24 Haziran 2017 Cumartesi

Botaniğin Tarihi, Gelişimi ve Bugünü (2/3) (2011)


Botany: A Blooming History (2011)
Timothy Walker'ın sunduğu 3 bölümlük bir BBC belgeseli. İlk bölümde Tanımlama ve sınıflandırmanın tarihsel gelişimi, ikincide bitki güneş ilişkisi ve fotosentez, üçüncüde ise botanik genetik konuları ekseninde ilerliyor. Başarılı bir üçleme.  


NOTLAR
Water, sunlight, Co2 and some minerals are needed for the growth of plants.
The uni of Oxf Botanic Garden is the oldest in Brit.
Timothy 22 yıldır buranın müdürü.



How do plants grow? Sorusu akıllarda dolaşıyor
Jan Baptist Van Helmont
Medicine and magic ile ilgili. 17th century.
Bitkilerin iyileştirici etkisini açıktan söylemeye başlıyor. 1632’de İspanyol engizisyonu Brükselde evine gidiyor ve sorguya götürüyor. Tanrının kanunlarına karşı geldiği için ev hapsi aldı.

Yüzyıllarca bitkilerin toprağı yiyerek büyüdüğü düşünüldü. Van Helmont bunun doğruluğunu merak etti. Önce bir ağacı tarttı (söğüt). Sonra belli miktar kuru toprağı tarttı. Sonra saksıya dikti ağacı. Tarttığı toprağı da ekledi. Suladı. Ve gözleme başladı. Beş yıl sürdü. Sonra yine tarttı. Ağacın ağırlığı çok artmış, toprağının ise ağırlığı neredeyse aynı kalmıştı. Bitkilerin toprak yiyerek değil, su içerek büyüdüğü sonucuna varır. Sonuçları yayınlamaz, engizisyon korkusuyla. Ölümünden sonra yayınlanır.




17.yy Oxf Bot Gard planı. Bina kapalı. Güneş almıyor. O dönem güneşin etkisi bilinmiyor çünkü.

1779 – Dutch physician – Jan Ingenhousz
Small Pox inoculator olarak çalışıp iyi kazanıyor. Sakin kırsal yerleri seviyor. Small Pox hakkında birkitap yazmak istiyor ama sonra bitkilere merak salıyor kırsal evinde. 18yy ın ikinci yarısında gazlar hakkında çalışmamodası vardı bilim insanları arasında. Önde gelen bir bilim adamı bitkilerin gaz saldığını söyleyince Ingenhousz test eder. Yapraları toplayıp su içinde bir kavanoa koyarak gözlemlemeye başladı. Suyun içine koydu çünkü herhangi bir gaz salımının kabarcık şeklinde görüleceğini düşünüyordu. Tesadüfen güneş alan yerdeki örnekte kabarcıklaro luşmaya başlarken gölgedekindeno lmadığını fark eder.

İkinci adım olarak salınan gazın ne olduğunu bulmaya çalışır.
A glowing splint put to the surface of the water in the jar and it re-ignites indicating the presence of o2

Sunlight triggers the discharge of O2 from plants
Emin olmak için türlü türlü bitkiyle deneyi tekrarladı. Kew’a gidip cocoa gibi exotic bitkileri alıp bunları bile denedi. Every leaf placed in the sunshine bubbled.

Acaba güneşteki ısı mı yoksa ışık mı o2 çıkışına sebe oluyor diye düşündü..
Kavanozları ateşin yanına koyup gözlemler. No bubble formation. Işıkla ilişkili olduğunu anlar.




Botanik biliminde sonraki büyük atılım yaklaşık 100 yıl sonra gerçekleşti. A giant. Julius Sachs. 1832 doğumlu. Passion for plants and nature. Every day before school he collects and carefully records the local flora. 17 yaşındayken annesi, babası ve bir kardeşi aynı yıl öldü. Okulu bırakmak zorunda kalır. Beş parasız. Bir aile dostu Prag Üni’de iş bulur. Metodoloji konusunda çok  şey öğrenir burada. Çok çalıştırıyor yardım ettiği profesör. İlaçlarla ayakta kalıp geceleri kendisi için botanik çalışıyor. Sonraki 20 yıl binlerce deney yapar. Ayrıntılı notlar alır: “Experimental Plant Physiology”.  It became the standard textbook for plant  biologists of Europe. Translated into English. Magnus opus.

1868’de Wurzburg’dan botanist olarak iş teklifi alınca bu şehre gider. Üniversitede kendi dalının başına geçer.

Hala merak ettiği çok şey var. Işığı nasıl alıp dönüştürdüklerini düşünüyor.
Çalışma arkadaşlarını sıkı çalıştırıyor. Bugün Wurzburg Uni’de onun adına bir enstitü var. Derslerde kullanak için bitki şemalarını kendi yapıyor. Hem de büyük büyük. Daha çok çalışmak için kokain kullandığını günlüklerinde bizzat yazıyor. Zaten yasal o zamanlar.

Starch ürettiği bitkinin biliniyor. İyotla karıştırdığında starch varsa kararıyor içi su dolu petrideki yaprak. Güneşe maruz kalmamışsa kararmıyor. Sonra aynı yaprağın bir kısmını örterek tekrarlıyor. Önce güneşe koyuyor. Işıkla temas eden kısım kararıyor sadece.

























