Oseonografya Bilimi Nedir

Herkesin anlayabileceği tanımıyla biyoloji veya canlı bilimi, canlıları inceleyen bilim dalı olarak bilinmektedir.

Hayatın gizemleri, tarihteki tüm insanları etkilediğinden; insanın fiziksel yapısı, bitkiler ve hayvanlar hakkındaki araştırmalar tüm toplumların tarihlerinde yer bulur. Bu kadar ilginin bir kısmı, insanların hayata hükmetme ve doğal kaynakları kullanma isteğinden gelmektedir. Soruların peşinden koşmak, insanlara, organizmaların yapıları hakkında bilgi kazandırdı ve de yaşam standartları, zamanla yükseldi. İlginin bir diğer kısmı ise, doğayı kontrol etme isteğinden çok, onu anlama isteğinden gelmektedir. Bu araştırmaların ilerletilmesi, bizim dünya hakkındaki düşüncelerimizi değiştirmiştir.

Biyolojinin; botanik, zooloji ve tıp gibi birçok dalı eskidir. Ancak, bunları tek bir kategori altında toplayan "biyoloji", ancak yüzyılda ortaya çıkmıştır. Bu bilmin gelişmesiyle, bilimadamları, bütün yaşayan varlıkların, ortak bazı özellikler taşıdıklarını anlamışlardır. Bu nedenle de varlıkların bir bütün içersinde incelenmesinin yararlarını kavramışlardır. Biyoloji, günümüzde, en önemli bilim dallarından biridir: Tüm yeryüzündeki biyoloji ve tıp dergilerde, yıllık bir milyon makaleden fazla yayımlanmaktadır. Aynı zamanda, biyoloji, yeryüzündeki tüm okullarda öğretilen ana derslerden biridir.

Biyoloji, bu kadar fazla konuyu kendi kapsamı altında topladığı için birçok dallara bölünmüştür. Organizma türüne göre bu bilimdalını bölen yöntem; bitkileri inceleyen botanik, hayvanları inceleyen zooloji ve son olarak da mikroorganizmaları inceleyen mikrobiyolojiyi ana dallar olarak alır. Bazı bölme yöntemleri ise, incelenen organizmaların derecesine göre bu ayrımı yapmaktadır: Bu sistem; hayatın temel kimyasını inceleyen moleküler biyolojiyi, hayatın temel yapı taşları olan hücreleri inceleyen hücre biyolojisini, organizmaların iç organlarının çalışmasını inceleyen fizyolojiyi, organizmaların dış görünüşlerini inceleyen morfolojiyi ve organizmaların birbirleri ve çevreyle ilişkilerini inceleyen ekolojiyi, biyolojinin anaimesi, Yunanca hayat anlamına gelen bios'la, 'incelemesi' anlamına gelen logos'un, birleşmesiyle oluşmuştur. Göründüğü kadarıyla kelime, günümüzde kullanılan anlamıyla ilk defa, Gottfried Reinhold Treviranus'un Biologie oder Philosophie der lebenden Natur'unda (Biyoloji ya da yaşayan Doğanın Felsefesi) () ve Jean-Baptiste Lamarck'ın Hydrogéologie'sinde (Hidroloji) () kullanılmıştır. Kelimenin kendisi ise 'de Karl Friedrich Burdach'a atfedilse de, kelime Michael Christoph Hanov'un 'da basılan Üçüncü Cilt'inde, Philosophiae naturalis şive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis et dendrologia başlığıyla yer bulmuştur.

Tüm canlıları; tüm gezegeni kaplayan küresel boyuttan, hücre ve molekülleri kapsayan mikroskobik boyuta kadar onları etkileyen önemli dinamik olaylarla birlikte inceleyen, biyoloji bilimiyle uğraşan kişilere biyolog denir. Birçok süreci bünyesinde barındıran hayati süreçlerden bazıları; enerji ve maddenin işlenmesi, vücudu oluşturan maddelerin sentezlenmesi, yaraların iyileşmesi ve tüm organizmanın çoğalmasıdır.

Biyolojinin tek bir bilimdalı olarak ortaya çıkması yüzyılda olmuşsa da, biyolojik bilimlerinden, tıp gelenekleri ve doğa tarihiyle ilgili olanlarının izi Greklere kadar sürülebilir. rönesans ve keşif Çağı'nda, deneyciliğin tekrar revaşta olması, bilinen organizmaların sayısının da hızla artmasıyla, biyolojik düşünceyi geliştirdi. Vesalius, fizyolojideki dikkatli gözlemin artmasını başlattı, Carolus Linnaeus, Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon gibi adamlar hayatın çeşitliliğini anlamak, fosil kayıtlarında bulunmak ve organizma davranışlarını incelemek adına kavramsal çalışmalar başlattılar. Mekanik felsefenin güçlenmesiyle doğa teolojisinin önem kazanması da doğa tarihinin gelişmesi açısından bir etkide bulunmuş olabilir.

yüzyılda, biyolojinin çoğu dalı - botanik, zooloji ve jeoloji - profesyonelleşmeye başladı ve bu bilimsel anlamda bir dal olmaları yolundaki adımları hızlandırdı. Ancak yine de 'lerin sonuna kadar bu işlem tamamlanmadı. Antoine Lavoisier ve diğer fizikçiler, fiziksel ve kimyasal teorilerle hayvansal ve hayvansal olmayan alemleri birleştirmeye başladı. yüzyıla doğru gidildikçe, Alexander von Humboldt gibi kaşif-doğacılar, organizmaların aralarındaki ilişkileri ve bu ilişkilerin bulundukları ortama göre nasıl farklılık gösterdiklerini inceleyerek biyocoğrafya, ekoloji ve etoloji gibi bilimdallarını başlattı. Çoğu doğacılar, organizmaların değişmediği fikrini reddetmeye başlayıp soy tükenmesi ve türlerin değişebilmesi gibi fikirlere sıcak bakmaya başladı. Embriyoloji ve paleontoloji gibi yeni alanlarla bu tarz tutumlar birleşince Charles Darwin'in doğal seleksiyon yoluyla meydana gelen evrim teorisi ortaya çıktı. yüzyılın sonu; hayatın kaynağı ve hastalıklara mikroorganizmaların neden olması konularında tartışmalar, sitoloji, bakterioloji ve fizyolojik kimya gibi alanlara şahitlik yaptı. Ancak yine de kalıtım konusu tamamiyle bir gizemdi.

