11. Sınıf Canlılık ve Tepki — Konu Anlatımı

On Solucan, İki Bölme

Bir öğrenci ayakkabı kutusunun yarısını siyah kartonla kapatıyor, diğer yarısına masa lambası tutuyor. Kutunun tabanına eşit nemde toprak seriyor ve ortaya 10 solucan bırakıyor. 10 dakika sonra sayıyor: karanlık tarafta 9, aydınlık tarafta 1 solucan var. (Değerler örnek bir sınıf deneyinden.)

Ne söyleyebiliriz? Solucanlar ışığa tepki verdi ve ondan uzaklaştı. Gözleri yok, beyinleri son derece basit; ama derilerindeki ışığa duyarlı hücreler değişikliği algıladı. Peki bu sonuç güvenilir mi? Işık kaynağı toprağı ısıtmış olabilir; solucan ısıdan kaçmış olabilir. İyi bir deney bu soruyu önceden kapatır:

1. Lamba ile kutu arasına ısıyı tutan bir su kabı konur ya da soğuk ışık kullanılır.
2. Toprağın nemi ve sıcaklığı iki bölmede ölçülüp eşitlenir.
3. Kontrol kutusu tamamen karanlıktır; orada solucanların iki yarıya yaklaşık eşit dağılması beklenir.
4. Deney birkaç kez tekrarlanır; tek bir deneme şans eseri olabilir.

Uyaran Nereden Gelir?

Uyaran, canlıda tepki oluşturabilen her türlü değişikliktir; tepki ise bu değişikliğe verilen yanıttır.

Tepki verebilmek bir canlılık ölçütüdür. Isıtılan bir taş da genleşir, ama bu yalnızca fiziksel bir sonuçtur. Canlının tepkisi düzenlenmiştir ve varlığını sürdürmeye yöneliktir. Bütün tepkileri ortadan kalkan bir canlı ne besin bulabilir ne tehlikeden kaçabilir ne de iç ortamını koruyabilir; yaşamını sürdüremez.

Eşik ve Alışma

Her uyaran tepki doğurmaz. Uyaranın belirli bir şiddeti, yani eşik değeri aşması gerekir. Uyaran şiddeti-tepki grafiğinde eğri başlangıçta yatay eksende ilerler; eşiğe gelmeden tepki yoktur. Eşik, canlının her küçük değişikliğe enerji harcamasını önleyen bir süzgeçtir.

Bir de duyusal uyum vardır. Kokulu bir odaya girdikten birkaç dakika sonra kokuyu fark etmezsiniz. Koku kaybolmadı; sürekli uyarılan almaçlar duyarlılığını azalttı. Böylece değişmeyen uyaran arka plana itilir, yeni bir değişiklik fark edilebilir. Mini soru: Saatin tik takını duymamanız ama durduğunda hemen fark etmeniz nasıl açıklanır? Aynı ilke: sabit uyarana uyum, değişikliğe dikkat.

Tek Hücreden Omurgalıya

Çok hücreli bir canlıda uyaranı algılayan almaç, ileten hat ve yanıtı veren organ farklı hücrelerdir. Aralarındaki iletişim koparsa tepki tamamlanmaz; eş güdüm bu yüzden zorunludur.

Yerinde Dönmek mi, Yer Değiştirmek mi?

Solucanların karanlığa gitmesi bir göçtür (taksi): canlı bütün olarak yer değiştirir ve yönü uyarana bağlıdır. Işıktan uzaklaştığı için negatif fototaksi denir. Bitkinin ışığa eğilmesi ise yönelimdir (tropizma): bitki yerinde kalır, yalnız organının yönü değişir. Ölçüt hareketliliktir.

Bakterilerin besin derişiminin yüksek olduğu yöne yüzmesi de göçtür (kemotaksi). Rastlantı değildir: derişim farkı algılanır, yön ayarlanır. Besine daha önce ulaşan bakteri daha çok bölünür; doğal seçilim bu yeteneği korur.

Deney Verisini Okumak

Öğrenci deneyi 3 kez tekrarlayıp şu tabloyu elde etmiş olsun:

Kontrol kutusunda dağılım yarı yarıya; demek ki solucanlar kendiliğinden bir tarafa toplanmıyor. Işıklı kutuda ise 30 solucanın 27'si karanlıkta, yani yaklaşık %90. Fark tek bir denemenin şansı değil, 3 denemede de tekrar ediyor. Mini soru: Solucanlar deney sonunda doğal ortamlarına bırakılmalı mı? Evet; canlıyla yapılan deneyde hayvanın zarar görmemesi ve kısa sürede ortamına dönmesi etik bir gerekliliktir.

Refleks ile Düşünerek Davranmak

Sıcak bir yüzeye değen elin çekilmesi omurilikte karar verilen bir reflekstir; hızlıdır ve öğrenilmez. Aynı yüzeye yaklaşırken durup "sıcak olabilir" diye düşünmek ise beyinde, deneyimle kurulan bir davranıştır; daha yavaştır ama esnektir. Sinir sistemini bir haberleşme ağına benzetmek bu yolları anlamayı kolaylaştırır. Benzetmenin sınırı da var: kablolar sinyali yalnız taşır, nöronlar ise sinyali değerlendirir, güçlendirir ya da durdurur.

Yanlış Bilinenler

Sık yapılan hata 1: "Tepki için sinir sistemi şarttır." Tek hücreliler ve bitkiler sinir sistemi olmadan tepki verir.

Sık yapılan hata 2: "Bitki ışığı görüp ona gidiyor." Bilimsel açıklama amaç atfetmez, düzeneği anlatır: ışık hormon dağılımını değiştirir, bir taraf daha çok uzar.

Sık yapılan hata 3: "Farklı gruplarda yapılan gözlemlerin hepsinde tepki görüldüyse bütün canlılar tepki verir kesin kanıtlanmıştır." Bu tümevarımsal bir genellemedir; güçlüdür ama yeni bir gözlemle sınanmaya açıktır.

Sınav notu: Tabloda "yönelim: yerinde kalarak" karşısındaki boşluk "göç: canlı bütün olarak yer değiştirir" ile doldurulur. Deney sorusunda doğru seçenek, tek değişkeni değiştiren ve kontrol grubu kuran seçenektir.

Sık sorulanlar