Uzay Ortamı ve Uzaya Gönderdiğimiz Canlılar

Biz insanlar olarak “Uzayda yaşam var mı?” sorusu nesiller boyunca merak ettiğimiz, uğruna milyonlarca dolar harcadığımız en önemli sorulardan biri. İnsan türü olarak, astrobiyoloji konusunda yüzlerce soru soruyoruz.

Karbon temelli yaşam yerine, karbon gibi 4 bağ yapan silikon temelli yaşam olabilir mi? Zenobiyoloji (Xenobiology) kapsamında DNA/RNA yerine XNA gibi sentetik bir nükleik asitler ile yaşamsal faaliyetler sağlanabilir mi? Jüpiter’in uydusu Europa’nın ve Satürn’ün uydusu Enceladus’un yüzey altındaki okyanuslarında biyolojik formlar olabilir mi?

Sıvı su yerine sıvı metan veya etan içerisinde yaşam başlayabilir mi? Bu gibi onlarca kıymetli sorunun cevabını öğrenebilmiş değiliz. Fakat Dünya adlı gezegenimizde evrimleşen “canlılık” için birtakım araştırmalar yapabiliyoruz.

Uzay boşluğu veya vakum uzay adını verdiğimiz dünya dışı ortamın canlılık üzerine etkisini insanlık tarihi boyunca hep merak etmişizdir. Henüz “canlılık” tanımını dahi net olarak yapamadığımız için sadece “etkilerini” anlayabiliyoruz. 1961 yılında Yuri Gagarin’in Dünya dışına çıkması, ardından Apollo 11’in 1969 yılında Neil Armstrong ve Buzz Aldrin gibi Homo sapiens türü hayvanları Dünya dışındaki bir gök cismine taşımasından çok daha önce, çok sayıda başka hayvan türü insanlık adına vakum uzayı tecrübe etti ve çoğu hayatını kaybetti.

1) Meyve Sinekleri

Drosophila cinsi meyve sinekleri, bilindiği kadarıyla 1947 yılında uzayın etkilerinin araştırıldığı ilk hayvanlar! Neden mi meyve sinekleri? Çünkü hızlı ürüyorlar ve genomlarının %60’ının biz insan türü ile benzerlik gösteriyor. Dolayısıyla bilim insanlarının vakum uzaydaki kozmik radyasyonun canlılığa etkisini anlamak adına önemli adaylar.

2. Dünya Savaşı’ndan sonra Nazilerden alınan V-2 balistik füzelere doldurulan meyve sinekleri, zeminden yaklaşık 109 km yükselerek geri döndü.

Bu mesafe kabaca atmosferin en dış tabakasının bir altı olan, yani termosferin başladığı sınıra denk geliyor. Termosferde iyonize radyasyonun yoğun etkileri gözleniyor. Zaten termosferden sonra ekzosfer adı verilen gaz moleküllerinin bulunmadığı ince bir hacimsel tabaka geliyor. Geri dönen kapsül paraşüt ile Meksika’ya iniyor. Ardından görülüyor ki sinekler hayatta ve radikal bir iyonize radyasyon etkisine rastlanmıyor.

2) İnsan Dışı Primatlar

İnsan dışı denilmesinin nedeni, insanların da birer primat türü olmasından kaynaklanıyor. Özünde uzaya açılacak teknolojiyi geliştirmiş türler primatlardır. Fakat maalesef ki vakum uzayın etkileri insanlardan önce birçok insan dışı primat üzerinde denenmiştir.

Yaklaşık olarak 32 primat türü vakum uzaya ulaşmıştır. Bunlar arasında Rhesus makakları (Macaca mulatta), domuz kuyruklu makak (Macaca nemestrina), yengeç yiyen makak (Macaca fascicularis), sincap maymunu (Saimiri sp.) ve şempanze (Pan troglodytes) bulunuyor.

Aralarında ilk giden, 1949 yılında giden Albert II adında bir Rhesus makağıydı. Kendisi 134 km yüksekliğe erişerek ekzosfere ulaştı. Fakat atmosfere girdiğinde paraşüt bozukluğundan dolayı patlamada hayatını kaybetti. Kendisi, bir sene önce yerden bile yükselemeden kapsülü içinde boğulan Albert I’in öncüsüydü.

