Kalkerli algler, filigran sanat eserlerini nasıl üretiyorlar?

Öne Çıkanlar Yaşam Bilimleri
Kalkerli algler, filigran sanat eserlerini nasıl üretiyorlar?

Midyeler, kalkerli algler, deniz kestaneleri ve denizyıldızları doğanın müthiş nano yapı ustaları olarak kabul edilir. Bu canlılar sadece kalker, protein ve şeker ile minik yapılar üretiyor. Alman bilim insanları, kalkerli algın filigran yapıları nasıl ürettiğini açıklayan önemli bir mekanizma keşfetti.

Kalkerli alglerin en ağır örnekleri milyarda bir gramdan bile daha hafif olmasına rağmen bu tek hücreliler her yıl dünya genelinde beş yüz milyon ton hacminde kalsiyum karbonat üretirler. Ve birkaç nanometre büyüklüğündeki kalsit kristalleri biçimindeki kalkerle mimari yapılar yaratıyorlar.

Araştırmacılar, kristalleri kullanıldıkları yerde oluşmasını sağlayan biyokimyasal bir mekanizma keşfetmişler. Ekip bilimsel adı Pleurochrysis carterae olan kalkerli algı incelemiş. Bu alg adını üzerindeki kalkerli pullardan (kokolit) alan kokolitoforitler (Coccolithophorids) grubuna dahildir. Bu minik kalkerli pullar her şeyden önce selüloz liflerinden oluşan bir tabana sahiptir ve bu taban tıpkı bir tart tabanı gibi bir kenarla çevrilidir.

Sadece bu kenarda dönüşümlü olarak iki farklı kalsit kristal biçimleri sıralanmış. Kokolitler, hücrenin içinde, zarla kaplanmış bir alan olan özel bir kese içinde oluşuyor. Olgunlaşmış kokolitler hücreden atılıyor ve her alg hücresini çevreleyen kokolit tabakasıyla birleştiriliyor. İşte bu özel zar alanındaki düzenli yapının nasıl oluştuğu şimdiye dek pek bilinmiyordu.

Son deneylerden anlaşıldığı üzere kalker kristalleri sadece kokolitlerin kenarlarında oluşabilmesi için devreye negatif yüklü çözünür çoklu şekerler (polisakkaritler) devreye giriyor. Fakat bunlar taban kenarına kalsiyum karbonat değil sadece pozitif yüklü kalsiyumu taşıyor ve kalsiyumla birlikte minik topaklar olarak yerleşiyorlar. Buna göre proteinlerin, konumlanmada katkıları bulunmuyor.

Gerçi daha önceki incelemelerden kalsiyum karbonatın kristalleşmesinde, çözünür içeriklerin karıştığı anlaşılmıştı ancak çoklu şekerlerin ve proteinlerin hangi rolleri oynadığı bilinmiyordu. Araştırmacılar ayrıca bu sürecin yalnızca kalsiyumla işlediğini ve magnezyum veya sodyum gibi metal iyonlarının çoklu şekeri gelişigüzel dağıttıklarını ya da taban kenarına aktarmadıklarını da tespit etmişler. Anlaşıldığı üzere bu bilgiler sadece P. carterae için değil kalker işleyen tüm organizmalar için önemli. Ve bu bilgilerin teknik alanda da yararlı olabileceği düşünülüyor. Mesela malzeme bilimcilerine nanoteknoloji için minik yapılar üretmede yardımcı olabilir diyor araştırmacılar.

Kaynak: http://science.sciencemag.org/content/353/6299/590