Canlılarda Antifriz

Kışın yollara buzlanmayı önlemek için tuz atıldığını hepimiz biliriz. Aslında bu yöntemi uygulayabilmek için; suyun donma noktasını hangi bileşiğin düşürebileceği, bunun için etkili olabilecek bir maddenin nasıl üretilebileceği, hangi atomların hangi şartlar altında birleşebileceği gibi birçok bilgi birikimine sahip olmak gerektir. 

Peki böylesine kapsamlı bilgileri kutuplardaki balıklar nasıl biliyor olabilirler? Vücutlarındaki sodyum ve klorürü birleştirerek tuz üretip, bu tuz sayesinde vücut sıvılarının donma noktasını düşürebileceklerini onlara kim öğretmiştir? 

Elbette bu mucizevi olayın tek bir açıklaması vardır: Balıklara antifriz özelliğindeki maddeleri koyup onları dondurucu soğuklardan koruyan âlemlerin Rabbi olan Allah’tır.

Canlılarda 0ºC altındaki koruma mekanizmaları

Sıfırın altındaki sıcaklık derecelerinde yaşayan pek çok canlıda, vücut sıvılarının donması sonucu hücrelerde ölümcül etkiler meydana gelebilir. Bu don zararını önlemek amacıyla sonsuz ilim ve kudret sahibi yaratıcı tarafından canlılara, buz kristallerinin oluşumunu ve gelişimini kontrol edebilen mekanizmalar yerleştirilmiştir. Hücrelerde özel proteinlerin sentezlenmesi, söz konusu mekanizmalardan biridir. Bazı semenderler, balıklar, böcekler, yosunlar, bakteriler ve bitkiler gibi birçok canlıda “antifiriz proteinler” olarak adlandırılan proteinler sentezlenebilmektedir. 

İşte insanoğlu da bu canlılardan aldığı ilhamla ‘antifiriz’i keşfetmiştir. Kışa girerken arabalarımızın radyatöründeki suyun donmasını engellemek amacıyla antifiriz ilâve ederiz. Normalde, 0ºC altındaki soğuklarda donarak buza dönüşen suyun hacmi genişler ve bulunduğu kabı parçalar. Antifiriz ilâve edildiğinde ise suyun donma derecesi azalmakta ve katılan antifiriz miktarına göre -50 derece soğukta bile donma olmamaktadır. 

Bitkilerde antifiriz maddeler

Kışın hayvanlar sığınacak bir yer bulup soğuktan korunabilirler. Ama bitkiler kökleriyle toprağa bağlı oldukları için böyle bir şansları yoktur. Ancak, sonsuz ilim ve hikmet sahibi yaratıcı onlara öyle bir sistem koymuştur ki, en şiddetli soğuklara bile dayanabilirler. 

Bitkilerde soğuğa karşı dayanma mekanizması birçok faktörün rol oynadığı karmaşık bir durumdur: Bitki özsuyunda çözünebilen maddelerin yoğunluğu, membran lipit bileşimi, protein miktarı, antifiriz proteinlerin sentezi, enzim aktivitesi, antioksidant sistemindeki değişim ve bitki besin elementi içeriğinde meydana gelen biyokimyasal değişimler, bitkilerin düşük sıcaklığa dayanabilmesi açısından oldukça önemlidir.

Sonbaharda yaprak döken bitkilerin, açık pencereleri hükmündeki yapraklarını dökmesi soğuğa karşı iyi bir korunma sağlar. Ancak yapraklarını dökmeyen bitkilerde ya da kutuplar gibi sıfırın altında soğukların olduğu iklimlerde bu tedbir de yetersiz kalır. Hücre içinde buzlanma olursa, hücre zarar görür. Bu nedenle bu tür bitkilerde kışa hazırlık olarak, bitki hücrelerinde suda çözünebilen sakkaroz ve gliserol gibi organik maddeler ile çeşitli iyonların miktarında artış olur. 

Bu konuda yapılan araştırmalarda, soğuğa maruz kalan bitkilerde bu maddelerden ayrı olarak “antifiriz proteinleri” adı verilen çok özel ve küçük proteinlerin de sentezlendiği görülmüştür. Bununla birlikte hücreler arası boşluklarda antifiriz maddeleri bulunmadığından buradaki su kolayca donabilir. Ancak bu kısımdaki buzlanmalar hücrelere zarar vermez. Hücreler arasındaki su donarken, hücre içindeki suyun bir kısmı dışarı verilir. Böylece hücrelerdeki su miktarı yok denecek kadar azalırken, antifiriz maddelerinin de yoğunluğu artar ve böylece hücre içerisinde buz teşekkülü engellenmiş olur. 

Bir kardelen görürsen...

Toprağa bağlı yaşayan bir bitkinin kendi kendine koruyucu bir madde oluşturması ve bunu bütün türdeşlerinde var edecek şekilde genlerine yerleştirmesi elbette ki mümkün değildir. Allah, Muhyi ismi gereğince evrendeki varlıkları yaratırken; onların yaşaması, canlılığını devam ettirebilmesi için ihtiyaç duyduğu her şeyi de yaratmaktadır. Kur’an’da bu konuyla ilgili olarak: “O, yaşatandır ve öldürendir…” (Müminûn, 80) buyurulmaktadır.

Kur’an’ın günümüzdeki bir tefsiri olan Risale-i Nur bu konuyla ilgili olarak şöyle bir mesaj vermektedir: “Böceklerin, balıkların, bitkilerin nesillerinin devamı için onları Hafiz ismiyle muhafaza altına alan, onları büyük bir rahmet ve hikmetle koruyan Allah, elbette kâinata meyve ve arza halife olarak yarattığı insanların amellerini de muhafaza eder ve etmektedir.”

Eğer kışın soğuğu altında yeşil bir bitki görür ya da karları delerek size gülümseyen bir kardelene rastlarsanız, bu antifiriz sistemini ve onu bitkilere yerleştiren kudreti hatırlayınız. İşte Allah (cc.) tüm canlıları sonsuz şefkati ve merhametiyle böyle korumaktadır.

Kaynaklar:

1. Aslantaş R. ve ark. Bitkilerin Düşük Sıcaklıklara Dayanımında Hücresel ve Moleküler Mekanizmalar, J. of Agricultural Faculty, 41, 157-167, 2010.

2. Kocaçalışkan, İsmail, Bitki Fizyolojisi, Nobel Yayınevi, 2008.