Bilim insanlarının kaleminden 2023’ün en önemli bilimsel gelişmeleri

2023 yılı bilimsel gelişmeler açısından bolluk bereketle geçti. Uzayda ayrı gelişmeler yaşandı, yeryüzünde ayrı. Kök hücreden embriyo oluşturmak ya da Hindistan’ın Ay aracının yumuşak iniş yapması gibi gelişmeler umut verirken iklim krizi ve türlerin yok olma tehlikesi gelecek için alarm çaldırıyor. The Guardian bilim insanlarından geçen yılın en önemli gelişmeleri hakkında kalem oynatmasını istedi. İşte sonuçlar:

1. Hindistan’ın uzay aracının Ay’ın karanlık yüzüne ulaşması

Batılı milyarderler uzaya roket atadursun Hindistan’daki bilim insanları kimsenin başaramadığı bir şeyi sessiz sedasız yaptı. Chandrayaan-3 Ay aracı donmuş su rezervleri olduğuna inanılan daha önce keşfedilmemiş ayın güney kutbuna ulaşma görevini yerine getirdi. Hindistan’daki kontrol odası görüntüleri kadın bilim insanlarının muhteşem başarılarını kutladığını göstererek sosyal medyada yayıldığında kalbimin yerinden fırladığını hatırlıyorum.

Temmuz 2023’te fırlatılan Chandrayaan-3’ün başarısı dünyaya sadece Hindistan’ın uzay oyununda olduğunu göstermekle kalmadı, bir Ay aracının 75 milyon dolara* başarıyla fırlatılabileceğini de kanıtladı. Bu küçümsenecek bir miktar değil ama diğer birçok ülkenin Ay görevi için ayırdığı bütçeden çok daha az.

(*10Haber editör notu: Chandrayaan-3’ün maliyeti Gravity filminin maliyetinin de altındaydı.)

Temmuz 2023 uzaydaki ilkler için son derece yoğun bir aydı. Bu ilkler karanlık madde ve karanlık enerjiyi daha önce görülmemiş şekilde detaylıca araştırmak üzere tasarlanan Euclid uydusunun fırlatılmasıyla başladı. Sadece iki hafta sonra Çin dünyanın ilk metan yakıtlı roketi Zhuque-2’yi başarıyla fırlatarak uzay yolculuğunun potansiyel olarak daha çevreci ve daha düşük maliyetli yolunu gösterdi.

İnişinden iki hafta sonra Chandrayaan-3 Ay’ın soğuk gecelerine dayanamadı ancak görevini yerine getirmeyi başardı: Ay yüzeyinde sülfür tespit etti ve Ay toprağının iyi bir yalıtkan olduğunu gösterdi. Daha fazla çeşitlilik, daha düşük maliyet ve daha çevreci roketler uzay araştırmaları alanında yeni ve daha erişilebilir bir çağın eşiğinde olduğumuz anlamına geliyor olabilir.

– Cardiff Üniversitesi’nde astrofizik profesörü Haley Gomez

(*10Haber editör notu: Bu zamana kadar Ay’a iniş yapmak büyük güçlerin tekelindeymiş gibiydi. Chandrayaan 3 ile Rusya’nın Ay iniş aracı Luna 25 aynı dönemlerde Ay yörüngesine girdiğinde çoğu kişi Rusya’nın yumuşak inişi yapabileceğini, Hindistan’ın ise Ay yüzeyine çakılacağını tahmin ediyordu. Ama tam tersi oldu. Rusya Sovyetler döneminden kalma bilgi birikimine rağmen Ay yüzeyine çakıldı. Üstelik Hindistan’ın daha önce kayda değer hiçbir uzay başarısı yoktu. Yani Küresel Güney de isteyince uzay çalışmalarında başarı elde edebilir. Yeter ki bahaneler üretmesin.)

