Edith Widder: Sualtındaki ışıltılı yaşam

Deniz canlılarının yüzde 80 ile doksanı ışık üretir -- neden veya nasıl bunu yaptıklarını bilmiyoruz. Biyolüminesans uzmanı Edith Wider, bu ışıldayan parıltılı dünyayı araştırıyor ve okyanusun görülmeyen derinliklerinden ve ışıltılarından gelen muhteşem görüntüleri paylaşıyor.

"İnsanlar, sevdikleri şeyleri korurlar."

diyen Jaques Cousteau'nun anısına

bugün sizle okyanusta en sevdiğim şeyi paylaşmak istiyorum,

inanılmaz sayı ve çeşitliliğe sahip

ışık saçan canlılar.

Bu konuya olan tutkum, Wasp (eşekarısı) denen acaip görünüşlü bu dalış elbisesi ile başladı.

Wasp bir kısaltma değil -- biri elbisenin arıya benzediğini düşünmüş olmalı.

Aslında, derin deniz petrol arama endüstrisi tarafından

600 metreye kadar olan dalışlarda kullanılmak üzere tasarlanmış.

Doktoramı tamamladıktan hemen sonra

bu cihazı okyanus araştırması için ilk defa kullanacak olan

bir grup bilimadamından biri olma ayrıcalığına

sahip oldum.

Hueneme Limanı'ndaki bir su tankının içinde eğitildik.

İlk açık okyanus dalışımı

Santa Barbara Kanalı'nda yaptım.

Gece dalışıydı.

Yaklaşık 260 metreye indim

ve ışıkları kapattım.

Işıkları kapattım, çünkü bunu yaparsam biyolümünesans denen

fenomeni, hayvanların ışık üretmesini

gözleyebileceğimi biliyordum.

Ama gördüğüm şeyin ne kadar çok olduğu ve

ne kadar müthüş olduğu konusunda

tamamen hazırlıksızdım.

Bu odadan daha uzun ve zincirler halinde dolanan

sifonofor denen dev denizanaları gördüm.

O kadar çok ışık saçıyorlardı ki

dalış elbisesinin içindeyken ilave ışık olmadan

düğmeleri ve göstergeleri okuyabiliyordum.

Işıldatan mavi duman kitlelerine benzeyen

baloncuklar ve dumanlar gördüm,

itici motorların etrafında kıvrılan

kıvılcım patlamaları gördüm,

hani kamp ateşine yeni bir odun atınca ateşteki közlerden kıvılcım çıkar ya, onun gibi.

Ama bunlar soğuk, mavi kıvılcımlardı.

Nefes kesiciydiler.

Genelde insanlar eğer biyolüminesans kavramını duydularsa

bunu ateşböcekleri nedeniyle duymuşlardır.

Karada yaşayan ve ışık çıkaran birkaç canlı daha var,

bazı böcekler, solucanlar, mantarlar.

Ama genelde bu durum, karada oldukça nadir.

Oysa okyanusta,nadir bir olay değil,

adeta genel kural.

Eğer denize açılır ve açık bir okyanusa giderseniz

dünyanın neresi olursanız olun,

ve 900 metreden yüzeye bir ağ çekecek olsanız

ağa takılan hayvanların

çoğu yerde yüzde 80'i, hatta %90'ı

ışık yapan hayvanlar

olacaktır.

Bu durum, epey etkileyici ışık gösterileri oluşmasına neden olur.

Şimdi size denizaltındayken çektiğim

kısa bir film göstermek istiyorum.

Bu tekniği ilk defa tek kişilik bir denizaltı olan

Deep Rover'da çalışırken geliştirdim

daha sonra burada gördüğünüz Johnson Sea-Link denizaltısında

kullanmak için uyarladım.

Gözlem küresinin ön tarafına

yaklaşık bir metre çapında bir halka monte ettim

önüne de bir ekran gerdim.

Gözlem küresinin içine girerken yanıma karanlığa

tamamen adapte olmuş insan gözü kadar hassas bir kamera da aldım.

Biraz bulanık ama olsun.

Sonra kamerayı çalıştırıp ışıkları kapatıyorsunuz.

Bu gördüğünüz kıvılcım biyolüminesans değil,

sadece bu tip yoğun

kameralarda görülen bir parazit.

