşil renkte parlar. Nemli ortamlarda büyür ve en çok 27°C civarında ışıldar.

Trickster Ametist (Laccaria amethystina)

Orta ve Güney Amerika, Avrupa ve Asya’da bulunan bu mantar, yaşlandıkça solan canlı mor rengiyle dikkat çeker. Topraktaki toksinleri emme kabiliyeti nedeniyle tüketim için güvenli kabul edilmez.

Sinek Mantarı (Amanita muscaria)

Belki de en ikonik mantar olan bu tür, beyaz benekli kırmızı kapağı ve halüsinojenik özellikleriyle bilinir. Zehirli doğasına rağmen folklor ve popüler kültürde önemli bir yere sahiptir.

İleri Okuma

  • Hawksworth, D. L., & Lücking, R. (2017). Fungal diversity revisited: 2.2 to 3.8 million species. Microbiology Spectrum, 5(4), 1-17.
  • Blackwell, M. (2011). The Fungi: 1, 2, 3… 5.1 million species? American Journal of Botany, 98(3), 426-438.
  • Hibbett, D. S., et al. (2007). A higher-level phylogenetic classification of the Fungi. Mycological Research, 111(5), 509-547.
  • Kirk, P. M., et al. (2008). Ainsworth & Bisby’s Dictionary of the Fungi. CABI Publishing, 10th Edition.
  • Taylor, J. W., & Berbee, M. L. (2006). Dating divergences in the Fungal Tree of Life: review and new analyses. Mycologia, 98(6), 838-849.
  • Willis, K. J., & McElwain, J. C. (2014). The Evolution of Plants. Oxford University Press, 2nd Edition.
  • Webster, J., & Weber, R. (2007). Introduction to Fungi. Cambridge University Press, 3rd Edition.

WaterDrop projesi güneş enerjisiyle çölde serin su üretmeyi hedefliyor

Dünya Kaynaklar Enstitüsü’ne göre 2040 yılında 33 ülkenin ciddi su sorunu yaşaması bekleniyor. İşte bu sebeple de bu konuda birçok çalışma yapılıyor. Bunlardan birisi de doğa hayranı Ap Verheggen tarafından geliştirilen WaterDrop projesi.

Ap Verheggen güneş enerjisi konusunda yenilikçi çıkışlarla dikkat çekiyor. Bir önceki çalışması “SunGlacier” ile üretilen dev suni yaprak güneş enerjisiyle çölde su sağlıyordu. Ancak büyük boyutları sebebiyle çok da pratik kabul edilmiyordu. Şimdi de “WaterDrop” projesi ile güneş enerjisiyle çalışan, elde taşınabilir cihazla içme suyu elde edilecek. Güneş enerjisi ile yapılan son dönem çalışmlaları biraz bilim kurgu gibi gelse de yakından bakmaya değer. Bunlardan birisi de güneş enerjisi araştırmacıları tarafından geliştirilen “WaterDrop” projesi.

WaterDrop proje mekanizması basitçe şöyle;güneş enerjisiyle çalışan yoğunlaştırıcı (maddenin gaz halinden sıvı hale geçmesini sağlayan) cihaz elde taşınabiliyor ve güneş enerjisi kullanarak serin içme suyu üretmeye yarıyor. Yüksek hava sıcaklıklarında hava daha fazla su içeriyor. Normalde daha yüksek hava sıcaklıkları daha fazla güneş ışığı mânâsına geliyor. İşte bu noktada araştırmacılar “Havadaki suyu güneş enerjisi ile elde etmeye neden odaklanmayalım?” demişler ve yola koyulmuşlar.

Güneş enerjisi ile çölde soğuk içme suyu elde etmek (1)
Cihazın dış yüzeyindeki fotovoltaik hücreler gün boyunca güneş enerjisini soğuracak ve bu güneş enerjisi hava akışını sağlayan vantilatöre enerji sağlayacak. Dönen pervaneler, yoğunlaşma işlemi (maddenin gaz halinden sıvı hale geçmesi) için havayı soğutmaya yarayacak. Yoğunlaşma işlemi sonucu su damlacıkları bir kap içinde birikecek. Bu sayede gezegenin kurak bölgelerine içme suyu ve zirai sulama suyu temin edilebilecek.