yüzyılın başında, Gregor Mendel'in çalışmaları, Thomas Hunt Morgan ve öğrencileri tarafından genetiğin hızla gelişmesini sağladı. 'lara gelindiğinde nüfus genetiği ve doğal seleksiyonun birleşimi, modern evrim sentezinin ve evrim biyolojisinin ortaya çıkmasını sağladı. Özellikle de James D. Watson'la Francis Crick'in DNA'yı 'te keşfetmesinin ardından birçok dal gelişti. Genetik kodun kırılmasının ve merkezi dogmanın (central dogma) kurulmasının ardından, biyoloji; ekoloji, etoloji, sistematik paleontoloji, evrimsel biyoloji, gelişim biyolojisi ve diğer organizmalarla ilgili dalları kapsayan organizma biyolojisi ile hücre biyolojisi, biyofizik, biyokimya, nörobiyoloji, immünoloji ve birçok benzer dalı kapsayan moleküler biyoloji olarak ikiye ayrıldı. yüzyılın başına gelindiğinde bu kadar ayrı parçanın oluşturduğu karışıklık ve anlaşmazlık geçmeye başladı. Organizmal biyologlar moleküler teknik ve fikirlere, moleküler biyologlar da genler ve doğal çevre arasındaki fikirlerle genetik kalıtımla ilgili fikirlere önem vermeye başladı.

Biyoloji, bilgiye ulaşmak için bilimsel metodu kullanır. Bilimsel teoriler, bilimsel gözlemlere dayanır ve bu teoriler, yeni araştırmalarla bazen geliştirilirler. Bilimsel teoriler aynı zamanda, daha gözlenmemiş bir fenomenin tahmin edilebilmesi için de kullanılabilirler. Biyolojik sistemler, bazen sistematik olarak modellenirler; ancak yine de - diğer bilim dallarında da olduğu gibi - teoriler sadece matematik kullanarak açıklanmazlar.

Biyolojik bilimler, birkaç temel ilkenin altında toplanılabilirler: evrensellik, evrim, çeşitlilik, devamlılık, genetik, homeostasis, ve etkileşimler.

Evrensellik

Organizmalar; görüntüde, doğal ortamında ve davranışlarında fazlaca farklılık göstermelerine rağmen, aslında tüm canlılar bazı evrensel temelleri paylaşırlar. Bütün canlı yaşamının karbon bazlı bir biyokimyası vardır: Karbon, tüm canlıları oluşturan temel yapı taşıdır. Aynı şekilde, su da, temel çözendir. Dünya'daki tüm organizmalar, genetik bilgiyi depolamak için DNA ve RNA bazlı mekanizmalar kullanırlar. Bir diğer evrensel ilke ise, virüslerin dışındaki tüm canlıların hücrelerden oluştuğudur. Aynı şekilde, tüm organizmalar, benzer büyüme süreçleri geçirirler.

Tüm bu sayılanlar, Dünya'daki tüm organizmalar için geçerli olsa da, teoride alternatif bir yaşam türü de varolabileceğinden, bilimadamları, alternatif bir biyokimyayı araştırmaktadırlar.

Evrim

Biyolojideki temel düzenleyici içerik, tüm canlıların aynı kökten gelip, değişik süreçler sonrasında değişip geliştiğini savunan evrimdir. Burada, yukarda da anlatılan, canlılar arasındaki etkileyici benzerliklere yol açar. Charles Darwin, evrimin sürmesine sebebiyet veren doğal seleksiyonu açıklayarak, evrimi, geçerli bir teori olarak kılmıştır (Alfred Russel Wallace'ın bu içeriğin keşfedilmesinde büyük rol oynadığı da belirtilmelidir). Modern sentez teorisinde, genetik çeşitlilik de bu mekanizmada önemli rol oynar.

Bir türün, ürediği tür hakkındaki bilgileri, onların özelliklerini ve türün son halinin diğer türlerle ilişkisini inceleyen bilim dalına filogeni denir. Biyolojiye birbirinden farklı birçok yaklaşım türü, filogeniyi ilerletir: Moleküler biyoloji, dna zincirlerinin karşılaştırılmalarını yaparken fosillerin karşılaştırmalarını da paleontoloji yapar. Bilimadamları, evrim ilişkilerini, birkaç metodla inceleyip düzenlerler. Bu metodlar; filogenetik, fenetik ve kladistik olarak üç dalda toplanılabilir.

Evrim teorisi, Darwin ve Wallace tarafından açıklanmasından beri, bu fikir, sonuçlara ya da açıklamalara karşı olanlar tarafından sürekli kötülenmiştir. Genellikle, bu açıklamaların karşısında dini açıklamalar kullanılmıştır. Ancak, profesyonel biyologların nerdeyse hepsi, evrim teorisinin kullanılabilir ve geçerli bir teori olduğunu kabul etmişlerdir.

Çeşitlilik

Sistematik ve taksonominin ilgi alanı olan sınıflandırma, birbirinden farklı yöntemler izler. Taksonomi, organizmaları, taxa adı verilen gruplarda sınıflandırırken, sistematik, organizmaların birbirleriyle ilişkilerini inceler. Bu bilim dalları, kladistik ve genetik dallarında da geliştirmişlerdir.

Geleneksel olarak, canlılar beş büyük aleme bölünürler:

Monera -- Protista -- Fungi -- Plantae -- Animalia

Ancak, çoğu bilimadamı, bu sistemi demode bulmakta ve de modern alternatifler getirmektedirler. Modern sistemler, üç-alemli bir sistem kullanırlar:

Archaea -- Bacteria -- Eukaryota

Bu alemler, hücrelerin çekirdeklerinin olup olmamasına ve hücrelerin iç yapılarının farklılıklarına göre bölünmüştür.