Büyolüminesans'ı denizlatı suyun içinde

hareket etmeye başlamadan göremiyorsunuz,

Hareket etmeye başlayınca ise öndeki ekrana çarpan

canlılar uyarılarak biyolümünesans gösteriyorlar.

Bunu ilk yaptığımda

etraftaki ışık kaynaklarını saymaya çalışıyordum.

Hareket hızımı biliyorsum, içinde bulunduğum suyu da tanıyordum

Bu nedenle her bir metreküpte yaklaşık kaç tane

ışık yayan canlı olduğunu hesaplayabilirdim.

Ancak bir süre sonra aslında ışık saçan hayvanları saçtıkları

ışığın şeklinden tanıyabildiğimi fark ettim.

İşte burada, Maine körfezinde

225 metre derinlikte

gördüğünüz hemen hemen tümışıltıların hangi canlıdan geldiğini sayabilirim,

örneğin bu dev kıvılcımlar, patlamalar

bir tür taraklı denizanasından geliyor.

Burada kriller, diğer kabuklular ve

denizanaları var.

Bu da o taraklı denizanalarından biri.

Bilgisayar görüntüleme analiz mühendisleri ile birlikte çalışarak

bu canlıları tanımlayarak, onlarla çarpışma noktasının

X,Y,Z koordinatlarını hesaplayabilmek için

otomatik tanıma sistemleri geliştirmeye çalıştık.

Böylece ekolojistlerin karada yaptığı bazı şeyleri

en azından yakın mesafeden yapabileceğiz.

Ama böyle bir gösteriye şahit olmak için her zaman okyanusun

derinliklerine inmeniz gerekmez.

Aslında yüzeyde de bunlardan görebilirsiniz.

Bu video, biyolüminesans bir plankton sürüsünün içinde yüzen

bir yunusa ait, Scripps Enstitüsünden Dr. Mike Latz kaydetmiş.

Çekildiği yer de öyle sıradışı bir yer değil,

şu Porto Rico'daki meşhur biyolüminesans körfezlerden biri değil burası.

Aslında San Diego limanında çekilmiş.

Bazen bu parıltıyı çok daha yakından görebilirsiniz.

Çünkü gemilerdeki başaltı-

karadan adımını denize atmayanlar varsa bu tuvaletlerin bulunduğu yer-

sifon suyu olarak filtre edilmemiş deniz suyu kullanır,

genelde bu suyun içinde biyolüminesans planktonlar vardır.

Yani gecenin bir vakti başaltına gider,

ve bu sırada ışığı yakamayacak kadar da

sıkışmış durumda olursanız,

bir an dini bir deneyim yaşamakta olduğunuzu zanabilirsiniz.

Peki, yaşayan bir canlı nasıl ışık üretir?

Bu soruyu ilk defa 19 yüzyılda,

Fransız bir biyolog olan Raphael Dubois

bu biyolüminesans midye için sormuştu.

Midyeyi öğüttü ve ondan bazı kimyasal maddeler elde etmeyi başardı,

bulduğu maddelerden biri enzim idi, ona Lüsiferaz dedi,

diğer maddeye de Lüsüferin adını verdi.

İsimleri Lusifer'den geliyor, yani ışık taşıyan demek.

Bu terminoloji öylece kaldı, ama aslında lzel kimyasallara işaret etmiyor bu isimler,

çünkü bu kimyasallar çok farklı biçim ve yapıda olabilirler.

Aslında, günümüzde biyolümünesansla

ilgilenen insanların pekçoğu

bu maddelerin kimyasal yapısına eğilmiş durumda,

çünkü bu maddeler antibakteriyel madde geliştirmeden

tutun da kanser ilaçları geliştirmeye,

hatta Mars'ta yaşam olup olmadığını

test etmeye, bizim ORCA'da kullandığımız

gibi sularımızdaki kirli maddelerin tesbitine

kadar pekçok yerde kullanılıyor.

2008 yılında

Nobel Kimya ödülü

bir tür denizanasının

biyolüminesans kimyasal tepkimelerinden

izole edilmiş yeşil florasan bir molekülün

icadına verildi.