3) Fareler

Fareler uzun yıllar boyunca vakum uzayın insan fizyolojisine etkilerini araştırma konusunda seçilen hayvanlar arasında geliyor. Hatta günümüzde NASA, Uluslararası Uzay İstasyonu’nda fareler konusunda birçok çalışma yürüttü ve görüldü ki düşük kütle çekimine harika bir şekilde uyum sağlayabiliyorlar.

1950 yılında 137 km ile uzay boşluğuna ulaşan ilk fare isimsiz bir bireydi. Fakat anısına birçok bilgi öğretti. Ne yazık ki meyve sineklerinin aksine atmosfere girdiğinde roketin paraşüt yetmezliği nedeniyle parçalanması sonucu Dünya’ya dahi dönemeden hayatını kaybetti.

4) Köpekler

Diğer kuzenlerinin aksine Laika adındaki kozmonot köpek, yörüngeye oturan ilk hayvandı.

Sovyetler Birliği zamanında birçok köpek uzaya gönderildi; ancak aralarından en meşhur olanı 1957 yılında giden Laika oldu. Çünkü sadece uzaya gitmekle kalmayıp, aynı zamanda yörüngeye oturdu.

Kapsülde yaklaşık 7 günlük oksijen ve besin bulunduğunu söyleyen bilim insanlarına rağmen 5 saat içerisinde yüksek sıcaklıktan dolayı hayatını kaybettiği öğrenildi. Anısına Moskova’da bir heykel dikildi…

5) Kaplumbağalar

1968 yılında, ABD ve Sovyetler Birliği arasındaki Uzay Yarışı zamanında Ruslar Zond 5 adında bir programla uzaya birkaç tohum, toprak, bazı solucanlar ve iki tane bozkır kaplumbağası (Testudo horsfieldii) gönderdi.

Söz konusu canlıları taşıyan kapsül Ay’ın etrafında bir tam tur attıktan sonra 6 gün içerisinde Dünya’ya döndü. Kapsül, Hint Okyanusu’na inişini tamamladı ve içerisindeki kaplumbağalar sağ salim içerideydi. Sadece %10 civarında zayıflamışlardı.

6) Kediler

18 Ekim 1963 yılında Félicette adında bir kedi, Fransa uzay programı dahilinde eğitim gören 14 tane dişi kedi arasından uzaya gitmiş ve sağ salim dönmüş ilk “kedistronot” oldu!

Félicette’nin kafa çevresine, nöronlardaki sinyalleri almak için elektrotlar yerleştirildi. Böylece uzay yolculuğunda nörolojik aktivitesi ölçülebilecekti ve duygu durumu kabaca anlaşılabilecekti. Daha sonra medya tarafından Félix The Cat ile reklamlarda ün salmaya başladı.

Ancak aradan 50 yıl sonra anısına herhangi bir şey yapılmadığı fark edildi. Zira 1961 yılında Yuri Gagarin’den önce uzaya gitmiş ilk Homindae (İnsangiller) üyesi kuyruksuz maymun olan astroşempanze Ham, New Mexico’daki Uluslararası Uzay Müzesi’nde Hall of Fame adındaki meşhur salona gömülmüştü. Bu yüzden 2019 yılında Fransa’da bronzdan yapılmış 1.5 metrelik bir heykelinin dikildiği açıklandı.

7) Kurbağalar

Bu amfibiyenler 1959 yılından beri insanlık adına çok önemli başarılar elde etmişlerdir. Fakat en önemli başarıları 1970 yılındaki uçuşta gerçekleşti. NASA, 1970 yılında Orbiting Frog Otolith adındaki uzay aracı ile yörüngeye iki tane su kurbağası (Lithobates catesbeianus) gönderdi. Uzay aracının isminde görülen “otolith” kelimesi iç kulakta bulunan bazı katı parçacıkların ismi ve dengeden sorumlular.