Aynı zamanda, metabolik anlamda, daha az canlı olan bazı hücreiçi parazitler de biyolojide ayrı bir alem olarak incelenirler:

Virüsler -- Viroidler -- Prionlar

Daha da ileri gidildiğinde, bütün alemler, tüm türler ayrı ayrı sınıflandırılıncaya kadar bölünürler. Bu sıralama, şu sırayla gider: alem, Filum, Sınıf, Takım, Cins, Tür ve Alt türdür. Bir organizmanın bilimsel adı, onun cinsi ve türüne göre belirlenir. Mesela, insanlar homo sapiens olarak adlandırılırlar. Homo cinsi, sapiens ise türüdür. Bilimsel tür isimlerini yazarken, organizmanın cinsinin ilk harfini büyük yazıp türünü küçük harflerle yazmak gerekir. Ayrıca tüm adın da yana yatık yazılması bir kuraldır. Sınıflandırma için kullanılan terim, taksonomidir.

Devamlılık

yüzyıla kadar, yaşamsal formların bazı şartlarda aniden ortaya çıkabileceği düşünülüyordu. William Harvey, bu yanlış kavramı, "tüm yaşam bir yumurtadan gelir" (Latince'de Omne vivum ex ovo) sözüyle düzeltmiş ve modern biyolojinin temellerini atmıştır. Kısaca anlatmak gerekirse, bu söz, hayatın bir kaynaktan kırılmayan bir devamlılıkla geldiğini söyler.

Aynı ataya sahip birkaç organizma benzer özellikler gösterirler. Dünya'daki tüm organizmalar, ortak bir atadan ya da ortak bir gen havuzundan gelirler. Tüm dünyanın en son ortak atasının milyar yıl önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. Biyologlar, genetik kodun evrenselliğini; bacteria, archaea ve eukaryotun hepsinin aynı atadan geldiğinin önemli bir kanıtı olarak düşünmektedirler.

Homeostazi (Homeostasis)

Homeostazi (denge), açık bir sistemin, bağlantılı kontrol mekanizmaları tarafından kontrol edilen dinamik eşitlikler aracılığıyla, kendi iç ortamının sabit bir hal sağlayabilmesidir. Tek hücreli ya da çok hücreli tüm organizmalar, homeostasis gösterir: Hücresel düzeyde pH değerinin ayarlanması, organizma düzeyinde vücut sıcaklığının sabit tutulması ve ekosistem düzeyinde bitkilerin karbondioksit fazlalığında daha hızlı büyümesi buna örnek olarak gösterilebilir. doku ve organlar da homeostasis sergilerler.

Etkileşimler

Her şey diğer organizmalar ve çevreyle etkileşim içersindedir. Biyolojik sistemleri incelemenin bir zor kısmı da, incelenen organizmanın diğer faktörlerle çok sayıda etkileşim içersinde olmasıdır. Mikroskobik bir bakterinin lokal şeker eğimine tepkide bulunması, aslında, bir aslanın Afrika savanasında yemek aramasından farklı değildir. Herhangi bir tür için, davranışlar; agresif, yardımcı, parazitsel ya da simbiyotik olabilir. İşler, herhangi bir ekosistemde, birden fazla tür etkileşime girdiğinde karışır. Bu türdeki çalışmalar, ekolojinin çalışma alanındadır.

Biyoloji o kadar büyük bir araştırma sahası haline gelmiştir ki, genellikle bir dal olarak değil de, birbirine geçmiş birçok alt dal olarak görülür. Bu madde, dört ana grubu incelemektedir. İlk grup; hücre, gen, vb. temel yapı taşlarını inceleyen dallardan oluşmaktadır. İkincisi; doku, organ ve vücut düzeyindeki yapıları inceleyen dallardan oluşmaktadır. Üçüncüsü, organizmalar ve onların geçmişlerini incelerken, sonuncusu da onların etkileşimlerini inceler. Bu sınırların, gruplamaların ve açıklamaların sadece biyolojik araştırmanın basitleştirilmiş bir betimlemesi olduğu unutulmamalıdır. Gerçekte, bu dallar arasındaki sınırlar belirli değildir ve birçok dal, birbirinin yöntemlerini kullanırlar. Mesela, evrimsel biyoloji, DNA zincirlerini belirlemede moleküler biyolojiden fazlaca etkilenir. Başka bir örnek vermek gerekirse, fizyoloji, organ sistemlerinin görevlerini açıklarken hücre biyolojisinden oldukça yararlanır. Bunun dışında, etoloji ve karşılaştırmalı psikoloji, hayvan davranışlarının incelenmesi ve düşünsel özelliklerini incelemesiyle biyolojinin sınırlarını genişletirler. Nitekim, evrimsel psikoloji, psikolojinin de bir bioloji dalını savunmaktadır.

Dünyamızın kaynakları, sürekli çoğalan ve tüketimi gittikçe artan insan topluluklarına yeterli olmayacak duruma gelmiştir. Denizler, iç sular, atmosfer ve kirlenmiş toprak yapısı yer yer yenilenemeyecek biçimde bozulmuştur. Tüm dünya yaşam tehlikesine doğru sürüklenmektedir. Çözüm yolu, bazı önlemlerle birlikte biyoloji bilimine dayanmaktadır. Önümüzdeki yüzyılın başında şu gelişmelerin olması beklenmektedir.

1- İnsan topluluklarında kalıtsal hastalıklara neden olan genler, döllenme sırasında sağlamlarıyla değiştirilerek kanser, yüksek ve düşük tansiyon, şeker hastalığı, cücelik vb. Hastalıklar önlenebilecektir.

2- Canlıların ömür uzunluğunu kalıtsal olarak denetleyen genler kontrol altına alınarak ya da değiştirilerek, uzun bir yaşam sağlanabilecektir. yılından beri ana karnındaki bir fetusun ne kadar yaşayacağı artık tahmin edilebilmektedir.

3- Bir canlıda önemli bir özelliği ortaya çıkaran gen ya da genler, diğer canlıların kalıtsal yapısına eklenerek bazı eksiklikler bu yolla giderilebildiği gibi fazladan bazı özelliklerin kazanılması da sağlanacaktır. Örneğin; c vitamini karaciğerde sentezlettirileceği için besinlerle alınması gerekmeyecektir.

4- Bitki ve hayvanların ıslahında olağanüstü atılımlar gerçekleşecek, verim artırılacak, birçok maddenin sentezi özellikle büyük miktarda mikroorganizmalara yaptırılabilecektir.

5- Genlerdeki değişiklikler sonucu yeni hayvan ve bitki türlerinin ortaya çıkması sağlanacaktır.