Bu buluş mikroskobun icadı kadar önemli sayılıyor,

hücre biyolojisi ve genetik mühendisliğe etkisi

onun kadar önemli olacak.

Bu moleküllerin bize söylediği bir başka şey daha var,

görünen o ki, biyolüminesans evrim süreci

boyunca en az 40 defa, hatta belki de 50 defa ayr ayrı

evrimleşmiş bir özellik.

Bu da hayatta kalmak için ne kadar önemli

bir özellik olduğunu çok net olarak

gösteriyor.

Peki, pekçok hayvan için biyolümünesans

neden bu kadar önemli?

Kendilerini avlamaya gelen canlılardan saklanmak için

karanlıklara gizlenen hayvanlar için

ışık en temel üç faaliyeti sürdürme

konusunda çok faydalı olabilir.

Bunlar, besin bulmak,

çiftleşek bir eşi cezbetmek ve yem olmaktan kurtulmak.

Bakın, örneğin bu balığın

gözünün arkasında bir nevi far var,

yemek bulmaya da yarar,

karşı cinsi cezbetmeye de.

Bu farı kullanmadığı zaman, aynı Lamborgini arabanızın farları gibi

bu ışıklı organları rula yapıp ortadan kaldırabilir.

Bu balığın aslında uzun farları var.

Bu balık ise, ki benim favorilerimden biri,

kafasının iki yanında üçer tane farı var.

Bundaki ışıklar mavi.

genelde okyanustaki biyolüminesans bu renktir,

çünkü evrim, iletişimi en etkin hale getirmek için

deniz suyunda en uzağa yayılabilen

rengi seçmiş.

Bu nedenle çoğu canlı mavi ışık saçar,

ve şoğu canlı da sadece mavi ışığı görebilir.

Ama bu balık gerçekten de hayret verici bir istisna

çünkü bakın iki tane kırmızı ışık organı var.

Neden iki tane olduğu hakkında hiç bir fikrim yok,

günün birinde cevabını bulmak istediğim bir soru bu.

Böylece sadece mavi ışığı değil,

kırmızı ışığı da görebiliyor.

Kırmızı ışık saçan organını gece görüş dürbünü kullanan

bir nişancı gibi kırmızı ışığa kör olan

canlılara gizlice yanaşmak için kullanıyor,

görülmeden onları görebiliyor.

Çenesinin şurasında ufak bir sakalı var,

ucunda mavi renkli ışıklı bir yem var

uzak mesafelerden bile avlarının ilgisini çekebiliyor.

Çoğu canlı biyolüm,nesans özelliğini yem olarak kullanır.

Bu favori balıklarımdan bir başkası.

Bu bir viperfish (engerek balığı), bol dişli

çenesinin üzerinde, uzun bir oltanın ucunda bir yem var

kocaman dişlerle dolu çenenin hemen önünde sallanıyor,

Balığa ismini veren bu dişler,

o kadar uzunlar ki

eğer normal şekilde ağzının içine kapansalardı

kendi beynini delerdi.

Bu nedenle ağzın dışındaki oluklarda kayarak

kafanın dışında kapanıyor.

Bu gördüğünüz yılbaşı ağacının balık versiyonu.

üzerindeki herşey ışıldıyor.

Sadece yemi değil,

farları var,

göbeğinde mücevher gibi duran iki ışık organı daha var

ve bunu kendi gögesini aydınlatarak

kamuflaj amaçlı kullanıyor.

yani ortalıkta yüzerken aşağıdan bir avcı yukarı bakarsa

kendisini görünmez hale getirebiliyor.

Ağzında ışık organları var,

her bir pulunda, yüzgeçlerinde, sırtındaki

sümüksü tabakada ve göbeğinde ışık organları var,

her birini farklı şekilde kullanıyor.

bazılarının ne işe yaradığını biliyoruz, bazılarının bilmiyoruz.

Pixar sayesinde artık biyolümünesans hakkında biraz daha bilgi sahibiyiz,

en sevdiğim konuyu daha fazla insanla

paylaştığı için Pixar'a minnetarım.

Ama gene de, bütçelerinden

biraz daha fazla para ayırıp, parasız ve aç bir doktora

öğrencisine danışmanlık ücreti verselerdi, o öğrenci onlara

bu gözlerin aslında formalin içinde saklanan

ölü bir balığın gözleri olduğunu söyleyebilirdi.