Ap, “Fotovoltaik hücrelerin verimliliklerinde yakın zamanda beklenen artış ile depolama malzemelerinde de hızlı bir gelişme olacağını ve bu sayede deponun gece soğuğunu muhafaza edebileceğini ve gündüz soğutma öncesi soğutma işlemine yardımcı olacağını”ifade ediyor ve “Bilim kurgu ürünü gibi görünen bu fikirlerin gerçekleşmesinin an meselesi olduğunu” da ekliyor. Malzeme bilimindeki değişikliklerin hayatımıza katacağı renkleri heyecanla bekliyoruz.

SunGlacier: Çölde bir buzul oluşturmak

Kaynak:

Karbondioksiti kayalara hapsettiler

Carbfix ekibi miktarı ikiye katlamayı hedefliyor. [Fotoğraf: phys.org]

İzlanda’da bir jeotermal enerji santrali, karbondioksit gazını bazalt taşına hapsederek birkaç ayda kalıcı olarak atmosferden çıkaran bir tekniği başarıyla uyguladı. Çalışma, Sciencedergisinin yeni sayısında paylaşılacak.

Dünyanın en büyük jeotermal santrali Hellisheidi, ülkenin başkenti Reykjavik’e yeraltındaki volkanik aktivitelerle ısınan suyun türbinlerden geçirilmesiyle enerji sağlıyor. Fakat süreç temiz değil; havaya karbondioksit ve hidrojen sülfit gibi tehlikeli volkanik gazlar salınıyor.

Ekip üyesi Sandra Snaebjornsdottir, başarılı sonuç numunesini sergiliyor.

Yüzde 95’i hapsedildi

2012’de başlatılan proje, karbondioksiti su yardımıyla bazalt taşları içine hapsetmeyi hedefliyor. Çalışmalarda, ortaya çıkan karbondioksit gazının yüzde 95 oranında hapsedildiği ve sürecin iki yıldan az sürdüğü belirlendi.

Santral yılda 40 bin ton karbondioksit salıyor. Bu yöntemle, beklenenden kısa sürede, yılda 5 bin ton gaz hapsedildi. Yaklaşık 25 ton deniz suyu da karbonun kireçlenmesinde kullanıldı.

Volkanik kaya kütlesi bazalt; içine hapsedilen kalsiyum karbonat oldukça belirgin.

Bazalt her yerde

Araştırmacılar, deniz tabanı ve kıtaların yüzde 10’unu kaplayan gözenekli, siyah renkli bazaltın mevcut miktarı nedeniyle çözümü makul buluyor. Doğada bolca bulunan bazaltın içerisindeki kalsiyum, demir ve magnezyum maddeleri, karbondioksitin çökelmesine de yardımcı oluyor.

Hedef yılda 10 ton

Hellisheidi ekibi, hem gazı suyla karıştırarak uçuculuğunu engelledi hem de çökelme hızını beklendiği gibi 8-12 yılda değil iki yıldan az sürede gözlemledi. Proje sorumlusu Edda Aradottir, bu yaz miktarı iki katına çıkarmayı hedefliyor.

Santral karbondioksit ve hidrojen sülfit üretiyor.

Suyla daha güvenli

Daha önce de gazı hapsetmek üzere dünyanın başka yerlerinde benzer çalışmalar yapılmıştı ancak o çalışmalarda su kullanılmamış, karbondioksit saf haliyle hapsedilmeye çalışılmıştı. En büyük sorun, tektonik hareketlerle gazın hapsolduğu kayaları kırıp yeniden doğaya karışması riskiydi. Sürece suyun katılmasıyla bu risk ortadan kalktı.