6- Yenilenme mekanizması aydınlatılacağından kısmi doku ve organ yitirimleri yerine funduszeue.infoüne kadar doku ve organ nakli tekniğinde, doku uyuşmazlığı nedeniyle başarısızlıklar olmuştur, ancak bu sorun doku ve organ nakli tekniğindeki gelişmelerle aşılmaktadır. Bunun için şimdiden organ bankalarında çeşitli organlar gerektiğinde kullanılmak üzere korunmaktadır. Şu anda genellikle sperm, kemik, deri ve bazı özel dokular saklanabilmektedir. Yakın gelecekte ise çeşitli doku ve organlar, bir bütün olarak yapıları bozulmadan saklanabilecektir.

7- Canlılardaki genlerin tümü kataloglanabilecek, bunlarla ilgili bankalar kurulacak, ilaç sanayi biyoteknolojik yöntemleri geniş oranda kullanacağı için bir çok ilacın etkili ve ucuz yoldan üretilmesi sağlanacaktır. Bütün bunların yanında tehlikeli olabilecek mikroorganizmaları üretmek, doğal yaşam görüntüsünü kısmen de olsa bozma gibi biyolojik gelişmelerin doğurabileceği sakıncalarda vardır.

Bireylerin ve gelecek kuşakların sağlıklı yaşaması biyoloji konusundaki bilinçlenme ile sağlanacaktır. Araştırmacılar bitki ve hayvanları ıslah etmiş,daha iyi meyve, daha fazla yumurta, daha çok et ve süt elde etmek için onların soylarını, kültürel yöntemler kullanarak iyileştirmeye çalışmışlardıfunduszeue.info çalışmalarda da büyük ölçüde başarılı olmuşlardır.

Günümüzde birçok ülke seralarda tozlaşma görevini bombus adı verilen arılara yaptırıyor. Bombus özellikle sebzecilikte yüksek verim elde etmek amacıyla hormon kullanan üreticilere bir çıkış, hatta kurtarıcı oldu. Arının taşıdığı çiçek tozları etrafa yayılarak, seradaki domates ve çiçeklerdeki verimi artırdı. Günümüzde birçok tıbbi bitki ve hayvanın üretimi, antibiyotik, aşı, interferon, çeşitli pestisitlerin üretimleri, insandaki zararlı genlerin ayıklanması işi gibi alanlarda biyoteknolojiden yararlanılmaktadır.

Tıpta uygulanan aşılama yönteminde vücuda virüs verilerek vücudun virüsü tanıması ve ona karşı antikor üretmesi sağlanıfunduszeue.info gen teknolojisinin sağladığı olanaklarla vücuda virüs verilmeden de antikor üretmek mümkün olmuştur. Böylece vücut virüsün yan etkilerinden korunabilmektedir. Tıpta; pıhtılaşma bozuklukları, lösemi gibi hastalıkların teşhis ve tedavisinde enzimlerden yararlanılmaktadır. Bu enzimlerin elde edilmesi biyoteknolojinin sayesinde olmuştur.

Biyoteknolojinin katkıları arasında insülini de sayabiliriz. insülin insanlarda şeker metabolizmasını düzenleyen bir hormon olup pankreas hücreleri tarafından üretilir, dolaşıma katılır. Eksikliğinde ise şeker (diyabet) hastalığı ortaya çıkar. Bugün bakteri DNA’sı yardımıyla insülin hormonu bol miktarda ve ucuza üretilebilmektedir. Yine, cücelik tedavisinde kullanılan insan büyüme hormonu da bu yolla üretilmektedir.

Büyüme hormonu, eskiden sadece kadavraların hipofiz bezinden çok büyük zorluk ve masraflarla elde ediliyordu artık biyoteknolojik yöntemlerle çok miktarda ve ucuza elde edilebilmektedir. Biyoteknolojik buluşlar ve onlara dayalı uygulamalar, insanoğluna biyolojik savaşta yararlanabileceği organizmaları elde etme olanağı sağlamıştır. Gittikçe önem kazanan “biyolojik savaş” konusunda yapılan çalışmalar ülkemizde yeterli düzeyde değildir. Oysa biyolojik savaşta kullanılabilecek bir çok organizma yurdumuzda bulunabilmektedir. Ancak biyolojik savaşta yok edilmeye çalışılan zararlı canlılarla, bunları yok etmek için kullanılan canlıların biyolojik yapılarının iyi bilinmemesi, ülkemizdeki bazı çalışmaların da başarısızlığına neden olmaktadır. Oysa, tarımda biyolojik savaş daha ucuz ve kolay olacak, çevre kirliliğide önemli ölçüde azalacaktır. Bu amaçla bazı bakteri türleri kullanılarak böceklere karşı dirençli domates, tütün, pamuk gibi bitkiler elde edilmektedir.

Alg, bakteri, maya küfleri büyük miktarda üretilmesinden ve bu canlı hücrelerin kurutulması sonucu oluşan biyolojik kütleye tek hücre proteini denilmektedir.

Ayrıca aroma kaynağı, vitamin kaynağı ve emülgatör destekleyicisi olarak da kullanılır. Tek hücre proteininin uygulama alanı gün geçtikçe yaygınlaşmaktadır. Belki de tek hücre proteini gelecekte besin kaynağımızın önemli bir bölümünü oluşturacaktır. Dünyada nüfus artışının bugünkü hızıyla devam etmesi durumunda, besin kıtlığının yaşanabileceği, bilim adamlarınca kabul edilmektedir. Buna çözüm olarak bilim adamları tarımda biyoteknolojik uygulamaları önermektedir. Avustralyalı araştırmacılar, yonca bitkisini aminoasit sentezine yardımcı olan bir gen aktararak bitkinin protein değerini yükseltme yoluna gitmişlerdir. Böylece yem bitkisi olan yonca, proteince zenginleştirilmiştir.

şubat ayında biyoloji ayında yeni bir gelişme kaydedilmiştir. İskoçyalı Dr. VILMUT ve ekibi memeli bir hayvanın (koyun) kopyasını yapmayı başarmıştır. Bir koyunda alınan bir vücut hücresinin çekirdeği, başka bir koyuna ait çekirdeği alınmış bir yumurtaya yerleştirilerek yeni bir koyuna yaşam verilmiştir. Dolly adı verilen kuzu orijinal DNA sahibi koyunun kopyasıdır. Bu iki koyun aynı fiziksel özellikleri taşımalarına rağmen, aynı biyolojik özellikleri taşıyıp taşımadıkları belirli değildir. Kalıtsal hastalıkların kökenini anlamamız ve tedavi edebilmemiz, ancak insan genomunun tam olarak çözebilmemizle mümkün olacaktır.