Bu gördükleriniz canlı bir fener balığının gözleri.

Bakın, adeta bir kapan gibi olan

sipsivri dişlerin önünde sallanan

yalancı bir yeme sahip,

bununla hiç bir şeyden habersiz balıkları yakalıyor.

Bu gördüğünüzün yeminde

acaip bir sürü iplikçikler var.

En başta yemin şeklinin farklı olmasının

farklı balıkları avlamaya yaradığını sanıyorduk,

ama sonra bilim adamlar, ya da daha doğrusu onların

doktora öğrencileri bu balıkların mide içeriklerini incelediler,

ve gördüler ki

hemen hemen aynı şeyleri yiyorlar.

Bu nedenle fener balıkları dünyasında, farklı yem şekillerinin

aslında erkeklerin dişileri tanımasına yaradığına

inanıyoruz artık.

Bu erkeklerin çoğunluğu

cüce erkekler diye bilinirler.

Bu ufaklık

kendi başının çaresine bakacak özelliklere sahip değil.

Yemek yakalamak için yemi yok,

yakalasa bile yiyecek dişleri yok.

Bu dünyada var olabilmesinin tek yolu

jıgolo olmak.

Kendine bir fıstık bulması

ve ona ömür boyu yapışması lazım.

Bu nedenle bu ufalık,

kendine bir fıstık bulmuş,

ama fark ettiğiniz gibi, yeterince sağduyu sahibi ki,

dişisinin suratını göremeyeceğ bir yere tuturmayı da akıl etmiş.

(Kahkahalar)

Ama iyi bir kısmet bulunca kaçırmamayı da biliyor ki,

bu beraberliği sonsuz bir öpücükle damgalamış

Eti, dişisinin eti ile kaynaşıyor,

dişinin kan dolaşımı erkeğin vücuduna geçiyor,

zamanla, bir sperm kesesinden farksız hale geliyor.

(Gülüşmeler)

Bu, kadınlar özgürlük hareketinin derin deniz versiyonu.

Dişi, erkeğinin nerede olduğunu her zaman biliyor,

tek eşli olmak zorunda da değil,

çünkü bu dişilerin bazıları

bedenlerine asılmış birden fazla erkekle de dolanırlar.

Demek ki, bunları yemek bulmak, erkekleri cezbetmek

kendini savunmak ve farklı başka şekiller için kullanabiliyorlar.

Çoğu lüsiferin ve lüsiferazlarını suya bırakır,

aynı bir mürekkep balığı ya da ahtapotun mürekkep fışkırtması gibi.

Bu karides aslında

ağzından ışık saçıyor

alev püsküren bir ejderha gibi aynı.

Bunu, fenerbalığını kör etmek ya da dikkatini dağıtmak

için kullanıyor, böylece karanlıklara kaçıp saklanabiliyor.

Bunu yapabilen çok farklı canlılar mevcut.

Denizanası, mürekkep balığı

ve farklı kabukluklar.

Bazı balıklar bile yapabiliyor bunu.

Bu balığın adı "ışıklı omuz"

çünkü gerçekten de sırtında ışık püskürtebilen

bir tüp var.

Bunlar bir tanesini yakalama şansım oldu,

"Mavi Gezegen" serisi, bu serinin derin deniz ile

ilgili kısımları için Afrika'nın kuzeybatı sahiline

gitmiştik. Özel bir keşif gezisindeydik.

Bu hayvanları su yüzeyine canlı olarak

çıkarabilmek için özel bir trol ağı kullanıyorduk.

Böylece bu balıklardan birini yakaldık ve laboratuvara getirdik.

Burada balığı tutuyorum,

şimdi de sırtındaki tüpe dokunuyorum,

dokunur dokunmaz biyolüminesans maddenin fışkırdığını göreceksiniz.

Ama benim için esas şaşırtıcı olan

çıkan ışığın miktarı değil,

ışığın sadece lüsiferin ve lüsiferaz karışımından ibaret olmaması.

Bu balık için, bu ışık aslında bütün haldeki

hücrelerden oluşuyor, çekirdekleri ve zarları da dahil.