2. Yapay zeka nihayet yapay zeka gibi hissettirmeye başladı

Teknoloji alanındaki dönüm noktalarını aradan çok vakit geçmeden fark etmek genellikle zor bir iştir ancak 2023, dünyanın değiştiğini kesin olarak söyleyebileceğimiz o nadir yıllardan biri. Yapay zeka nihayet ana akım haline geldi. Elbette ChatGPT ve türdeşi diğer büyük dil modellerinden bahsediyorum. 2022’nin sonlarında piyasaya sürülen ChatGPT, hem akıcılığı hem de görünürdeki ansiklopedik bilgisiyle internet kullanıcılarını büyüleyerek 2023’te viral oldu. Trilyon dolarlık şirketin başını çektiği teknoloji sektörü, sadece birkaç yüz çalışanı olan bir şirketin (OpenAI) ürününün böylesine başarı elde etmesi karşısında şaşkına döndü. Ben bu satırları yazarken ChatGPT’nin müjdelediği yeni “üretken yapay zeka” pazarında liderliği kapmak için kıyasıya itiş kakış yaşanıyor.

ChatGPT nite bu kadar büyük başarı yakaladı? Öncelikle kolayca erişilebilir. Bir web tarayıcısı olan herkes dünyanın en özgün yapay zekasına erişebiliyor. İkincisi, nihayet bize anlatılan yapay zekanın hissiyatını veriyor. Mesela filmde görsek abes kaçmazdı, ayrıca Star Trek bilgisayarından da çok daha akıcı. Farkında olmasak da uzun zamandır yapay zeka hayatımızdaydı ama nihayet bize varlığını hissettiren bir şeyimiz oldu. Yapay zeka alanında yolun sonunda değiliz, gerçekten uzun bir yolun başındayız.

– Oxford Üniversitesi’nde bilgisayar bilimleri profesörü Michael Wooldridge

(*10Haber editör notu: Wooldridge bu satırları yazarken yapay zeka şirketleri üretken yapay zekadan çok daha gelişmiş genel yapay zeka teknolojisine yönelmeye başladı. Daha doğrusu bu alanda çalışmaları devam ediyordu zaten ve sonuç almaya başladılar. Örneğin OpenAI, Q* projesinde ilkokul düzeyinde matematik yapan bir dil modeli geliştirirken Google Gemini projesinin en üst modeli Ultra’nın lise düzeyinde matematik yapabildiğini söylüyor. Bir yapay zekanın matematik yapabilmesi insan zekasına çok yaklaştığı anlamına geliyor.
Çünkü internet ortamındaki verilerle beslenerek yaratıcı cevaplar üretebilen üretken yapay zekanın cevap verirken tek bir doğruyu araması gerekiyor. Önündeki sınırsız seçenekten faydalanabiliyor. Halbuki genel yapay zekada tek ve kesin doğru cevabın gerektiği matematik ön plana çıkıyor. Genel yapay zekada amaç dil modelinin matematiği bir insan kadar iyi yapabilmesi. İşte o zaman yapay zeka insan zekasına bir adım daha yaklaşmış olacak.)

3. Kızlar ‘ağır matematik’ yaparken

Ne’Kiya Jackson (solda) ve Calcea Johnson (sağda). Fotoğraf: mayorcantrell/ Twitter

Calcea Johnson ve Ne’Kiya Jackson adındaki New Orleanslı iki genç kız mart ayında Amerikan Matematik Derneği’nin bölgesel toplantısında trigonometri kullanarak Pisagor teoreminin yeni bir matematiksel ispatını sundu.

Bunu bu kadar özel kılan ne mi? Elisha Loomis’in klasikleşmiş “The Pythagorean Proposition” kitabında “Neden trigonometri, analitik geometri ve kalkülüsün ispatı mümkün değil?” başlıklı bölüm vardı. Nitekim a² + b² = c² denklemi sin2(θ)+cos2(θ)=1. kullanılarak ispatlanamaz.

Bunun nedeni iki denklemin dairesel ilişkiye sahip olmaması. Örneğin A doğruysa B de doğrudur, B doğruysa A doğrudur diyorsak A ve B’nin gerçekten doğru olduğunu nasıl bilebiliriz ki?

