Astrobiyoloji Tüm Yazılar

Kozmik Anafor Bilim Kurgu: Bir Ötegezegende Fotosentez

Hazırlayan: Süleyman Yeşil
Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedintumblrmail

Bahsedeceğimiz konu bir bilim kurgu… Kendi bilim kurgumuzu, bilimsel verilere dayandırarak bilim-gerçek sınırına yaklaştırmaya çalışacağız. Bu yazıda, Dünya’ya kütle ve yarıçap olarak en benzer gezegeni seçip, bu gezegenin koşullarına bağlılıkla fotosentezin oluşup oluşamayacağını tartışacağız. İsmi KOI-2700 b. Fakat gezegenden bahsetmeden önce, fotosentez nedir, ne değildir, koşullarını anlatalım.

Dünyadaki yaşamın enerji kaynağı Güneş. Basitçe, fotosentetik organizmaların güneşten gelen ışık enerjisini kullanarak şeker ve diğer organik bileşikleri üretip, bu enerjiyi besinlerdeki kimyasal enerjiye dönüştürmesine, fotosentez diyoruz. Bu olay dolaylı veya doğrudan tüm biyolojik sistemlerin enerji kaynağı.

Fotosentez bakterilerde, alglerde ve bitkilerde gerçekleşir. Ayrıntıda birbirinden farklı olsalar da temelde mekanizmaları aynıdır. Fotosentez olayı pek çok basamağa sahip iki temel süreçten meydana gelir. Işık reaksiyonları ve Calvin döngüsü. Işık reaksiyonları kloroplastın “tilakoid” zarlarında, Calvin döngüsü ise “stroma”da gerçekleşir. Tilakoid zarlarda klorofil pigmentleri ve çeşitli enzimler yer alırken, stromada DNA, RNA, ribozom ve yine enzimleri içeren yoğun bir sıvı bulunur.

Bitkiler tüm yeşil kısımlarında kloroplast denilen, klorofil pigmenti içeren organelleri bulundururlar. Bitki yapraklarının yeşil olmasının sebebi yine bu klorofil pigmentleridir. Yapraktaki pigmentler görünür ışık spektrumunun, kırmızı ve mavi bölgeleri arasındaki ışığı soğururlar. Bu sırada en fazla yeşil ışık yansıtıldığı için bize yeşil renkte görünür.

uzum-bahcesi-332

Klorofil içeren bu kloroplastlar, ışık reaksiyonlarında bu pigmentler aracılığıyla güneşten gelen ışığı soğurup, ATP veya NADPH formunda kimyasal enerjiye dönüştürürler. Daha geniş bakarsak, bir ışık fotonu bir pigment molekülüne çarpıp pigmentin elektronunu daha yüksek enerji seviyesine çıkartır. Elektron temel düzeyine geri dönerken, yanındaki diğer bir pigmentin elektronu uyarılmış duruma geçer. Bu süreç sonucunda uyarılan klorofil pigmenti bir elektronunu kaybeder. Bu elektron çeşitli ETS (elektron taşıma sistemi) elemanlarından geçer. Bu esnada iki elektron, iki hidrojen ve bir oksijen atomu elde edilecek şekilde bir su molekülü parçalanır. Bu olaya “fotoliz” denir. Bu sayede klorofil pigmentinin elektron açığı kapatılır. Ayrıca dünyamızın oksijen kaynağı yine bu fotoliz olayına dayanır. Çıkan oksijen, bir başka fotolizin oksijeniyle birleşip O2’yi oluşturur. Işık reaksiyonları devirli ve devirsiz fotofosforilasyon olmak üzere ikiye ayrılmasına karşın, temel mantığı fotosentezin Calvin döngüsü için gereken ATP ve NADPH’ları üretmektir.