Enerji açısından, bunu iretmek balık için çok maliyetli.

neden yaptığı konusunda ise hiç bir fikrimiz yok.

Bu, çözülmesi gereken büyük gizemlerden biri.

Şimdi bir başka savunma şekline bakalım

buna hırsız alarmı diyoruz.

Arabanıza alarm taktırmanızla aynı şey.

Çalan korna ve yanıp sönen ışıklar

aslında polisin dikkatini çekmek ve şanslıysanız

hırsızı kaçırmak için.

Bir avcının pençesine düşen bir hayvan için ise

bazen tek kaçış yolu

daha büyük ve korkunç bir canlının dikkatini çekmek,

böylece gelen yeni canlı onlara saldırana

musallat olacağından kaçma fırsatı bulabiliyorlar.

Örneğin bu denizanası,

müthiş bir biyolümüninesans gösteri sergiliyor.

Biz de onu denizaltıyla takip ediyoruz.

Bu biyolümünesans değil, salgı bezlerinden yansıyan ışık sadece

Onu denizaltının ön kısmındaki özel bir aletle yakaladık,

ki bu cihaz hiç zarar vermeden denizanasını gemideki

laboratuvara getirmemizi sağlıyor.

Birazdan izleyeceğiniz gösteriyi ortaya çıkarmak için

onun sinir halkasına bir balığın

keskin dişlerini andıran sivri bir cisimle

bir defalığına dokunmam yetti.

Gösteri bir defa başladıktan sonra ona bir daha dokunmadım.

Bu inanılmaz bir ışık gösterisi.

Işıktan oluşmuş bir fırıldak gibi.

Hesaplamalarımıza göre, bu ışık gösterisi

avcı türeler tarafından 90 metre uzaktan bile seçilebiliyor.

Ve şunu düşündüm,

bu ışık epey iyi bir tuzak olabilir.

Çünkü beni, bir derin deniz araştırmacısı olarak

Çünkü

okyanusu araştırma şeklimiz nedeniyle hala okyanusta hakkında hiçbir şey

bilmediğimiz pek çok canlı olması.

Okyanuslar hakkında bilgi edinme yöntemlerimizin başında

gemilerle denize açılıp ağ atmak geliyor.

Lütfen bana söyleyin, başka hangi bilim dalı

hala yüzlerce yıllık bir teknolojiye bel bağlamış durumda?

Başvurduğumuz bir diğer yöntem ise

denizaltı veya uzaktan kumandalı cihazlarla su altına inmek.

Denizaltıların içince yüzlerce dalış yaptım

Ama denizaltının içinde otururken şunu biliyorum ki

çevreye epey sıkıntı veriyorum.

Parlak ışıkların ve gürültülü motorlarım var,

birazcık aklı olan her canlı çoktan kaçmış olur.

Bu nedenle epey bir zamandır

farklı bir araştırma yolu bulmaya çalışıyordum.

Böylece bir süre önce, bir kamera sistemi ile ilgili bir fikir belirdi aklımda.

O kadar zor ve anlaşılmaz bir şey değil. Biz buna Denizdeki-Göz adını verdik.

Aslında bilimadamları bunu yıllardır karada yapıyorlar,

Hayvanların göremediği bir ışık kullanıyor ve

o ışığa duyarlı bir kamera ile de görüntüleri kaydediyoruz.

Denizde kızılötesi kullanamazsınız.

Bazen uzak-kızıl kullanıyoruz, ama o bile sorun oluyor

çünkü çok hızlı soğruluyor.

Biz de gelişmiş bir kamera yaptık,

bir nevi elektronik denizanası yapmak istedik.

Sorun şu ki, bilim için

ödenek bulabilmek için, size para verecek mercilere ne keşfedeceğinizi

önceden söylemeniz lazım.

Ben ne keşfedeceğimi bilmiyordum ki,

bu nedenle bu proje için ödenek bulamadım.

Ben de bir sürü yerden ufak katıkıları birleştirdim, başlangıçta lisan öğrencileri

için proje olmak üzere Harvey Mudd Mühendislik Kliniğiinde destek aldım

daha sonra bir sürü başka kaynaktan topladığım paraları birleştirdim.

