Şefik Şanal Alkan / sefik.alkan@gmail.com
Bugün sizlere bilimsel buluşların nasıl yapıldığını örnekler vererek anlatmak istiyorum. Yazının ilk bölümünde sizlere temel ve uygulamalı bilimler arasındaki ikilemden söz ettikten sonra tarihten 5 bilimsel buluşun öyküsünü anlatacağım. Bir sonraki yazımda ise benim kişisel olarak tanıdığım çağdaş 5 bilimcinin yaptığı büyük buluşları anlattıktan sonra, bilim ile felsefenin kaçınılmaz kardeşliğine değineceğim.
Hemen belirtmeliyim ki bendeniz 50 yıllık çalışma hayatımda 4 akademik kuruluş (U. Hacettepe, U. Kaliforniya, Basel Inst. İmmunoloji ve U. Rutgers) ve 4 özel sektör kurumunda (Novartis, Aventis, 3M ve Alba) çalışmış bir bilimciyim. Böyle oluşunun birkaç nedeni var ama dağılmamın asıl nedeni hem temel bilim yapmaktan vazgeçmemem hem de ilaç/aşı keşfetmenin keyfini çıkarmak istemem. Böyle yapınca her iki bilim dünyasının değişik yönlerini epey öğrenmiş oluyorsunuz. Burada özetlemeye çalıştığım örneklerin, öz-deneyimlerin ve görüşlerin, kariyerlerinin başında olan gençlere doğru seçim yapmada yararlı olacağımı umuyorum.
Temel ve uygulamalı bilimlerin arasındaki fark:
Temel/saf bilimin kaynağı meraktır, amacı; doğayı, olayları anlamak, açıklamaktır. Bu, en iyi Üniversite ve Bilim akademilerinde yapılır. Bugünkü Amerika’yı yaratan taa 1945’lerde başkanı Roosevelt’in aldığı davranıştır: Başkan Roosevelt, bay Vannear Bush’a Amerikan ekonomisini kalkındırmak için paramızı temel bilimlere mi yoksa uygulamalı bilimlere mi yatıralım diye sormuştur; O da “Bilim, sonsuz sınır” (science, the endless frontier”; The dichotomy between basic and applied science) adlı kitabında özetlenen “yatırımlarınızı temel bilimlere yapınız” önerisinde bulunmuştur. Şekil 1’ de temel ve uygulamalı bilimler arasındaki farklara bir göz atalım.
Şekil 1. Temel ve uygulamalı bilimler arasındaki farklar
Temel bilim meraka dayalı, hiçbir yarar fikri düşünmeden yapılan bilimsel çalışmalardır. Bir temel bilimcinin en güzel örneği Niels Bohr’dur. Bu Danimarkalı bilimci, gençliğinden beri atomun yapısını ve atom altı güçleri merak eder, buluşlarının etkileri Einstein’a ve Max Planck’a kadar uzanır. Şekil 1 de sağ tarafta gördüğünüz bir başka bilimsel yol ise bir toplumun somut bir sorununu ele alıp, sorunu çözmeye yönelmektir. Bunun en güzel örneğini Louis Pasteur vermiştir. Pasteur, süt veya şarabın bozulması veya ipek böceği hastalığı veya kuduz gibi sorunları bilimsel olarak ele alıp, inceleyen ve sorunları temel bilimsel yollarla çözüp, halk sağlığına uygulayan bir insandır.
Bir de uygulamalı bilimden söz edilir ve bunun temsilcisi Edison‘dır. Aslında onun yaptığı şey bir başkasının veya kendinin bulduğu bir yöntemi kullanıma sokmaktır. Onun döneminde N. Tesla en güzel temel bilimci örneğini verirken, Edison çoğu patent savaşlarını kazanarak New York sokaklarını ampullerle donatan ve çok para kazanan biri olmuştur.
Herkes Edison gibi olamaz ama kafanızda bir toplumsal sorun varsa ve o sorunu çözmek için, bilimsel yol/yordam kullanarak bir ürün geliştirmeyi düşünüyorsanız (mühendislik, sağlık bilimlerinde etkinlikler ve ilaç/aşı keşfi gibi uğraşlar) Pasteur ve Edison arası bir yerdesiniz demektir. Şekil 1’ in sol altında görülen boşluk, bilimi yol gösterici olarak görmeyen toplumları simgeler. Bu girişten sonra şimdi heyecan verici ve ufuk açıcı birkaç bilimsel buluşun öyküsüne geçebiliriz.