1 tonu 30 dolara mâl oluyor

Yeni yöntemin önündeki en büyük engeller, maliyet ve su ihtiyacı. Önceki projelerde bir ton gazın hapsedilmesi için 130 dolar maliyet hesaplanıyordu. Bu çalışma maliyeti ton başına 30 dolara çekse de, birçok özel şirket için bu ekstra maliyet caydırıcı olabilir.

Bakteri engeli

Bir başka beklenmedik engel ise, Mayıs ayında keşfedilen karbonat mineralleriyle beslenen bakteriler oldu. Bu bakteriler, gazın hapsedildiği taşlarla beslenip ortama çok daha tehlikeli bir sera gazı olan metanı salgılıyor.

Bu mikropların sadece okyanus tabanında var olduğu sanılıyordu ancak California’da toprakta da varlıkları saptandı. Alandaki bakteri popülasyonunu incelemek üzere Paris’ten uzmanlar davet edildi.

Kaynak:

  • Al Jazeera 
  • Juerg M. Matter, Martin Stute, Sandra Ó. Snæbjörnsdottir, Eric H. Oelkers, Sigurdur R. Gislason3, Edda S. Aradottir, Bergur Sigfusson, Ingvi Gunnarsson, Holmfridur Sigurdardottir, Einar Gunnlaugsson, Gudni Axelsson, Helgi A. Alfredsson, Domenik Wolff-Boenisch, Kiflom Mesfin, Diana Fernandez de la Reguera Taya, Jennifer Hall, Knud Dideriksen, Wallace S. Broecker Rapid carbon mineralization for permanent disposal of anthropogenic carbon dioxide emissions Science 10 Jun 2016: Vol. 352, Issue 6291, pp. 1312-1314 DOI: 10.1126/science.aad8132

DNA’mızda Gizli Bir Bilgi Katmanı Bulundu

Kuramsal fizikçiler, kim olduğumuzu belirleyenin sadece DNA’mıza kodlanmış enformasyondan ibaret olmadığını doğruladı. DNA’nın kendi üzerine katlanma biçiminin de hangi genlerin bedenlerimizde ifadesinin (ekspresyonunun) olacağı üzerinde etki yaptığı ortaya kondu.

Bu biyologların yıllardan beri bildiği bir şeydi1. Hatta DNA’nın katlanmasından sorumlu olan proteinlerin bir kısmını belirlemeyi de başarmışlardı2. Şimdi ise bir grup fizikçi, simülasyonlar kullanarak bu gizli bilginin evrimimizi nasıl kontrol ettiğini ilk kez olarak gösterdi.

Bu gelişme pek çok bilimcinin kulağına yeni bir haber olarak gelmeyebilir ama konuya aşina olmayanlar için ikinci düzey DNA enformasyonu hakkında kısa bir özet geçelim. Muhtemelen lise yıllarında, Watson ile Crick’in 1953’te kimliğimizi belirleyen DNA kodunun G, A, S ve T harflerinin bir dizisinden oluştuğunu keşfettiklerini öğrenmişsinizdir. Guanin, adenin, sitozin ve timini simgeleyen bu harflerin sıralaması, hücrelerimizde hangiproteinlerin üretileceğini belirler. Yani eğer gözleriniz kahverengiyse, bunun nedeni DNA’nızda irisinizin içinde koyu renk pigment üretecek bir proteini kodlayan belli bir harf dizisi olmasıdır.

Ama öykü bu kadarla kalmıyor. Çünkü bedeninizdeki tüm hücreler tıpatıp aynı DNA kodu ile işe başlıyor olmasına rağmen, her organ başka bir işleve sahip oluyor. Örneğin mide hücrelerinizin kahverengi göz proteini üretmesi gerekmez, ama sindirim enzimleri yapmaları lazımdır. Peki bu nasıl oluyor?