Bu program dahilinde uzay yolculuğunun insanın denge ve iç kulak mekanizmasına olan etkileri araştırılmak isteniyordu. Kurbağaların göğüs ve kulak bölgesine elektrotlar yerleştirilerek, kütle çekiminin çok az olduğu vakum uzayın canlının yön kavramı üzerine etkisi incelendi. Görüldüğü üzere yaklaşık 6 gün sonra iç kulaktaki vestibüler sistem normale döndü.

8) Örümcekler

1961 yılındaki ilk insanlı uçuştan sonra bilim insanları diğer hayvanları uzaya gönderme konusunda daha az hevesli oldu. Fakat yine de vakum uzayın biyolojik etkilerini araştırma hedefi devam ediyordu.

1970 yılında Anita ve Arabella adındaki iki bahçe örümceği (Araneidae sp.) uzay programına dahil edildi ve uzay araştırmaları açısından test edildi. Çalışmanın amacı uzayda ağ örebildiklerini araştırmaktı. Gerçekten de ağ örebildikleri gözlemlendi. Sadece Dünya’dakinden biraz daha inceydi.

9) Balıklar

İlk “akuanotlar” Fundulus heteroclitus türündeki balıklardı. Beraberinde 50 yumurta ile birlikte 1973 yılında NASA tarafından gönderildi. Vakum uzaydan dönen insanlarda baş dönmesi ve bulantı gibi etkileri gözlenirken, balıklarda da yüzme problemleri görülüyordu. Düz yüzmekten ziyade daireler çizerek yüzüyorlardı.

Benzer şekilde 2012 yılında JAXA tarafından Uluslararası Uzay İstasyonu’na balıklar gönderildi. İstasyondaki akvaryumda otomatik besleme sistemi, gece-gündüzü taklit eden LED ışıklandırma ve su arıtma mekanizması bulunuyordu. Ayrıca seçilen balıklar da medaka (Oryzias latipes) adındaki transparan balıklardı. Bu sayede araştırmacılar balığın anatomisini ve fizyolojisini daha kolay anlayabilecekti.

10) Su Ayıları

Birçok belgesel yapımına konu olan meşhur tardigradlar veya diğer isimleri ile su ayıları, vakum uzay konusunda tartışmasız en başarılı hayvanlardır! Evet, kendileri mikroskobik omurgasız hayvanlardır. Hatta en yakın akrabaları eklem bacaklılar şubesidir.

Fakat unutmamak lazım ki vakum uzaya ve radyasyona dirençli en dayanıklı “canlı” demek büyük bir hata olur. Zira tardigraddan çok daha dayanıklı arke ve bakteri türleri radyasyona direnç konusunda fazlasıyla üstündür. Bunların en başında Thermoccocus gammatolerans isimli arke, ardından Deinococcus radiodurans isimli bakteri gelir! İyonize radyasyona karşı tardigradlardan kat kat daha fazla dirençlidirler.

2007 yılındaki vakum uzayda hayatta kalmayı başaran ilk hayvanlar tardigradlar olmuştur. Toplamda TARDIS, RoTaRad ve TARSE programları dahilinde tardigradlar birçok kez sınanmıştır.

Oksijen azlığı, iyonize radyasyon, inanılmaz düşük sıcaklık ve dehidratasyon gibi onlarca parametreye karşı hiç yorulmadan baş edebilmektedirler. Kendileri yaşamsal faaliyetlerini askıya alarak anhidrobiyoz ve kriyobiyoz formları sayesinde bu tarz ekstrem koşullara karşı kendilerini koruyabilmektedirler.

Yaklaşık 10 günlük ilk uçuşun ardından tardigradların %68’nin anhidrobiyoz ve kriyobiyoz formundan aktif formlara dönebildiği görülmüştü! Uzay araştırmaları dahilinde onlarca kez üstün başarı madalyasına sahiptirler.

11) Yuvarlak Solucanlar

2003 yılında Kolombiya uzay mekiği Dünya’ya dönerken parçalandı. Trajik olarak mekikteki 7 astronot hayatını kaybetti. Mekik üzerinde 80 bilimsel çalışma bulunuyordu. İlginç olan, patlamanın ardından toplanan parçalar arasında yuvarlak solucanların, yani nematodların inanılmaz yüksek sıcaklığa ve basınca karşı dayandığının gözlemlenmiş olmasıydı!