Calvin döngüsü genelde karanlık evre reaksiyonları olarak bilinir. Bu reaksiyonlarda ışık doğrudan kullanılmasa da, pek çok bitkide bu döngü dolaylı olarak ışığa bağımlıdır. Calvin döngüsünde kullanılacak ATP ve NADPH, ışık reaksiyonları ile sağlanır. Bu döngüde CO2, ATP ve NADPH’lar kullanılarak şeker elde edilir.

fotosentez-g

Dünyamıza oldukça benzeyen KOI-2700 b, hakkında alınan verilere bakarsak; 5.9742 × 1024’lük kütlesiyle Dünya’nın 0,85 katı ve 6.371 km’lik yarıçapıyla 1,2 katıdır. Fakat bir sorun var. O da bu gezegenin zamanı! KOI-2700 b, bir yılını yani yıldızının etrafındaki dolanımını 0,9 günde tamamlamakta. Gördüğünüz gibi gezegen yıldızına çok yakın ve gerçekte sıcaktan kavrulan, kurak bir gezegen. İşte işin bilim kurgu kısımı da burada devreye giriyor. Biz bu gezegenin dolanım hızını yavaşlatacağız ve yaklaşık 365 gün dolanım süresine getireceğiz, kim bilir belki milyonlarca yıl sonra bu hızda dolanmaya başlar. Ayrıca bildiğimiz gibi gezegenlerin bir yaşam kuşağı vardır. Yıldızların belli başlı parametrelerine göre yaşanabilir kuşak, değişkenlik gösterir. Güneş’in çevresi için bu sınır yaklaşık 0,8 AB ile 2.5 AB arasındadır (1 AB=149.600.000 kilometre).

Gezegenimizin etrafında dolandığı yıldızı da irdeleyelim. Çünkü KOI’nın yaşanabilir (suyun sıvı halde kalabildiği) kuşağını bilmemiz lazım. Güneş’in kütle ve yarıçapının takribi yarısı olan bu yıldız,  yaklaşık 4.300 Kelvin derece sıcaklığa sahip. Muhtemelen 50 milyon km uzaklıktaki bir yörüngeye, bu yıldızımızın yaşanabilir kuşağı diyebiliriz. Yörüngesinin ne kadar eliptik olduğu hakkında bilgi sahibi değiliz fakat, bilim kurgumuzda bu yıldızımızı 0,35 AB‘ye yerleştirelim (böyle bir olasılık var). Eksen eğikliği, gerek yıldızdan gelecek ışıklar gerekse gezegenin ortalama ısısı için önemlidir. Dünya benzeri kütle ve yarıçapa sahip olan bu gezegeni yaklaşık 23,5 derecelik (olabilirliğini doğru kabul ederek) eksen eğikliğe sahip kılalım. Kütlesi ve büyüklüğü bakımından yoğun olduğunu bildiğimiz gezegenimiz yine muhtemelen (metalik yoğunluğa bağlı) bizimle aynı çekim hızına sahip olacaktır.

Fotosentez için önemli olan aydınlık evrede ışık spektrumudur. Üçüncü nesil, birinci öbek olarak kabul ettiğimiz bu yıldızın, çeşitli metallere sahip gezegeninde volkanik patlamalar olduğunu farz edersek, karbondioksit üretimi vardır. (Yeterli veri olmadığı için bunlar birer varsayımdır. Volkanik patlama olmadığını bilip de yazmıyoruz. Diğer bilinmeyen veriler içinde bu tavrımız geçerlidir.) Başka bilim kurgulardan esinlenerek, yanımızda toprak götürelim, azıcık da H₂O (su). Evet, bilinmeyenler üzerine söylediğimiz her ihtimal doğru olabilir, işte işin bilim gerçeklik kısmı da bu. Tüm verileri topladık, bilinmeyenleri de muhtemel temeller üzerine oturttuk.

Sonuç olarak yeterli enzim ve mineral olduğunda, topraktaki bakteriler sayesinde bu gezegende bitkiler fotosentez yapabilir. Ayrıca yeterli çekim olduğu için yönelim hareketleri de mümkün. Hatta bu bitkiler yeşil renkte dahi olabilir. Jeotropizma ve fotoropizma gibi etkileri de baz alırsak bitkimizden verim alabilir, belki de yaşamı bu gezegende kendimiz tohumlayabiliriz. Kim bilir, belki de verilerimiz doğrudur ve orada böyle bir yaşam söz konusu olabilir…

Hazırlayan: Süleyman YeşilAze Deniz
Geliştiren: Devrim Yağmur Durur

Hep daha fazla okumak gerekir...

Yorum

Yazar Hakkında

Süleyman Yeşil

Antakya Atatürk Lisesi mezunu. 2010 yılından bu yana Ege Üniversitesi Astronomi ve Uzay Bilimleri bölümünde okuyor. Satrancı seviyor ve ne iş olursa yapıyor...