Monterey Körfezi Akvaryumu ve Araştırma Enstitüsü

bana istediğim zamanı ve uzaktan kumandalı aracı sağladı.

Böylece elektronik denizlatımızı çalıştırırken

hangi kırmızı ışık tonlarını kullanarak denizaltı canlıları bizi görmeden,

bizim onları görebileceğimizi deneyerek

bulmaya çalıştık.

Bunun ne kadar düşük bitçeli bir proje olduğunu şuradan anlayabilirsiniz

16 adet LED lambasını bu epoksi kalıbın içine gömdüm-

kullandığımız epoksi kalıba bakarsanız tabanında

hala Ziploc yazısının olduğunu göreceksiniz.

Söylememe gerek bile yok, biliyorsunuz ki

böyle parça parça bir araya gelen bir çalışmada epey uğraşmamız gerekti.

Ama bir an geldi ki, bir araya koyduğumuz herşey

düzgün bir şekilde çalışmaya başladı,

ve fotoğrafçı Mark Richards bu eşsiz anı

görüntülemeyi başardı,

çünkü her parçanın bir araya gelip

düzgün çalıştığı o anda yanımızdaydı.

Soldaki benim,

sağdaki doktora öğrencim Erica Raymond,

ortadaki de proje mühendisi Lee Fry.

Bu fotoğrafı laboratuvardaki şeref köşesine astık

altına da "Mühendis, iki kadını aynı anda mutlu ediyor." yazdık.

Gerçekten de çok ama çok mutluyduk.

Şimdi elimizde,

devasa yaratıkların cirit attığı yerlere,

okyanus dibine gerçekten de indirebileceğimiz

bir sistem vardı artık.

Biz de cihazımızı Meksika Körfezinin

kuzay kısmında bulunan -Tuzlu Su Gölü-

adı verilen yere götürdük.

Gerçekten de büyülü bir yer.

Bu çekimin size çok birşey ifade etmeyeceğini biliyorum --

çünkü o sırada elimizdeki kamera çok iyi değildi

ama ben mest olmuştum.

Burada tuzlu su gölünün hemen dibindeyiz

kameraya doğru yüzen bir balık görüyorsunuz.

Bizim varlığımızın onu rahatsız etmediği ortada.

İlk defa derin denize açılan bir pencereden

oradaki yaratıkların neler yaptığını, onları bir şekilde

rahatsız etmeden izleme şansına sahip oluyordum.

Elektronik denizanasını, sistemi kurduktan

dört saat sonra devreye girecek şekilde

programladık.

Fırıldak görüntüsü

devreye girdikten 86 saniye sonra

bunu kaydettik.

Bu 2 metreye yakın bşir mürekkep balığı,

o kadar yeni bir tür ki

bilimsel olarak soyağacında bir yere yerleştirilemedi.

Daha iyi bir ispat yöntemi isteyemezdim.

Bunun üzerine Ulusal Bilim Vakfına tekrar gittim ve

dedim ki "Keşfedeceğimiz şey bu işte."

onlar da bana bunu düzgün yapmam için yeterli parayı verdiler,

bununla dünyanın ilk derin deniz web-kamerasını geliştirdik

ve geçen yıl Monterey Kanyonuna

yerleştirdik, bir yıldır orada.

Şimdi, daha yakın zamanda ise

bu sistemin modüler ve

çok daha hareketli bir versiyonunu geliştirdik,

yerleştirmesi ve toplaması çok daha kolay,

Umarım bu cihazı Sylvia'nın umut noktalarında,

bu bölgeleri korumak ve

onlar hakkında daha çok şey

öğrenebilmek için, bu sıcak bögelerdeki

biyolüminesans aktiviteyi izlemek için kullanabileceğiz.

Bu konuşmadan çıkaracağınız ama mesaj şu olmalı,

okyanuslarda hala keşfedilecek çok çey var,

ve Sylvia'nın dediği gibi

daha okyanusların içindekileri öğrenmeden onları yok ediyoruz,

bu konuda çok haklı.

Bu nedenle, olur da da eğer

bir denizlatı ile damla şansını yakalarsanız

kesinlikle kabul edin,

ve ışıkları kapamayı unutmayın.

Size söz veriyorum, buna bayılacaksınız.

Teşekkürler.

(Alkışlar)