Dolayısıyla uzay araştırmaları konusunda aday olan önemli hayvanlardan biri haline geldiler. Hatta 2018 yılında Rusya’daki bir permafrost içerisinde yaşları 32.000 ila 42.000 yaşında olduğu hesaplanan iki nematod keşfedilmişti. Donmuş topraklardan alınan bu iki birey yaşamsal faaliyetlerini geri döndürebildi!

12) Diğer

Gezegenimizde, buzların içinde, kaynayan suların altında, asit veya alkali sıvılarda, salt kristallerde, toksik atıklarda ve hatta nükleer reaktörlerin su havzasında dahi mikroorganizmalara rastlanmıştır! Canlılık adını verdiğimiz ancak tanımlayamadığımız bu metabolik faaliyetlerin sınırı kestirilemeyecek kadar geniştir. Dolayısıyla dünyalaştırma (terraforming) alanında ve astrobiyolojide birçok önemli soru doğmuştur.

Günümüzde bazı mikroorganizmalar üzerindeki çevre baskısı ve sahip oldukları evrimsel adaptasyonlar nedeniyle birçok ekstrem koşula karşı dayanabiliyorlar. Bilindiği üzere iyonize radyasyona karşı genetik materyallerini koruyan protein sistemleri ve yaşamsal faaliyetlerini askıya alabilen metabolizmaları sayesinde insan için “ekstrem” olan söz konusu koşullara karşı dayanabiliyorlar.

Uzay programları veya dünyalaştırma çalışmaları için aday bazı türleri aşağıda listeliyoruz:

Mantarlar

• Cryomyces minteri
• Xanthoria elegans
• Cryomyces antarcticus
• Aspergillus oryzae
• Chaetomium globosum
• Saccharomyces cerevisiae

Bakteriler

• Deinococcus radiodurans
• Deinococcus geothermalis
• Bacillus subtilis
• Bacillus safensis
• Chroococcidiopsis

Arkeler

• Thermococcus gammatolerans
• Halobacterium noricense
• Methanosarcina barkeri

Bitkiler

• Arabidopsis thaliana

Likenler

• Rhizocarpon geographicum
• Xanthoria elegans

Tardigradlar

• Macrobiotus coronifer
• Milnesium tardigradum
• Hypsibius dujardini

Nematodlar

• Caenorhabditis elegans  

Hazırlayan: Pedram Türkoğlu
Editör: Kemal Cihat Toprakçı

Kaynaklar ve İleri Okuma

1. Forrester, Ellie May. “10 Animals That Have Been to Space.” Discover Wildlife, www.discoverwildlife.com/animal-facts/animals-in-space/.
2. Shatilovich, A.V., Tchesunov, A.V., Neretina, T.V. et al. Viable Nematodes from Late Pleistocene Permafrost of the Kolyma River Lowland. Dokl Biol Sci 480, 100–102 (2018). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
3. “List of Microorganisms Tested in Outer Space.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 May 2020, en.wikipedia.org/wiki/List_of_microorganisms_tested_in_outer_space.
4. “Xenobiology.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 15 May 2020, en.wikipedia.org/wiki/Xenobiology.
5. “Hypothetical Types of Biochemistry.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 25 May 2020, en.wikipedia.org/wiki/Hypothetical_types_of_biochemistry.
6. Karahasan, Akın. “Tardigradlar Ve Uzay: TARSE (Uzay Etkilerine Tardigrad Direnci) Misyonu Deneyleri Nasıl Yapıldı?” Evrim Ağacı, Evrim Ağacı, 22 Apr. 2020, evrimagaci.org/tardigradlar-ve-uzay-tarse-uzay-etkilerine-tardigrad-direnci-misyonu-deneyleri-nasil-yapildi-8527.
7. Türkoğlu, Pedram. “Radyasyona En Dayanıklı Canlı: Thermococcus Gammatolerans.” Evrim Ağacı, Evrim Ağacı, 8 Aug. 2019, evrimagaci.org/radyasyona-en-dayanikli-canli-thermococcus-gammatolerans-4045.