Johnson ve Jackson Pisagor teoremi için trigonometrik kanıt bulan ilk kişiler değil. Ancak sinüs kuralı ve sonsuz geometrik dizileri kullanarak kurdukları “waffle konisi” ispatı yaratıcılıklarını ve matematik becerilerini gösteriyor. Önermelerinde sınırlamalar var, mesela ∅=π/4 (45 derece) olduğunda önermeleri geçerli değil. Ancak bu sorun çözülemeyecek bir şey değil.

Geçen yıl Birleşik Krallık hükümetinin eski sosyal hareketlilik danışmanı Katharine Birbalsingh içinde “ağır matematik” olduğu için kızların lise düzeyinde fizik dersini seçme olasılığının daha düşük olduğunu söylediği için eleştirilmişti. Johnson ve Jackson’ın başarısı, Birbalsingh’in söyleminin tam tersini açıkça ortaya koyuyor.

– Matematik Derneği Başkanı ve Loughborough Üniversitesi’nde misafir profesör Nira Chamberlain.

4. Afrika’dan daha önceki göçlere dair öngörüler

Biz Afrika türüyüz. Yani Homo sapiens şu an Afrika dediğimiz topraklarda ortaya çıktı ve son 50 milyon yılda evrimimizin büyük bir kısmı orada gerçekleşti. Dünyanın geri kalanı son 100 bin yıl içinde bazı insanların Afrika’yı terk etmesiyle insanlaştı. En azından uzun süre önce ölmüş kişilerin kemiklerinden öğrendiklerimiz yakın zamana kadar bu şekildeydi. Ama artık eski kemiklerden DNA almak epey faydalı hale geldi. Pensilvanya Üniversitesi’nden Sarah Tishkoff’un ekim ayında yayınlanan çalışmasında bugün yaşayan Afrikalılarda bulunan az miktardaki Neandertal DNA’sının Homo sapiens soyuna 250 bin yıl kadar önce Avrasya’da bir yerde girdiğini ortaya çıkardı. Bu da Afrika’yı birkaç kez ve düşünülenden çok daha önce terk ettiğimiz anlamına geliyor.

Bu keşifler nasıl yapıldı? Afrika kökenlerimizle ilgili çalışmalarda tuhaf bir şekilde göz ardı edilen yöntemle, yani Afrikalı insanların genomları incelenerek.

Dünya için küçük ve kademeli bir şey gibi görünebilir ama özellikle de şimdiye kadar çok az temsil edilmiş insanlar ve bölgeleri ne kadar çok araştırırsak kendi hikayemiz hakkında o kadar çok şey bulabiliriz.

-“Kontrol: Öjeniğin Karanlık Tarihi ve Sorunlu Bugünü” kitabının yazarı, yayıncı ve University College London’da genetik alanında çalışan öğretim görevlisi Adam Rutherford.

5 Kayıtlara geçen en sıcak yıl

Ekim 2023’ün kayıtlara geçen tüm ekim ayları içinde en sıcak ay olması neticesinde 2023 yılı, 125 bin yılın en sıcak yılı olarak kayıtlara geçmiş olabilir.

Benzetme yapacak olursak sıcak suya atılan kurbağa kendini kurtarabilir. Ama yavaş kaynayan suya atılan kurbağa, sıcaklık ölümüne sebep olacak seviyelere ulaşana kadar ciddiyetin farkına varmaz. 2023 yılı kayıtlara geçen en sıcak yıl olacak. Bu rekor yedi yıl önce, 2016’da da kırılmıştı. Kral Charles’ın Cop28’de söylediği gibi kayıtların bize anlattıklarına duyarsızlaşmaya başlıyoruz.