Genetik mühendisliği, bu konuda ilk adımı atmıştır. yılında ABD ve Avrupa ülkelerinin de katıldığı “insan genomu projesi” adı altında büyük bir çalışma başlatılmıştır. Bu proje insandaki yaklaşık yüz bin genin diziliminin saptanmasını hedefliyor. Örneğin, bilim adamları genetik bozulma nedeniyle kontrolsüzce çoğaldığını anladıkları hücrelerle “hücre dilinde konuşarak”, “çoğalma!” ya da “öl!” komutları verebilecek, böylece şimdiye kadar etkin tedavi yöntemi geliştirilemeyen kanser gibi hastalıklar projenin sağladığı bilgiler ışığında tarihe karışabilecektir. Ayrıca kalıtsal hastalıkların ve daha bilemediğimiz birçok özelliğin ya da kusurun nedenlerini ve çözümlerini bulmamıza ışık tutacaktır.

1. Bitki ve hayvanların doğma, gelişme, üreme gibi yaşayış evrelerini inceleyen bilim, dirimbilim.

n. biology, study of life

Biologie
Köken: Fransızca

Oşinografik Ölçümler

Bu başlık altında aletsel oşinografik ölçüm teknikleri ele alınacak olup, bunların genel olarak hangi gereklilikler ve şartlar altında kullanılabileceği, ayrıca oşinografik ölçümlerin teknik kapasiteleri ve beklentilerin ne olması gerektiğine dair genel çerçevede çizilecektir. Şu unutulmamalıdır ki, günümüz teknolojik aletleri ve ölçüm cihazları yukarı bahsedilen oşinografik yöntemlerin yalnızca birine değil, birçoğunun aynı anda ve ortamda ölçülmesine olanak sağlaması hasebiyle, bu ölçümler birbirinden bağımsız ve ayrı olarak düşünülmemelidir. Ölçüm cihazlarının kompakt ve birbirine entegre oluşu, ayrıca verilerin birbiri ile eşzamanlı değerlendirilebilmesi hem ekonomik hemde fiziksel olarak bazı zorlukları ortadan kaldırmaktadır. Bu bağlamda ölçüm teknikleri yöntemsel olarak değil aletsel olarak Dinamik ve Tanımsal Oşinografi başlıkları altında kategorize edilmiştir.

Oşinografik ve Meteorolojik Ölçüm İstasyonu (MetOcean)

Meteorolojik ve oşinografik ölçümlerin bileştirilerek bütünleşik platformlarda birlikte çalıştırılarak tek noktadan çoklu parametreler elde edilebildiği bir ölçüm istasyonudur. Bu nedenle meteoroloji ve oşinografi kelimelerini birlikte çağıran MetOcean ismini almıştır. Kordil MetOcean sistemi üst düzey meteorolojik verilerin yine üst düzey oşinografik veriler ile tek bir platform veya konumda kurularak bu veriler kaydedilir veya uzaktaki bir konuma gerçek zamanlı olarak, istenen aralıklar ile gönderilirler. Deniz ve hava koşullarını, havanın çalışmaya uygunluğunu kontrol etmek ve tahmin modelleri hazırlamak için yüksek kalitede meteorolojik ve oşinografik verilere ihtiyaç vardır. Tarım, denizcilik, inşaat işleri ve daha birçok alanda günlük hayatın da bir parçası olan meteorolojik verilerin ölçülmesi için otomatik gözlem istasyonları kurulmuştur. Kordil MetOcean sistemi şamandıra ve yüzen platformlara, iskele ve limanlara, açık denizde yüzen platformlar üzerine kuruluma olanak sağlar. Sistem üzerine entegre edilecek cihaz ve sensörler ile aşağıdaki veri ve parametreler elde edilir.

Bu istasyonlar parametrelerdeki değişimlere duyarlı ve bu değişimlerin miktarını ölçen sensörlerden meydana gelmektedir. Bu amaçla oluşturulan otomatik gözlem istasyonları rüzgâr hızı ve rüzgâr yönü, hava sıcaklığıve bağıl nem, yağış ölçer, basınç ve güneşlilik gibi farklı parametreleri ölçebilen sensörler ile donatılmıştır. Ölçüm istasyonları uzun süreli verileri ölçme ve izleme imkânı verir. Yüksek hassasiyette doğru modelleri oluşturmanın en iyi yolu budur. Kıyılarda sabit bir konumda veya denizlerde şamandıralar ile gerçek zamanlı MetOceanistasyonları kurularak bu verilen anlık olarak takip edilebilir. Kordil MetOcean sistemi ile yukarıda ölçülen parametrelere ek olarak dalga yönü, dalga yüksekliği, konum gibi veriler de elde etmek mümkündür.

Dinamik Fiziksel Oşinografik Ölçümler

Akıntı Ölçümleri

Akıntı ölçümleri kapsamında, akıntının yönü ve hızının ölçülmesi hedeflenmektedir. Bu amaçla konumuz dahilinde olmayan bir yöntem olması nedeniyle basitçe anlatmak gerekirse; suya özdeş özgül ağırlıkta bir cismin (partikül, molekül veya bir canlı) hareket hızı ve yönlerinin tespit edilmesi olarak tanımlanabilir. Bizim yapmaya çalıştığımız ise bu hareketin 3B vektörel hızlarının tespit tüm su kolonu boyunca edilmesidir. Üzerinde durulacak en faydalı diğer yöntem ise Akustik Dopler Akıntı Ölçüm (ADCP) tekniğidir. ADCP tekniği basitçe su içerisindeki üretilen sesin, akıntıdan etkilenen akustik yansımasındaki genlik ve frekansı değişimindeki sapmanın ölçümü ile kaynağın alıcı ile olan görece mesafesinin hesaplanmasından faydalanılır.

