Diatomlar | Mikro Dünyanın Mücevherleri, Okyanusların Çimenleri

Diatomları yıllar önce Bilim Teknik Dergisi’nde gördüğümde – hiç alışkanlıkları olmadığı halde – Tübitak’ın şaka yaptığını düşündüm. Ama gerçekti. Mikro boyutlarda cam görünümlü mücevherimsi canlılar. Her biri birbirinden farklı yaklaşık 16.000 çeşit alg türü. Parmaklarımı onlara dokunmak ister gibi hayranlıkla sayfada gezdirdiğimi ve elimde dergi bulduğum herkese tek tek gösterdiğimi hatırlarım.

“Güzelliğin resmini çizebilir misin Abidin?” Pardon, “Süleyman” deseler, sanırım diatomlarla başlamak isterdim. 🙂 Bu tek hücreli varlıklar okyanuslarda, su da yaşarlar. Önceleri biyolojik olarak hayvan olarak nitelendirilmişler. Ancak fotosentez yapımında kullanılan kloraplast içeren hücrelere sahip oldukları anlaşıldığında bitki türü olduklarına karar verilmiş. Sonra alglerin mikroskobik bir alt türü oldukları iyice netleşmiş.

Biçimleri ve bu güzelliklerinin yanısıra bilmediğimiz öyle etkileri var ki. İnsan “Nasıl oldu da daha önce duymadım?” demek istiyor. Neden biyoloji öğretmenim bahsetmedi, bu kadar site anlatmadı demek istiyor.

Mesela dünya oksijeninin büyük bölümünden sorumlular. Eminim siz de benim gibi Amazon ormanlarının dünyanın akciğeri olduğunu düşünüyordunuz. Oysa okyanuslarda yaşayan trilyonlarca trilyon diatom bunu gerçekleştiriyor.

Her birinin geometrik düzeni kusursuz bir matematiksel prensibin somutlaşmış hali gibi ve eşsizler. Bu kabuksu yapı silika (slikon dioksit) adında camımsı bir malzemeden biyolojik olarak oluşturuluyor. Genelde volkanik bölgelerde çok bulunan erimiş silisyumdan yapıyorlar bu değişimi.

Petrolün temelinde de diatomlar var. İçerdikleri zerre küçüklüğündeki yağ, trilyonlarcası ölüp çöktüğünde deniz diplerinde petrol yataklarını oluşturuyor. Besin zincirinde de çok önemli yerleri var. Fok, balina ve ayı balığının ana besinlerini milyarlarca diotem oluşturuyor.

Ayrıca deniz suyu kirlilik oranlarını tespit için de kullanılıyorlar. Çünkü diatomların farklı çeşitleri, farklı özellikteki su içinde çoğalabiliyor. Alınan suda yaşayan bir diatom türü suyun temizlik derecesini ortaya koyabiliyor.

Diatomları biçimsel olarak iki ana grupta sınıflandırıyorlar. The Centrales(Biddulphiales), bir referans merkez çevresinde açısal bir simetri içeriyorlar. Genelde tekerlek şeklinde olan bu birinci grup deniz ve okyanusların yüzeyinde ve gün ışığının ulaştığı derinliklere kadar yaşıyorlar. İkinci grupsa Pennales (Bacillariales) bir çubuk gibi uzamasına karşın ortadan üstü ve altı birbirine göre çift yönlü simetrik. Bunlar da akarsu, bataklık ve kirli su birikintilerinde çoğalıyorlar.

Çoğalmaları genelde eşeysiz. Yani biri dış kabuğu oluşturan halkaları ayırıp ikiye bölünüyor ve yarım kabuklar tamamlanıp daha küçük bir diatom çıkıyor. Bu tekrar tekrar bölünme daha küçük bir parça oluşması imkansızlaşana dek sürüyor. Ancak ilginçtir ki eşeyli üreme sistemleri de var. Yeni dişisi ve erkeği var. Böylece sürekli bölünerek çoğalmanın bir yerde daha küçük daha küçük diatomlar oluşturmasının önüne geçiliyor. Eşeyli doğan birey tam büyüklükte oluyor.

