Doğal kaynaklar denildiğinde çoğu zaman akla ormanlar, madenler, su kaynakları veya tarım arazileri gelmektedir. Ancak 21. yüzyıl biyoteknoloji çağında giderek daha fazla önem kazanan bir kaynak türü bulunmaktadır: genetik kaynaklar. Özellikle mikroorganizmalar, modern biyoteknolojinin temel girdilerinden biri hâline gelmiş durumdadır. Bu bağlamda sulak alanlar yalnızca ekolojik işlevleri nedeniyle değil, aynı zamanda barındırdıkları mikrobiyal genetik çeşitlilik nedeniyle de stratejik öneme sahip ekosistemler olarak değerlendirilmektedir.
Sulak alanlar; yüksek organik madde içeriği, değişken oksijen koşulları, farklı tuzluluk seviyeleri ve yoğun biyokimyasal döngüleri nedeniyle çok çeşitli mikroorganizmalara ev sahipliği yapmaktadır. Bu mikroorganizmalar arasında yer alan bakteriler, milyonlarca yıllık evrimsel süreç içerisinde olağanüstü metabolik özellikler geliştirmiştir. Günümüzde ilaç endüstrisinden moleküler biyolojiye, çevre teknolojilerinden gıda sektörüne kadar birçok alanda kullanılan biyolojik moleküllerin kaynağı bu mikroorganizmalardır (Torsvik & Øvreås, 2002).
Bu durumun en çarpıcı örneklerinden biri Taq DNA Polimeraz enziminin keşfidir.
1960'lı yıllarda Amerikalı mikrobiyolog Thomas D. Brock tarafından ABD'nin Wyoming eyaletinde bulunan Yellowstone National Park içerisindeki jeotermal sıcak su kaynaklarında yeni bir bakteri türü keşfedildi. Bu bakteri daha sonra Thermus aquaticus olarak tanımlandı (Brock & Freeze, 1969).
Yellowstone'un sıcak su kaynakları teknik olarak jeotermal sulak alan sistemleri içerisinde değerlendirilmektedir. Bu habitatlar yüksek sıcaklık, yoğun mineral içeriği ve sıra dışı çevresel koşulları nedeniyle özel mikrobiyal topluluklar barındırmaktadır.
İlk bakışta bu bakterinin bilimsel önemi sınırlı gibi görünüyordu. Ancak daha sonra bu organizmanın yüksek sıcaklıklarda çalışabilen özel bir DNA polimeraz enzimi ürettiği keşfedildi.
Bu enzim günümüzde "Taq DNA Polimeraz" olarak bilinmektedir.
1980'li yıllarda geliştirilen PCR (Polymerase Chain Reaction) teknolojisi, DNA'nın laboratuvar ortamında milyonlarca kez çoğaltılmasını mümkün hâle getirmiştir (Saiki et al., 1988).
PCR yönteminin çalışabilmesi için yüksek sıcaklıklara dayanıklı bir DNA polimeraz enzimi gerekmekteydi.
İşte burada Thermus aquaticus devreye girmiştir.
Taq DNA Polimeraz sayesinde PCR işlemi otomatikleştirilebilmiş ve modern moleküler biyoloji çağının kapıları açılmıştır.
Bugün Taq DNA Polimeraz;
rutin olarak kullanılmaktadır.
Bazı bilim tarihçileri PCR teknolojisinin biyoloji üzerindeki etkisini mikroskobun keşfiyle karşılaştırmaktadır.
Bu nedenle Yellowstone'daki bir sulak alan bakterisinden elde edilen genetik kaynağın küresel biyoteknoloji sektöründe milyarlarca dolarlık ekonomik değerin ortaya çıkmasına katkı sağladığı söylenebilir.
Sulak alanların ekonomik değeri genellikle taşkın kontrolü, karbon depolama, balıkçılık veya ekoturizm gibi ekosistem hizmetleri üzerinden değerlendirilmektedir.
Ancak Taq DNA Polimeraz örneği bize farklı bir gerçeği göstermektedir:
Sulak alanlar aynı zamanda birer "genetik kaynak bankasıdır."
Bu alanlarda yaşayan mikroorganizmaların önemli bir bölümü henüz bilim tarafından tanımlanmamıştır. Bazı tahminlere göre doğadaki mikrobiyal türlerin %90'dan fazlası hâlen keşfedilmemiş durumdadır (Locey & Lennon, 2016).
Dolayısıyla bugün sıradan görünen bir sulak alan bakterisi, gelecekte yeni bir antibiyotiğin, yeni bir biyoplastik üretim teknolojisinin veya yeni bir biyoyakıt sisteminin temelini oluşturabilir.
Genetik kaynakların ekonomik değeri arttıkça uluslararası hukuk da bu konuya daha fazla önem vermeye başlamıştır.
BM Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi ve onun tamamlayıcı ek mekanizması olan Nagoya Protokolü, genetik kaynaklardan elde edilen faydaların kaynak ülkelerle adil şekilde paylaşılmasını öngörmektedir.
Bu yaklaşımın temel mantığı açıktır:
Eğer bir ülkenin doğal ekosistemlerinde bulunan organizmalar küresel ekonomik değere sahip ürünlerin geliştirilmesine katkı sağlıyorsa, bu faydaların belirli ölçüde kaynak ülkeye de dönmesi gerekmektedir.
Taq DNA Polimeraz örneği, günümüzde biyolojik çeşitlilik ve biyoteknoloji arasındaki ilişkinin en klasik örneklerinden biri olarak kabul edilmektedir.
Türkiye çok sayıda farklı sulak alan tipine sahiptir:
Bu habitatların büyük kısmındaki mikrobiyal çeşitlilik henüz ayrıntılı olarak araştırılmış değildir.
Özellikle jeotermal kaynaklarla ilişkili sulak alan sistemleri, ekstrem koşullara dayanıklı bakteriler açısından önemli potansiyel taşımaktadır. Bu bakterilerin gelecekte endüstriyel enzimler, biyoyakıt teknolojileri, biyoremediasyon uygulamaları veya ilaç geliştirme süreçlerinde kullanılabilecek yeni genetik kaynaklar sunması mümkündür.
Bu nedenle sulak alanların korunması yalnızca kuşları, balıkları veya bitkileri korumak anlamına gelmemektedir.
Aynı zamanda geleceğin biyoteknolojik inovasyonlarını korumak anlamına da gelmektedir.
Taq DNA Polimeraz enziminin hikâyesi, sulak alanların görünmeyen değerini ortaya koyan en güçlü örneklerden biridir. Yellowstone'un jeotermal sulak alanlarında yaşayan bir bakteriden elde edilen genetik kaynak, modern moleküler biyolojinin temel araçlarından birine dönüşmüş ve küresel ölçekte bilimsel ve ekonomik etkiler yaratmıştır.
Bu örnek bize şunu göstermektedir:
Sulak alanlar yalnızca su, sazlık ve kuşlardan ibaret değildir. Aynı zamanda geleceğin biyoteknolojisini şekillendirebilecek mikrobiyal genetik kaynakların da evidir.
Doğa koruma politikalarının geleceğinde bu genetik kaynak perspektifinin daha fazla dikkate alınması gerekmektedir. Çünkü bir sulak alanın çamurunda yaşayan görünmez bir bakteri, yarının en önemli bilimsel keşfinin başlangıç noktası olabilir.
Adem Bilgin
English
German
Russian
Arabic