Acoustic Doppler Current Profiler

ADCP, sudaki akıntı hızını ölçmek için ses dalgası kullanan bir cihazdır. ADCP, derinliğe göre su hızlarını kaydederek hızın derinlikle nasıl değiştiğine dair bir profil oluşturur. Bu sistem, belirli yönlerdeki su kolonu boyunca bilinen frekansta ses dalgası yayar ve bu ses dalgasının geri yansımasını (eko) dinler. Yansıyan sesin frekansı, suyun göreceli hızından kaynaklı değişime uğramıştır ve su ne kadar hızlı hareket ederse frekanstaki değişim de o kadar fazla olması beklenir. Bu frekans değişiminin hassas bir şekilde ölçülmesi ve değerlendirilmesi ile suyun akıntı hızı hesaplanabilmektedir. Farklı frekanslarda ses üretilerek farklı derinliklerde akıntı hızları elde edilir. Tekrarlı ölçüler ile hatalı yansımalar elemine edilerek doğruya daha yakın bir sonuç elde edilir. Bir ses dalgası sizden uzaklaştıkça frekansı azalır, size yaklaştıkça frekansı artar. Ayni mantıkla, üretilen ses dalgası geri döndüğünde daha yüksek frekansa sahip ise size yakınlaşıyor demektir ve tersi olarak yansıyan ses dalgasının frekansı daha düşük ise sizden uzaklaşıyor demektir. Kaynaktan çıkan ses ile geri dönen seslerin frekansındaki fark sapması bize akıntının ne kadar hızlı hareket ettiğini verir. Uygulama şekline ve proje ihtiyacına istinaden su tabanına veya su yüzeyine kurulum yapılabildiği gibi, yatay olarak konumlandırılarak da bir kesit boyunca nehirde akıntı hızının ölçülmesi sağlanabilir. ACDP ile akış hızı verilerinin hesaplanmasının yanında, geri dönen akustik sinyalin “gürültüsü (noise)” de ölçülerek, uzun süreli gözlemler ile biriken sediment miktarı hakkında da bir gözlem yapılabilmektedir. Geri yansıyan bu akustik gürültüye backscatter (gerisaçılım) ölçümü denir ve eğer ACDP ile yapılan gözlemlerde su kalitesine yönelik örnekler de toplanıyorsa, su kalitesindeki değişim, backscatter sinyallerinin ölçümleri ile ilişkilendirilerek bir sonuca varılır.

Su seviyesi (Tide Gauge) Ölçümleri

Hidrografik derinlik ölçümlerinde, derinlikler su yüzeyi referans alınarak ölçülür. Fakat, okyanusların, denizlerin ve göllerin su yüzeyleri sabit değildir ve meteorolojik, oşinografik etkilerin bir sonucu olarak hareket etmektedirler. Farklı zamanlarda yapılan derinlik ölçümlerinin kıyaslanabilmesi ve bu ölçümleri farklı su seviyelerinde kullanabilmek için bu değişen su yüzeyi ölçülerek bir referans yüzeyine indirgenmelidir. Bu amaçla su seviyesindeki değişimin tespit edilmesi gerekir. Su yüzeyleri aynı zamanda ulusal düşey datum’un belirlenmesi amacıyla da uzun süreli gözlemlerle belirlenmektedir. Su seviyesi değişimi ölçümleri hidrografik ölçmelerin ana unsurluları arasında yer almasına karşı, aynı zamanda navigasyon, kıyı koruma, sel ve taşkın önleme önlemede, doğa koruma gibi birçok sebeplerle de yapılmaktadır. Ölçü yöntemleri olarak yersel yöntemler (standart birçok proje için yeterli olmasına karşın uydu ölçüm tekniği (uydu altimetresi) de mevcuttur. Eşel Mareograf, üzerinde bölümler bulunan ahşap veya metalden yapılmış bir cetveldir. Ölçmenin yapılacağı bölgede bir kısmı suyun altında kalacak şekilde düşey konumda yerleştirilir. Su seviyesi belirli zaman aralıklarıyla manuel olarak not alınır. Maregraf ölçülerinin yükselti (kot) olarak belirlenmesi gerekirse, latanın herhangi bir yerine, genellikle sıfır çizgisine nivelman yapılarak kot verilir. Şamandıralı Maregraf; Su yüzeyindeki dalgaların maregraf ölçülerine etkisini minimuma indirmek amacıyla geliştirilmiştir. Şamandıralı maregraf bir boru ile bunun içinde hareket eden ve üzerinde ince bir cetvel taşıyan bir şamandıradan oluşur ve durgunlaştırma kuyusu içerisini yerleştirilir. Maregraf borusunda durgunlaşan su yüzeyine bağlı olarak şamandıra ve ona bağlı cetvel düşey doğrultuda hareket eder. Lata Maregraf gibi ölçüler manuel kaydedilir. Basınçlı, Akustik, veya Radar Sistem; Üzerindeki su basıncı değerinden derinliği bulmaya yarayan cihazdır. Suyun yoğunluğu farklı olduğu için okumaya başlamadan önce cihazın bir kalibrasyona tabi tutulması gerekir. Hangi basıncın hangi derinliğe ait olduğunu, Range Calibration yaparak cihaza tanıtılır. Bu işlem; sensör öncelikle suya daldırılır ve bir okuma yapılır daha sonra, sensör tam olarak belli bir mesafe daha, örneğin 2m, suya daldırılır ve bir değer daha okunur.  Cihaz bu şekilde kalibre edilerek kendi içerisinde bir tanımlama yapar ve basınç farkı ile girilen değer arasında bir bağlantı kurar. Basit bir mantık ile, x m de şu kadar basınç fakı ölçümü varsa, farklı bir derinlikte ne kadar yaparım sorusuna cevap getiriyor. Bu veriler radyo modem aracılığıyla istenirse bir istasyona gönderilir.

Dalga Yüksekliği, Dalga Yönü ve Dalga Boyu Ölçümleri

Dalga verileri su altından yukarı bakacak şekilde konumlandırılan bir ADCP ye dalga modülü ekleyerek dalga yönlerini, periyotlarını ve yüksekliklerini ölçmek mümkündür. Üretilen her bir ses dalgasının yönü ve frekansı vardır. Bu ses dalgalarının yansımaları dinlenerek bu yön ve frekans değişimleri tespit edilir ve istenilen dalga verileri ölçülür.