Sıcaklığın etkileri giderek artıyor. Daha da ısınan denizler ve atmosfer, endişe verici seviyede ölüm ve yıkım getiren olaylara katkıda bulundu. Libya’daki sel sebebiyle 10 binden fazla insan öldü. Yangınlar Yunan adalarını ve Kanada ormanlarını yerle bir etti. Freddy Kasırgası zaten yoksullukla boğuşan Doğu Afrika’daki toplulukları hırpaladı. Kuraklık ve sıcaklık bazı bölgeleri yaşanmaz hale getirdi.

İyi haber cevaplara zaten sahip olmamız. Geçen yıl Birleşik Krallık daha önce hiç olmadığı kadar yeşil enerji üretti. Yapay zeka, hava ve iklim verilerini eşi benzeri görülmemiş hızla analiz ederek bir milyon insan tahmincinin yapamayacağı işlere imza atmaya başladı. Nasa Swot uydusu Dünya’daki tüm suyun nerede olduğunu ölçmeye başlayarak gelecek felaketleri önlemek için bizlere yardım eli oldu.

İnsanlar kurbağalardan daha zeki olduklarını sanıyor ama kendimizi ancak kurbağa, sıcağın sebebi ve deneyi yapan psikopatlar olduğumuzu fark ettiğimizde kurtarabiliriz.

-Reading Üniversitesi’nde hidroloji profesörü Hannah Cloke

6. Orak hücre anemisi ve beta talasemi için yeni Crispr tedavisi

Orak hücreli anemiye sahip hastaların yaşam süresi ortalama yalnızca 45 yıl. Fotoğraf: Our Blood Institute

Son yıllarda sağlık hizmetlerindeki ırksal eşitsizlikler kamuoyuna fazlasıyla yansımaya başladı. Bazıları için bu durum, aşılar gibi önleyici tedbirler dahil sağlık bilimlerine ve hizmetlerine olan güveni azalttı. Bu nedenle Birleşik Krallık’ın orak hücre anemisi ve beta talasemi tedavisinde kullanılabilecek gen tedavisine öncülük etmesi kutlanacak bir olay. Bu güçten düşüren ve ölüme kadar götürebilen hastalık daha çok siyahi nüfusu ve kökleri Güney Akdeniz, Ortadoğu, Güney Asya ve Afrika kökenlileri etkiliyor. Dünyada bir ilke imza atan Birleşik Krallık ilaç düzenleyicisi, hastalıkların tedavisi için Casgevy denen Crispr-Cas9 gen değiştirme yöntemini onayladı. Tedavinin orak hücre anemisinde zayıflatıcı ağrı ataklarını hafiflettiği, talasemide ise kırmızı kan hücresi nakli ihtiyacını en az bir yıl süreyle azalttığı gözlemlenmiş.

Bunlar umut verici olsa da risklerin nasıl sonuçlanacağı henüz belli değil. Uzun vadede olumlu sonuçlar alınabilecek mi? Peki ya güvenlik? Crispr-Cas9’un etkisi bilinmeyen istenmeyen genetik değişiklikler yapma ihtimali var. Aynı şekilde söz konusu tedavi kişi başına 2 milyon dolara mal olabiliyor. Bütçeler belirlenirken bu hastalıklar gündeme alınmaya devam edecek mi?

Yine de bu onay, temkinli de olsa iyimser olmamız için bir neden sunuyor bize. Özellikle de sıklıkla göz ardı edilen grupları kapsaması, sağlık hizmetlerini daha adil hale getirmeye yönelik küçük ama önemli bir değişime işaret edebileceği için

-UCL Eğitim Enstitüsü’nde psikososyal çalışmalar profesörü Ann Phoenix

(*10Haber editör notu: İngiltere’den kısa bir süre sonra ABD de Crispr yöntemini orak hücreli anemi hastalığında kullanmaya izin verdi.)