Silisyumdioksit bileşimli kabukları, diyatomeler öldükten sonra deniz (ya da göl ) tabanına çökelir ve kalın katmanlar oluşturacak kadar birikebilir. Bu da, belli bir tortul sürecin ardından, diyatomit adı verilen, kumtaşı ya da kiltaşı gibi bir tür tortul kaya oluşmasını sağlar. Görünüşüyle tebeşiri andıran diyatomit, ateşe dayanıklılığı ve hafifliği sayesinde eskiden beri tıpkı bir tuğla gibi kullanılagelmiş.

Örneğin, hepimizin bildiği, MS 532’de Roma imparatoru I. Jüstinyen zamanında İstanbul’da kilise olarak inşa edilen Ayasofya’nın (St. Sophia ) yaklaşık 32.5 metre çapındaki kubbesi diyatomit tuğlasından örülmüştü. Bugün hala Toskana, Şili ve İsveç’te, bazı dini geleneklere göre zaman zaman una karıştırılan diyatomit, 17. yüzyılda Avrupa’yı kasıp kavuran otuzyıl savaşları sırasında da unla karıştırılarak ekmek yapmada bile kullanılmıştı.

Diyatomitin endüstrideki kullanımıysa, ilk kez 1876’da, ham şeker kamışının filtrelenmesinde kullanılan, kağıt hamuru, sıkıştırılmış pamuk ve asbest-sellüloz hamurunun yerini almasıyla başlamıştı. On yıl sonra Alfred Nobel de bu malzemeyi, sıvı nitrogliserin için emici madde olarak kullanmıştı. Diyatomit, ısıyı, sesi ve elektriği az iletmesi, kimyasal maddelere karşı dayanıklılığı sayesinde, günümüzde de önemli bir endüstriyel hammadde olarak değerlendiriliyor. Sağlamlığı ve erime noktasının yüksek ve renginin açık olmasıyla da tanınan diyatomit, metalurjiden besin, ilaç ve petrol sanayiine, seramik ve cam yapımından kozmetiğe değin pek çok alanda kullanılıyor.
Kaynak: Bilim ve Teknik Sayı: 378 Yazar: Murat Dirican

Bazı bilimadamlarına göre geleceğin teknolojisinde de yapı taşı olacaklar. Scripps Institution of Oceanography’den Profesör Mark Hildebrand, şu ana dek bir deney tüpünde diatom gibi çalışan bir mekanik sistem oluşturamadığımıza, yakın zamanda da oluşturacak gibi görünmediğimize değinerek, nanoteknoloji için yapılar kurmak üzere çılgınca makineler icat etmek, litografik yöntemlerle küçük cihazlar yapmaya çalışmak yerine, diatomlara istenilen ilacın, sanayi ürününün ve kimyasal malzeme ürettirmenin bir yolunu aramanın daha akıllıca olduğunu söylüyor. Çünkü belki milyonlarca yıldır dünyayla uyum içinde yaşayan güçlü organizma bunlar. Bu yolda diğerlerini en iyi temsil eden bir diatom seçilmiş, Thalassiosira pseudonana – ismin teleffuzunu boşverin 🙂 – gen haritası çıkarılarak yayınlanmış. Elbette amaç diyelim ki kabuğu oluşturan silikonu hücre içine çeken proteinleri ve onları kodlayan genleri çözmek. O zaman hepsinde ortak olan ve farklı olan bir amaca özelleşmiş genler ortaya çıkacak. Üretmek istenen neyse onu yapan DNA’lar oluşturulacak.