Bilimde çığır açan buluşlar:
1.
a) Mercek ve göremediğimiz iki dünyanın keşfi
Camın tarihi antik çağlara kadar uzanır. MÖ 2500 yılların antik Mısırda cam boncuklara rastlanır. Mercek yapımına ise MÖ 400-500 yılları arasında rastlanır ama merceklerin insanlığın önünde yeni ufuklar açması 1500-1600’lı yıllarda gerçekleşmiştir. Galileo Galilei’nin mercekleri kullanarak teleskoplar yaptığını, gökyüzünü, gezegenleri inceleyerek modern bilimi başlattığını herkes bilir.
Şekil 2. Mercek deyip geçmeyiniz
Aynı dönemlerde Hollandalı bir kumaş tüccarı olan Antonie van Leeuwenhoek, Amsterdam’a yaptığı ziyaretler sırasında mercek yontma sanatını öğrenip, kendine ilkel bir büyüteç/mikroskop yapmış ve minicanlılar dünyasını keyfetmiş ve bugünkü minicanlı biliminin temelini atmıştır. Sıradan bir mercek merakı insanlığa neler kazandırıyor, bundan güzel bir örnek var mıdır? (Yeri gelmişken belirtelim: Einstein’nın saygı duyduğu büyük filozof Spinoza da Amsterdam’da geçimini cam yontuculuğuyla sağlamıştır. “Spinoza Mucizesi”ni okumanızı öneririm).
b) Çiçek aşısına giden yollar nasıl döşendi?
Lady M. Montague (1689-1762), Osmanlı sarayındaki İngiliz elçisi olan kocasıyla birlikte İstanbul’a geldiğinde, hiçbir Avrupalı erkeğin giremediği seçkin Türk kadın toplumu hakkında eşsiz gözlemler yapmıştır. İyi bir yazar olan Montague’nun Londra’ya yazdığı mektuplardan öğrendiğimize göre kendisi İstanbullu kadınların cilt güzelliğinin nedenini araştırmış, Edirne’de Türk usulü aşılamanın (kurutulmuş çiçek irini) çocuklara uygulanışını gözlemlemiş ve sonunda kendi çocuklarını da aşılatmış ve deneyimlerini Londra’ya mektuplarla bildirmiştir. Ayrıca, Türk çiçek aşısına hayır diyen İngiliz doktorlarla savaşmış ve sonunda kraliyet ailesinin çocuklarını Türk aşısı yoluyla aşılatmıştır.
Şekil 3. Çağdaş çiçek aşısının bulunuşu
Bu arada, Türk tipi çiçek aşısının olası tehlikelerini (doğuştan bağışıklığı zayıf olanlar için riskini) sezen Edward Jenner karşımıza çıkıyor. Jenner bir kişiden o yörede inek sağan kadınların insan çiçeğine yakalanmadığını duymuş ve kendisi sahada çalışırken 1798’de inek çiçek virüsünü bir erkek çocuk üzerinde denemiş ve koruma yaptığını kanıtlamıştır. Jenner bu başarısından dolayı çağdaş aşılamayı başlatan kişi olarak tarihe geçmiştir. Aşıların kısa tarihi için kaynak: https://www.who.int/news-room/spotlight/history-of-vaccination. Çiçek aşısının başarı örneği: https://www.snopes.com/fact-check/one-vaccinated-one-not-smallpox/
c) Avrupa’nın Mikrop Avcıları
Avrupa’nın o dönemde nasıl uyandığını, bilimcilerin birçok mikroskobik hastalık etkenini nasıl keşfettiklerini bilmek istiyorsanız Paul De Kruif’ in 1926’da yazdığı harika “Mikrop Avcıları” kitabını okursanız, hele birazdan göreceğimiz Pasteur’ün bilimsel buluşlarına tanık olunca korkarım benim gibi minicanlı bilimcisi (mikrobiyolog) olursunuz.
Louis Pasteur’ün öğrencilik yıllarında Fransa’da çok güzel bir adet varmış: Genç öğrencileri iş yerlerine götürüp deneyim sahibi olmalarını sağlarlarmış. Pasteur de böyle yetişmiş bir insan: O sırada toplumun sorunlarını, hastalıkları öğreniyor. Pasteur daha asistanlığı sırasında büyük bir keşif yapıyor: Pasteur’ün ilk büyük buluşu, kristalize edilmiş moleküllerin sağlı veya sollu oluşunu keşfetmesidir.
Bunun önemi ne derseniz size Talidomid faciasını anımsatmam gerekiyor: Talidomid adlı bir ilaç 1950’li yıllarda gebe kadınların mide bulantısı tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktaydı.1960’larda Talidomid alan annelerden doğan binlerce çocukta ciddi sakatlıklar ortaya çıktı. Bunun nedeni Talidomid molekülünün sağ ve sol (zıt bakışımlı) bir karışım oluşmasıydı. (R-izomeri, sakinleştirici bir molekül iken, S-iomeri, dölüt (jenin) gelişimine zararlı (teratojen) bir maddeydi. Pasteur’ün diğer buluşlarını Şekil 4’ de özetliyorum.