7. Pastamı da yerim, Wegovy’mi de içerim

Dünyanın somut bir gıda sorunu var: 650 milyon yetişkin obez, yani vücut kitle endeksi 30 kg’nin üzerinde. Bu kişiler vücutlarının yakabileceğinden daha fazla kalori alıyorlar. Öte yandan dünya genelinde 735 milyon insan açlık çekiyor. Ne var ki obezite nedeniyle ölenlerin sayısı, yetersiz beslenenlerden daha fazla. Bu nedenle glukagona benzer etki gösteren peptid-1 (GLP-1)reseptör uyarıcıları olarak bilinen bir grup ilacın keşfi mutlulukla karşılandı. Bu ilaçlar başta şekeri kontrol etme amacıyla doktorlar tarafından diyabet hastalarına reçete ediliyordu ama kilo verdirme amacıyla da reçete edilmeye başladı. Bu ilaçların yüzü haline gelen Wegovy, kan şekerini düşürerek insanların yemek yerken daha çabuk tok hissetmelerini sağlıyor. İki yıl süren 304 kişiyi kapsayan klinik çalışmada, Wegovy kullanan denekler vücut ağırlıklarının yüzde 15 ‘ini kaybederken, ilacı kullanmayan denekler sadece yüzde 3’ünü kaybetmiş. Heyecan verici olan bir diğer şey ise bu yıl kalp hastalarını da kapsayan üç yıllık çalışmada Wegovy’nin felç, kalp krizi ve kalp hastalığından ölme riskini azaltması. Artık istediğimiz kadar yiyebilir ve sorunlarımızı çözmek için ilaca sarılabilirmişiz gibi görünüyor görünmesine ama Wegovy almanın bulantı, kusma, baş ağrısı, yorgunluk ve tiroit kanserine yakalanma gibi yan etkileri var. Ayrıca insanların açlıktan ölmemesinin de yolunu bulmamız gerekiyor.

-University College London’da farmasötik nanobilim profesörü Ijeoma F Uchegbu

8. Süper iletken iddiası dirençle karşılaştı

Bilim insanları onlarca yıldır oda sıcaklığında süper iletken “kutsal kasesinin” peşinde. Süper iletken, elektrik akımını dirençsiz taşıyan bir malzeme ama bu olağanüstü özellik sadece oda sıcaklığının 100 derecenin altında gözlemlenebiliyor.

Sukbae Lee ve Ji-Hoon Kim öncülüğündeki Güney Koreli bir ekip, temmuz ayında LK-99 adında kurşun bazlı bir bileşikle normal basınçta oda sıcaklığında süper iletken bulduklarına dair olağanüstü bir iddia attı ortaya. Böyle bir atılım, elektrik enerjisinde hiç kayıp vermememize ve daha küçük MRI tarayıcılarına sahip olmamızı sağlayabilir.

Lee, Kim ve meslektaşları makalelerini, çalışmaların zaman zaman hakem değerlendirmesinden yayınlandığı arXiv sitesine yükledi. Makale o kadar büyük bir yankı uyandırdı ki dünya genelindeki pek çok laboratuvar, Güney Koreli grubun bulgularını tekrarlamak için harekete geçti, hatta LK-99 Twitter’da gündem oldu.

Ağustos ayının sonuna gelindiğinde önde gelen laboratuvarlar aynı sonuçları elde edemedi. Şu an genel kanı oda sıcaklığında süperiletkenlik konusunda yeterince kanıtımız olmadığı yönünde.

Bu hikaye bize ne öğretiyor? Abartılı çıkarımlar yapmadan önce malzeme tanımlamasının dikaktlice yapılmasının şart olduğunu ve bilimsel hakem değerlendirmelerinin yapıcı ve heyecan verici olabileceğini. LK-99 kutsal kaseyi vermedi bize belki ama oda sıcaklığındaki gerçek süper iletken arayışından bizi vazgeçirmemeli. Bu çalışma, heyecan verici yeni araştırmalar için bize beklenmedik kapılar açabilir.

-Oxford Üniversitesi’nde malzeme bilimi profesörü Seyfül İslam

9. Kuşların azalması herbisit ve pestisitlerle alakalı

Bu yıl rekorlara koştuğumuz bir yıl oldu ve çevre söz konusu olduğunda bu rekorların iyi anlamlar taşıdığı söylenemez. Küresel ısınmanın yanı sıra başka çevresel felaketler de yaşanıyor, vahşi doğanın hızla yok olması gibi.