80’li yıllardan beri bilimciler bu süreci kontrol edenin, DNA’nın hücrelerimiz içindeki katlanış biçimi olduğunu biliyor3. Çevresel etkenlerin de bu süreçte payı olabiliyor. Mesela stresin epigenetik yoluyla bazı genleri açık veya kapalı konuma getirebildiği biliniyor. Fakat asıl kontrol mekanizması DNA katlanmasının mekaniğinden kaynaklanıyor. Bedenimizdeki herbir hücre yaklaşık 2 metre uzunluğunda DNA taşıdığında, sığabilmek için DNA’nın nükleozom adı verilen bir öbek biçiminde sıkıca paketlenmesi gerekiyor.

İşte DNA’nın bu paketlenişi, hücre tarafından hangi genlerin okunacağını yönetiyor. Paketin içinde kalan genler proteinler tarafından ifade edilmiyor; sadece dışta kalanların ekspresyonu gerçekleşiyor. Bu durum, aynı DNA’yı taşıyan hücrelerin nasıl olup da farklı işlevleri olabildiğini açıklıyor.

Son yıllarda biyologlar DNA’nın katlanış yöntemini belirleyen mekanik yönergeleri ortaya çıkarmaya başladı. Gelelim kuramsal fizikçilerin bu konuyla ne ilgisi olduğuna… Hollanda’da bulunan Leiden Üniversitesi’nden bir ekip, bir adım geriye gidip sürece genom ölçeğinden bakarak, bu mekanik yönergelerin de aslında DNA içinde kodlanmış durumda olduğunu bilgisayar simülasyonları ile doğruladı.

Helmut Schiessel liderliğindeki fizikçiler, ekmek mayasının ve fisyon mayasının genomlarını simüle etti ve sonra onlara tüm mekanik yönergeleri içeren rastgele ikinci düzey DNA bilgisi atadı. Bu yönergelerin DNA’nın nasıl katlanacağını etkilediğini ve hangi proteinlerin ifade edileceğini belirlediklerini gördüler. Böylece DNA mekaniğinin de DNA’nın içinde gizli olduğu ve evrimsel açıdan kodun kendisi kadar önemli olduğu anlaşılmış oldu. Bunun anlamı, DNA mutasyonlarının canlıyı etkilemesinin birden fazla yolu olduğu demek oluyor. DNA’daki harfler değiştirilerek de farklılık yaratılabilir, DNA’nın katlanışını belirleyen mekanik yönergeler değiştirilerek de farklılık yaratılabilir.

Sonuçları PLOS One dergisinde yayımlanan bu çalışma, biyologların zaten bildiği birşeyi doğrulamış oldu. Fakat işin heyecan verici yanı, bilgisayar simülasyonlarının devreye girmesiyle birlikte DNA’yı biçimlendiren mekanik yönergelerin kontrolünde bilimcilere yeni olasılıklar doğmuş olması. Belki bir gün istenmeyen genlerin ifadelerinden korunmak için DNA’nın katlanma biçimini değiştirebiliriz.

 


Kaynaklar:

  • Bilimfili,
  • Leiden Üniversitesi, “Second layer of information in DNA confirmed”
    < http://www.physics.leidenuniv.nl/index.php?id=11573&news=889&type=LION&ln=EN >
  • Science Alert, “Physicists confirm there’s a second layer of information hidden in our DNA”
    < http://www.sciencealert.com/scientists-confirm-a-second-layer-of-information-hiding-in-dna >

İlgili Makale: Behrouz Eslami-Mossallam, Raoul D. Schram, Marco Tompitak, John van Noort, Helmut Schiessel Multiplexing Genetic and Nucleosome Positioning Codes: A Computational Approach PLOS ONE Published: June 7, 2016http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0156905

Notlar:
[1] Eran Segal, Yvonne Fondufe-Mittendorf, Lingyi Chen, AnnChristine Thåström, Yair Field, Irene K. Moore, Ji-Ping Z. Wang and Jonathan Widom A genomic code for nucleosome positioning Nature 442, 772-778 (17 August 2006) | doi:10.1038/nature04979; Received 16 March 2006; Accepted 14 June 2006; Published online 19 July 2006
[2] https://en.m.wikipedia.org/wiki/Trithorax-group_proteins
[3] http://www.nature.com/milestones/geneexpression/milestones/articles/milegene16.html