Sinoptik Fiziksel Oşinografik Ölçümler (Kimyasal ve Biyolojik Parametre Ölçümleri)

Sinoptik fiziksel oşinografik ölçümler, deniz suyunun fiziksel özelliklerini belirleyen parametre ölçümleri oşinografinin alt dallarından birisidir. Fiziksel oşinografi deniz suyunun fiziksel özelliklerinin yatay ve dikey yöndeki dağılım durumlarını ve buna ait kuralları açıklar. Bu kuralların belirlenmesi için ölçülmesi gereken parametreler sıcaklık, tuzluluk, yoğunluk, bulanıklık ve biyolojik kirlilik (biofouling) olarak özetlenebilir. Günümüzde teknoloji, aynı anda birden çok parametre ölçümüne ve bunların anlık takibine imkân sağlamıştır. Maliyet olarak olukça geniş bir aralıkta marketlerde yerini bulan cihazları seçerken, yapılacak olan gözlemlerin amacı net bir şekilde ortaya koyulmalı (ölçü süreleri, derinliği, parametre tipleri) ölçüm yöntemine öyle karar verilmelidir. ​​​​​​​

Sıcaklık,Su sıcaklığı ve bunun okyanuslardaki değişimleri, diğer pek çok faktörü etkilediğinden oşinografi araştırmalarda büyük önem taşır. Su sıcaklığının ölçümünde değişik gereçlerden yararlanılmasına rağmen tümünün esası termometreye dayanır. Okyanus sularının ve yüzey sularının sıcaklığının günlük değişimleri, güneş ışınlarının şiddeti ve süresiyle suların karışım durumuna bağlıdır.

Tuzluluk,  gram deniz suyundaki katı maddelerin gram cinsinden miktarına denir. Deniz suyunda 80’e yakın elementin bulunduğu bilinmektedir ancak suya tuzluluğunu veren demir, titan, çinko, bakır, vanadyum, brom, bor, manganez, flor alüminyum, arsenik, kobalt ve radyum bu tuzluluğu oluşturan elementlerin % sini oluşturmaktadır. Tuzluluğu arttıran en önemli faktörler buharlaşma, deniz suyunun donması ve dikey karışımlardır. Yağışlar, buzların çözülmesi ve özellikle kıyı bölgelerdeki nehir sularının karışımı ise tuzluluğun azalmasına sebep olurlar.

Yoğunluk, Genellikle cm³ te gram (gr/cm³) cinsinden ağırlık olarak ifade edilir. Yoğunluk, temel olarak suyun sıcaklık, tuzluluk ve basıncına bağlıdır. Bunlar içinde sıcaklık, yoğunluğa diğerlerine göre en fazla etki eden faktörlerin başında gelir. Deniz suyunun yoğunluğu sıcaklık arttıkça düşer. Tuzluluk arttıkça yoğunluk artar ve basınç arttıkça sıkıştırma kuvvetinden kaynaklı bir yoğunluk artışı söz konusudur.

Bulanıklık (Turbidite), İçerisinde asılı halde madde bulunduran sular bulanıktır. Buna suyun turbiditesi denir. Turbidite basitçe su ortamındaki ışık geçirgenliğini etkilediğinden önemli bir parametredir. Bulanıklığa humus, mil, organik parçacıklar, bitkiler ve hayvanlar (fitoplankton ve deniz canlıları) neden olur. Erozyon, kirlenme ve akarsuların taşıdığı parçacıklar da bulanıklığa sebep olur.  

Biofouling, Deniz içinde bulunan bir metal veya ametal yüzeyde meydana gelen ve başlıca canlı organizmaların oluşturduğu çökelti. Bakteriler, mayalar, küfler oluşacak canlılık zincirinin başlangıç halkalarıdır ve daha sonra burayı mesken edinecek canlı organizmalara temel teşkil ederler. Bu canlılık altta kalan materyalde aşınma ve korozyona sebebiyet vererek işlevselliğini kaybetmesine neden olur. Aynı zamanda akışkan devrelerin de tıkanmasına ve debinin düşmesine sebebiyet verir.

Hava açık gibi görünüyor ama yine de evden çıkmadan önce son bir kez hava durumunu kontrol ediyor ve o gün yağış olacağını öğrendiğimiz için ne olur ne olmaz diye yanımıza bir şemsiye alıyoruz. Artık hava durumunu tahminleri günlük hayat rutinimizin ayrılmaz bir parçası haline geldi. Uzun yıllardır yapılan hava durumu tahminlerinin meteoroloji adı verilen bir bilim haline gelmesi ise oldukça yakın bir zamanda gerçekleşti.

Dünya çapında pek çok bilim insanı, pek çok farklı araç ve yöntem ile hava durumu tahmini yapıyor. Binlerce yıldır yapılan bu tahminlerin meteoroloji bilimi ile belirli kurallar çerçevesine alınması ise ancak teknolojinin yeterince gelişmesi ile mümkün oldu. Peki ne oldu da hava durumu tahminleri bizim için bu kadar önemli hale geldi? Gelin meteoroloji nedir, ne işe yapar sorusu üzerinden hava durumu tahminlerinin tarihsel yolculuğuna yakından bakalım.

Meteoroloji nedir, ne iş yapar? Tarihi ve önemi:

Temelden başlayalım; meteoroloji nedir?

Türkçeye hava bilgisi ya da hava bilimi olarak çevirebileceğimiz meteoroloji, dilimize Fransızca météorologie kelimesinden geçmiştir. Meteoroloji; hava modelleri oluşturarak hava durumunu ve iklim değişikliklerini tespit etmek amacıyla Dünya atmosferinin alt ve üst tabakalarının pek çok farklı yöntem kullanılarak incelendiği bir bilimdir.

Günlük hayatta hava durumu tahmini olarak bahsediyor olsak bile dikkat ederseniz tanımda tahmin değil, tespit kelimesi geçiyor. Çünkü meteoroloji, pek çok farklı değişken olsa bile yapılan detaylı incelemeler sonucu hava durumunu çoğu zaman nokta atışı şekilde tespit edebilmektedir. Yerel değişiklikler olsa bile özellikle askeri ihtiyaçlar için tespit edilen hava durumu, dakika bazında bile doğruluk göstermektedir. 

Meteoroloji bilimi ne iş yapar?

Hava durumu dediğimiz doğa olayları, Dünya atmosferinin en alt tabakasında yaşanır. Yeryüzünün 10 kilometre yukarısında olan bu tabakada rüzgar, bulut ve su buharı gibi pek çok farklı etmene göre değişen olaylar sonucunda yağmur yağar, kar yağar, dolu yağar, güneş açar, rüzgar çıkar; yani hava durumu olarak adlandırdığımız olaylar yaşanır. 