Bu sefer starch’ın nerede yapıldığının peşine düşüyor?    
Bazen aletsiz bir yere kadar ilerleneblir. Mid-1800’lerde yeni nesil mikroskoplar ortaya çıktı. Bitki hücrelerine bakabildi.

Bugünkü teknolojiyle yaşayan hücreleri de mikroskopta gözlemleyebiliyoruz. Kloroplastlar hücrede inaktif değiller. Nişasta üretimini azami kılmak için değişen ışığa göre sürekli pozisyon değiştiren kımılkımıl bir yapı. Sanki yem atılan akvaryum balıkları gibiler. Yemekleri ışık. Dance of the cloroplasts. Işığı ne çok az neçok fazla kullanma ayarını yapıyorlar.
Birkaç saat güneşte bırakılan bitkinin ürettiği nişasta.

CO2’nin rolü?
The underside of leaves is covered with pore-like structures. Stomata. Co2’yi bitki bunlar aracılığıyla alır. Açılıp kapanarak alınacak co2 yi belirlerler.






Kloroplast'ta üretilen nişasta



Stomata




Beyaz gömlekli olan Andrew Benson. Fotosentez sürecinin açıklanmasındaki önemli adımlardan birini yaptı. Patronu Melvin Calvin. İyi bir kimyacı.  Uni of California Berkeley’de çalışıyorlar. Araştırdıkları konu: What does a plant do with CO2?

Yine teknolojideki bir değişim bu araştırmalarda yardımcı oluyor. A machine called a cyclotron. Berkeley radiation lab’de icat edildi. A particle accelerator. Allows scientists to study nucleus of the atom.

Cyclotron produces radioactive carbon atoms. If the atom is radioactive, u can fo llow it whereever it goes. CO2’deki C atomunu radyoaktif C ile değiştirme fikri. Benson’a göre böylece CO2^nin bitki içindeki yolculuğu takip edilebilir.

Disc içinde algae var. Fotosentez yapıyorlar radyoaktif CO2 il. Sonra alkolle öldürür algleri. Dondurmuş olur zamanı. İncelemeye başladı.

Radyoaktif bileşikler sheets of paper ile seperated. Sonra bu sheets pressed against X-ray sensitive film to produce something called as chromatogram. Each fuzzy blob shows where the radioactive C gone.

Each smudge or blob represents a different chemical compound or a different sugar. Different stages of pathway to carbon.

Öncelikle ilk adımda CO2’deki karbonu bitki nasıl tek haline getirebiliyor? 
Benson bunun tüm bitkilerde olan bir protein olduğunu düşünüyor. Beraber çalışsalar da herkeskendi teorisinin peşinde gizli gizli. Benson’ın teori doğru çıkıyor.
Tek tek hepsi çalışıyor, tanımlanıyor. 10 yıl çalışıyorlar. Fotosentez formülde basitleştirilse de çok adımlı ince bir süreç.

1954’te Benson üni’den atılır. Calvin devam ettirir çalışmalarını. 1961’de Melvin Calvin fotosentezi çözdüğü için nobel ödülünü alırken.

Tek başına. Nobelden 30 yıl sonra otobiyografisini yayınlar Calvin. 175 sayfalık kitapta Benson’dan hiç söz etmez.

Carbon’s journey from gas to sugar became known as the Calvin cycle. Bugün çoğu botanist bunu düzelterek kullanır ve Calvin-Benson döngüsü der.
Watson and Crick’in DNA structure’ını çözmesi kadar büyük bir buluş.


















Bugünkü teknolojiyle selüler bazda bitkilerin büyümesini canlı izleyebiliyoruz.
Make the most of ur surroundings
Mesela tepenin üstünde güneş sıkıntısı yok ama rüzgar kurutuyor ve su limiting factor.
Modern glasshouses making the most of photosynthesis. Holland. Greenhouse.
Light bulbs kullanıyorlar binlerce. Güneş batınca onlar devreye giriyor. Ama bitkinin dinlenmesi gerekmez mi? Işık arttıkça şekerin meyveye dönüştürülmesi işlemi  için daha fazla zaman sağlar.
Yeryüzünde CO2 yüksek olduğu devirlerde daha fazla şeker daha fazla meyveye dönüştürülerek daha büyük meyvalar verildi.

Commercial growers  
The secret to more tomatoes is more CO2. Greenhouse’un yanına fabrika kurulmuş. Atık olarak verdiği CO2 gerenhouse’a aktarılıyor. Plastik tüplerle Co2 taşınıyor. Ekstra CO2 verince daha çok şeker üretiyor domates, ve daha lezzetli oluyor. Aynı zmanda verim iki katına çıkıyor. Suffolk’daki bir greenhouse’da İngiltere’nin domates ihtiyacının %50’si üretiliyor.
Bir yılda tüm bitkilerin ürettiği enerji miktarı insanlığın ihtiyacı o lanın 6 katı.

Fotosentezin yarısı da denizlerde meydana gelir. Yeşil alanlar haritada fotosentez. 














Hiç yorum yok:

Yorum Gönder

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...