Şekil 4. Pasteur’ün bilime katkıları
Bulaşıcı hastalıkların bir etkeni olmalıdır fikrini İbni Sina (980- 1037) ve Akşemseddin (1389-1459,) daha önceleri dile getirmişlerdi. Fakat deneysel olarak mikropları gören, üreten, hastalık yaptıklarını kanıtlayan ve onları önlemek için aşı geliştiren insan yine Pasteur olmuştur. Bu büyük insanı anmayı kendi sözleriyle bitirelim: “Uygulamalı bilimler diye bir şey yoktur, sadece bilimin uygulanması vardır.”
d) 156 yıl önce DNA’nın keşfi nasıl başladı?
Bir zamanlar Basel’de Friedrich Miescher (FM) adına kurulan Enstitüdeki (FMI) arkadaşlarımla birlikte araştırma yaptığım için merak edip Dr. Friedrich Miescher’in yaşam öyküsünü yakından öğrenmiştim. Basel’in seçkin ailelerinin bir oğlu olan FM, kimyacı olmak islemiş ama ailesi onu tıp doktoru olmaya zorlamış. O da doktor olmuş, hatta muayene açmış ama hastalarla uğraşmayı bir türlü sevememiş/ becerememiş.
Şekil 5. Friedrich Miescher: DNA’nın keşfini 156 yıl önce başlatan adam
FM, sonunda Basel’e yakın Alman şehri Tübingen’de Prof. Felix Hoppe-Seyler’in şekil 4’te gördüğünüz şatoda kurduğu laboratuvar çalışmaya başlamış. Pek merak ettiği şey insan hücrelerinin çekirdeğinde ne var? Hastanelerde yatan yaralı hastaların cerahat/irin dolu bezlerini toplamış. Yara bezlerindeki ak hücreleri ayırmış, çekirdeklerinin kimyasını araştırmaya başlamış. Çeşitli kimyasalları denedikten sonra şekildeki tüpte gördüğünüz gibi beyaz, sümüksü bir madde elde etmiş ve adını çekirdek asidi “nuclein” koymuş. Basel’e döndükten sonra Ren nehrinde yakalanan somon balıklarının spermlerinde yine çekirdek asidi bulmuş. Belli ki bu maddenin kalıtımla bir ilgisi olacağını düşünmeye başlamış.
Şekil 5 gördüğünüz gibi 1870’lerde çekirdek asidinin bulunmasından 84 yıl sonra, yüzlerce araştırmacının emeğiyle en az 12 buluş yapılıyor ve yüzlerce araştırmacının çabasıyla 1953 de DNA’nın yapısına ulaşıyoruz. Friedrich Miescher’ın yaşamının bize verdiği ders “Ne olursa olsun, ailen ne derse desin; hep merakın peşinden gideceksin. Senin buluşlarına bugün tam bir anlam verilmeyebilir ama ileride çok önemli, beklenmedik buluşlara yol açabilir. Burada hemen belirteyim: Basel’deki “Friedrich Miescher’ın İnstitute (FMI) hala tüm dünyadan araştırmacı gençlere açık.
e) Zıplayan genler (kalıtlar) nasıl bulundu?
Merakın peşinde gitmek ne demek şimdi size bambaşka bir örnek vermek istiyorum. Şekil 6’da gördüğünüz kişi Barbara McClintock, sarı Peru mısırlarının nasıl olup da çeşitli renklere bürünebildiğini merak ediyor.
Şekil 6. Renkli Peru mısırları ve zıplayan genlerin bulunuşu
Elinde mikroskop ve birkaç mısır koçanından başka bir şey olmayan bu insan senelerce çalışıyor ve 1940 yılında mısırlardaki kalıtsal (genetik) maddenin pek sabit olmayıp, oradan oraya atlayan genlerin varlığını keşfediyor (jumbing genes).
Aradan 43 yıl geçtikten sonra bunun önemi anlaşılıyor ve McClintock’a 1983’te Nobel Ödülü veriliyor. Bundan 80 yıldan fazla zaman geçtikten sonra şimdi anlıyoruz ki insan genomundaki bu zıplayan genler (traspozon da denir), gebe kadınların eşinde (plasentasında) önemli bir role sahip olduğu kanıtlanıyor. Eğer bu zıplayan genler doğru yere oturmazlarsa, ortaya gebelik ve doğum sorunları çıkabiliyor. Sakin ve çalışkan bir kişinin mısırlarda renk değişikliğinin nedenini öğrenme merakı ve sadece mikroskopla başlayan bir çalışma, insanlığı nerelere götürebiliyor…
Çocuklarımızın / gençlerimizin merakını köreltmeyen bir toplum olma dileğiyle…