Meteoroloji biliminin işi ise tam olarak bu etmenleri takip etmektir. Şöyle bir gökyüzüne baktığımız zaman bile ileride bir bulut olduğunu, rüzgarın onu bize doğru yönlendirdiğini ve birkaç dakika içinde yağmur yağacağını anlıyoruz. Meteorolog olarak adlandırılan bilim insanları da tam olarak buna benzer ama çok daha gelişmiş yöntemlerle gözlemler yapıyorlar.

Dünya atmosferinin en alt tabakasında bulunan katmanda günlük hava durumu olayları yaşanıyor. Daha üst katmanlarda yaşanan olaylar ise bugün iklim değişikliği adını verdiğimiz ve muhtemelen insanlığın sonunu getirecek değişikliklere neden oluyor. Meteoroloji bilimi hem bu günlük hava durumu olaylarını hem de geniş çapta ve uzun vadede etkili olacak iklim değişikliklerini takip eder.

Meteoroloji tarihi ne zaman başladı?

Hiç de şaşırtıcı olmayan bir şekilde, meteoroloji biliminin de temelleri Antik Yunan’da atılmıştır. Hem de oldukça tanıdık biri tarafından; Aristoteles. Tarihin en önemli filozoflarından biri olarak kabul edilen Antik Yunan’da yaşamış Aristoteles’in, milattan önce yılında kalem aldığı düşünülen Meteorologica adlı bir eseri bulunuyor. 

Aristoteles’in Meteorologica adlı eserinde o dönemin hava olaylarından ve iklim durumundan detaylı olarak bahsediliyor. Eserin adı, Yunanca yukarıdaki bir şey anlamına gelen meteoron kelimesinden türetilmiştir. Günümüz meteoroloji biliminin oldukça temel bir anlatısına sahip olsa da meteoroloji tarihinin Aristoteles’in Meteorologica adlı eseriyle başladığını söylemek mümkün.

Yüzlerce yıl boyunca insanlık pek gelişmedi ve hava durumu tahminlerini Meteorologica’da anlatıldığı gibi yapmaya devam etti. Ta ki yüzyılda barometre ve termometre icat edilene kadar. Bu iki icat ile birlikte artık bilim insanları, çok daha detaylı incelemeler ve gözlemler yapar hale geldiler. Modern teknolojinin gelişmesi ile birlikte, yapılan çalışmalar çok daha detaylı ve nokta atışı hale geldi.

Meteoroloji hayatımız için neden bu kadar önemli?

Elbette devletler ve özel şirketler, trilyonlarca dolarlık meteoroloji yatırımlarını sırf biz işe giderken ıslanmayalım ya da içlik giymeyi unutmayalım diye yapmıyorlar. Basit gözlemler ile meteoroloji tahminlerinin yapıldığı dönemde hava durumu, tarım için son derece önemliydi. Ancak meteorolojinin bir bilim haline gelmesinin ve çalışmalar için yatırım yapılmasının nedeni, hiç de şaşırtıcı olmayan bir şekilde, savaşlardır. 

Güçlü savaş uçaklarının ve okyanusları aşacak güçte gemilerin üretilmesi ile birlikte bu araçların seyir rotalarının gözlemlenme ihtiyacı ortaya çıktı. Büyük yatırımlar sonucu üretilen bu araçların beklenmedik bir fırtınanın ortasında kalmasını ya da sisli bir havaya denk gelerek yeterince insan öldürememesini kimse istemediği için hava durumu hakkında yapılan çalışmalar arttırıldı.

Meteorolojinin modernleşmesi ise ’li yıllarda bilgisayarların kullanılması ile başladı. ’lı yıllarda atmosfere gönderilen uydular sayesinde de hava durumu tahminleri tahmin olmaktan çıktı ve tespit haline geldi. Bugün hava durumunun bu kadar önemli olmasının nedeni ise ticari uçuşlar, deniz seyahatleri ve uzay çalışmalarıdır.

Her zaman olduğu gibi günümüzde de hava durumu tahminleri elbette insanlar ve tarım odaklı bir çalışma izliyor. Ancak bundan çok daha önemlisi dakika başı vızır vızır kalkan uçakların rotalarıdır. Benzer bir durum ticari ya da diğer gemi seyahatleri ve elbette uzay çalışmaları için de geçerlidir. Meteorolojinin askeri operasyonlar için önemi de hala aynıdır. 

Meteoroloji, hava durumu tahminlerini nasıl yapıyor?

Daha önce buradaki yazımızda tüm detaylarıyla anlattığımız gibi hava durumu tahminleri; sıcaklık, basınç, nem ve rüzgar hızı gibi atmosfer hareketlerinin ve iklim etkilerinin anlık olarak takip edilmesi ile yapılıyor. Bu hareketleri tespit eden sayısız yer radarı, hava balonu, uydu ve okyanus şamandırası var. 

Tüm bu atmosfer hareketlerini ve iklim etkilerini takip eden cihazlar, anlık olarak sayısız veri gönderiyorlar. Alınan bu veriler ulusal ve uluslararası meteoroloji istasyonlarında toplanıyor. Üniversitelerde, özel şirketlerde ve devlet kuruluşlarında bulunan bilgisayarların özel yazılımları tüm verileri analiz ederek ortaya bir sonuç çıkarıyor. 

Bu noktada bir parantez açarak meteorologların hakkını teslim etmek gerekiyor. Çünkü her ne kadar detaylı analizler ve veri işlemeleri bilgisayarlar tarafından yapılıyor olsa da tüm bu sistemi bir meteorolog hazırlar ve yine son kararı uzman bir meteorolog verir. Pek çok farklı cihazdan elde edilen sayısız verinin işlenmesi için gerekli modeller de yine bu uzmanlar tarafından hazırlanır. 

Günlük hayat rutinimizin ayrılmaz bir parçası olan hava durumu tahminlerini aldığımız meteoroloji nedir, ne iş yapar soruları üzerinden meteorolojinin tarihsel yolculuğundan bahsettik. Doğa ve teknoloji ilişkisi hakkındaki düşüncelerinizi yorumlarda paylaşabilirsiniz. 

Emoji İle Tepki Ver

6