Bunun devamında diğer bir çok mikrocanlı gibi, çok büyük süratle çoğalan diatomları sadece besleyecek bir su içinde tutmak yeterli olacak. Gerisini çoğalarak aynı işe yönelmiş bir ordu olarak onlar yapacak. Nanoteknolojide “self assembly” denilen kendisini inşa eden mikrorobot sistemlerin en mükemmel örnekleri zaten yaşıyor. Tabii bu sizi de ürkütüyordur. Kontrolden çıkan tek bir çift diatom bile tüm dünya okyanusunu “Noorkia”nın yeni cep telefonu için üretilecek kılıfı,n yırtılmayan harika kumaşını sürekli üreterek doldurabilir. Yani basit şeyler üretmek için milyonlarca tür diatom üretilirse artık patentler diatom DNA’sı için olur. Düşünün “Diatom 912039485485” elmas üretici “Diatom 8373644565354” ilaç üretici …

Bilimkurguyu bir yana bırakırsak evrende akıl almaz bir yaşamsal çeşitlilik olduğunu ve bunun her ölçekte müthiş bir güzellikle geldiğini görürüz. En hoş olanı da şudur: Bizler bu güzelliğin kendisine hitap ettiği, bu güzellikle uyumlu beğeni alıcılarına sahip bir canlı türüyüz. Bu da ayrı bir güzelik değil mi?

Diyatome Kolleksiyonculuğu; Diyatomeleri, 1702’de ilkel mikroskopinin öncüsü sayılan Anton van Leeuwenhoek keşfetmiş ve onların fotosentez yapan tek hücreli bir bitki olduğu sonucuna da 19. yüzyıldan önce varılmıştı. Daha sonraki yıllarda bu güzel görünüşlü canlıların kolleksiyonunu yapmak zaman zaman gözde bir uğraş haline geldi. Aynı dönemde Alman araştırmacı J. D. Möller, diyatomelerin sınıflandırılmasına yardımcı olmak amacıyla, yaklaşık dört bin farklı türdeki diyatomeyi tek lam üzerinde toplamaya çalışmıştı; bu iş için 15 yılını harcadı.
Özellikle 19. yüzyılın ikinci yarısında, hayranlık uyandıran biçimleriyle diyatomeleri, lam üzerinde geometrik desenler elde etmek üzere düzenlemek, mikroskop edinebilecek kadar varlıklı ailelerin başlıca eğlencesiydi. Antika değerindeki benzer ürünlere kişisel ya da doğa tarihi müzelerine ait kolleksiyonlarda rastlamak olası. Bugün bile, pek çok amatör ve profesyonel araştırmacının ilgisini çeken bu tür düzenlemelerin birer sanat ürünü olduğunu söylemek çok da yanlış olmaz.
Kaynak: Bilim ve Teknik Sayı: 378 Yazar: Murat Dirican

DİATOM VİDEOLARI

Bilimsel olarak diatomları çok detaylı öğrenmek isteyenler sırasıyla şu bilimsel kaynakları okuyabilirler.
ÖNEMLİ NOT: Makale içinde dünyada kullanıldığı şekliyle bu canlıların adını diatom olarak kullandım. Internet aramalarınızda kolaylık olması için. Ancak Türkçe bilimsel terim olarak diyatome kullanılır. Türkçe yayınlanan bilimsel makaleleri aramak için doğru terim Diyatome ile Google arama sonuçları için lütfen tıklayın.

Diatom Fotoğrafçılığı
http://www1.tip.nl/%7Et936927/art_deco.html

California Bilimler Akademisi 59.000 örnek diatom
http://www.calacademy.org/research/diatoms/

Diatom Görselleri
http://photos.signonsandiego.com/gallery1.5/view_album.php?set_albumName=diatoms
http://www.microscopy-uk.org.uk/micropolitan/index.html

http:// thalassa.gso.uri.edu/flora/arranged.html
http://hjs.geol.uib.no/diatoms/biology/index.html

Wikipedia
http://en.wikipedia.org/wiki/Diatom
http://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Diatoms

http://www.ucl.ac.uk/GeolSci/micropal/diatom.html

Çevre Araştırmalarında Diatomlar
http://www.urbanrivers.org/diatoms.html

Diatomic Power
http://www.signonsandiego.com/news/science/20040707-9999-1c7diatoms.html

National Geographic
Murawski P.A., “Diatoms”, National Geographic, Ocak 1999
Hoower R.B., “Those Marvelous, Myrad Diatoms” National Geographic, Temmuz 1979

Tübitak Bilim ve Teknik Sayı: 378 Yazar: Murat Dirican