Her ne kadar acil olsa da biyoçeşitlilik krizi, iklim krizinden sekiz kat daha az konuşuluyor. Nihayetinde (Attenborough’un uzun gagalı ekidnasının yeniden görülmesi ya da primatların neden dönüp durmayı sevdiğinin araştırılması gibi) olumlu araştırmalara bayılsam da yılın araştırması olarak Avrupa’daki kuşların azalmasını seçtim.

Geçen 40 yıl içinde Avrupa’daki kuş sayısı 550 milyon gibi şaşırtıcı bir oranda azaldı. Şimdiye kadar bunun başlıca nedenlerinin habitat kaybı ve kirlilik olduğuna inanılıyordu. Ancak Stanislas Rigal öncülüğündeki bir araştırma grubu, sivillerin topladığı kayıtlar dahil 28 ülkede 20 bin alanda 170 kuş türüne dair verileri inceledi ve kuşların önde gelen katilinin tarımsal faaliyetler olduğu sonucuna vardı. Daha açık ifade edecek olursak kuşları sadece gıdadan mahrum bırakmakla kalmayıp sağlıklarını doğrudan etkileyen pestisit ve gübre kullanımının artması.

Bu türden büyük ölçekli çalışmalar, karar alma süreçlerini ve öncelikli politikaları etkilemek açısından büyük önem taşıyor. Umalım da 2024 yılı bu alanlarda bize olumlu değişimler getirir.

-Brunel Üniversitesi’nde çevre bilimleri alanında öğretim görevlisi Joanna Bagniewska

10. Kök hücre bazlı embriyo modelleri umutlaro yeşertiyor

Görüntüdeki mavi hücreler embriyoyu, sarı hücreler yolk kesesini ve pembe hücreler plasentayı gösteriyor. Fotoğraf: Weizmann Enstitüsü

Haziran ayında laboratuvar ortamında yaratılmış kök hücrelerin nasıl olur da kültür kabında insan embriyolarına benzeyen yapılara dönüşebileceğini açıklayan makaleler etrafı sardı. Bunlar bazı gazetelerde ilk sayfaya çıkarken, medyada da büyük ölçüde yer aldı. Konu kesinlikle haber değeri taşıyordu. Deneyler kök hücrelerin gerekli dokulara dönüşerek kendi kendilerini uygun bir şekilde organize etme konusunda dikkate değer kabiliyete sahip olduğunu gösteriyordu. Bununla birlikte bu alanda çalışan gruplardan bazıları arasındaki sağlam rekabet de medyanın ilgisini çekmiş olabilir.

Kök hücre temelli embriyo modellerinin normal embriyolarla çalışmaya pratik ve “daha etik” alternatif sağlayacağı umuluyor. Bilim insanları nasıl geliştiğimiz ve doğuştan gelen hastalıklarımız, hamilelerin düşükleri ve sıkça başarısızlıkla sonuçlanan tüp bebek konusunda neyin yanlış gittiği konusunda çok şey öğrenebilir ve bu sorunlara çözüm üretebilir.

Ancak şu an açık olan, en iyi modellerin bile normal insan embriyolarına eşdeğer olmadığı ve bu embriyoların rahme yerleştirilip yerleştirilemeyeceği sorusuna herkesin denenmemesi gerektiği yönünde cevap vermesi. Şu anda laboratuvar ortamında üretilen örneklerin çoğunluğu, belki de yüzde 99’u, insan embriyosuna benzeyen bir şey veremiyor. Bu modellerin kullanılabilmesi için verimliliğinin artırılması gerekiyor.

-Francis Crick Enstitüsü’nde Kök Hücre Biyolojisi ve Gelişimsel Genetik Laboratuvarı yöneticisi Robin Lovell-Badge