Nöbetçi Eczaneler
Yağmurdan sonra kuru topraktan yükselen o tanıdık kokuyu insanlar çok düşük miktarlarda bile fark edebiliyor. Köpekbalıkları ise suda bulunan kan ve av kaynaklı kimyasal maddeleri algılayabilen son derece gelişmiş bir koku sistemine sahip.
İlk bakışta köpekbalığının koku duyusu insan burnundan çok daha üstün görünebilir. Fakat belirli kokuları algılama eşikleri karşılaştırıldığında şaşırtıcı bir sonuç ortaya çıkıyor: İnsan burnu, yağmur sonrası ortaya çıkan toprak kokusuyla ilişkili bazı maddeleri, köpekbalıklarının belirli av kaynaklı kimyasalları algıladığı eşiklerden daha düşük konsantrasyonlarda fark edebiliyor.
Bu karşılaştırmayı anlamak için önce yağmurdan sonra ortaya çıkan toprak kokusunun nasıl oluştuğuna bakmak gerekiyor.
Yağmurdan Sonra Gelen Toprak Kokusu
Yağmurun kuru toprağa düşmesiyle ortaya çıkan karakteristik kokuya petrikor adı verilir. Özellikle uzun süre yağış almayan toprağın ilk kez ıslanmasıyla belirginleşen bu koku, tek bir maddeden kaynaklanmaz.
“Petrikor” terimi, Avustralyalı jeolog Isabel Joy Bear ve Richard G. Thomas tarafından 1964 yılında bilimsel literatüre kazandırıldı. Bear ve Thomas, Nature dergisinde yayımlanan çalışmalarında kuru toprak ve kaya yüzeylerinde biriken bazı maddelerin yağışla birlikte açığa çıkmasının karakteristik toprak kokusuyla ilişkili olduğunu ortaya koydu. Çalışma, petrikorun bilimsel olarak tanımlanmasının başlangıç noktası oldu.
Petrikorun oluşumunda toprakta bulunan çeşitli organik maddeler, bitkilerden gelen uçucu bileşikler ve mikroorganizmaların ürettiği maddeler rol oynar. Bunların arasında geosmin, insan burnunun çok güçlü tepki verdiği önemli bileşiklerden biridir.
Geosminin Keşfi ve Toprak Kokusu
Geosmin, güçlü topraksı kokusuyla bilinen doğal bir bileşiktir. Özellikle toprakta yaşayan bazı mikroorganizmalar tarafından üretilir.
Nancy N. Gerber ve Hubert A. Lechevalier, 1965 yılında Applied Microbiology dergisinde yayımlanan araştırmalarında geosmini çeşitli aktinomisetlerden izole etti. Araştırmacılar Streptomyces griseus kültürlerinden saf geosmin elde ederek bileşiğin özelliklerini inceledi.
American Chemical Society’nin 2020 tarihli geosmin incelemesinde ise bileşiğin daha önce 1936 yılında A. C. Thaysen tarafından aktinobakterilerin ürettiği kokulu bir madde olarak tanımlandığı, Gerber ve Lechevalier’nin yaklaşık otuz yıl sonra geosmini izole edip adlandırdığı aktarılıyor.
Geosmin adı da “toprak” ve “koku” anlamındaki Yunanca sözcüklerden türetilmiştir.
Yağmurun toprağa düşmesi, geosmin gibi maddelerin havaya ulaşmasını kolaylaştırır. 2015 yılında MIT’den Young Soo Joung ve Cullen R. Buie’nin Nature Communications dergisinde yayımlanan araştırması, yağmur damlalarının gözenekli toprak yüzeylerine çarptığında aerosol parçacıkları oluşturabildiğini gösterdi. Bu parçacıklar yüzeydeki maddelerin bir bölümünü havaya taşıyabilir.
Böylece yağmur sonrası duyduğumuz kokunun önemli bir bileşeni burnumuza ulaşır. Şimdi asıl şaşırtıcı noktaya, insan burnunun bu maddeyi algılama hassasiyetine geçebiliriz.
İnsan Burnunun Geosmine Hassasiyeti
İnsan burnu geosmini olağanüstü düşük konsantrasyonlarda algılayabiliyor.
American Chemical Society’nin 23 Mart 2020 tarihli geosmin incelemesine göre insan burnu bu bileşiği havada yaklaşık 5 ppt düzeyinde algılayabilir. Ppt, parts per trillion, yani trilyonda bir anlamına gelir.
Başka bir ifadeyle, bir trilyon birimlik hava içinde yaklaşık beş birim geosmin bulunduğunda koku sistemi bu maddeyi algılayabilir. 2023 yılında Environmental Microbiology dergisinde yayımlanan bir değerlendirme de insan burnunun geosmini 5 ppt’nin altında algılayabildiğini aktarıyor.
Bu değer, geosminin insanlar için ne kadar güçlü bir koku sinyali oluşturduğunu gösteriyor.
İnsanlarda Geosmin Algısı Üzerine 1992 Araştırması
Geosminin insanlarda oluşturduğu koku eşiği 1992 yılında daha ayrıntılı biçimde incelendi.
E. H. Polak ve J. Provasi, Chemical Senses dergisinde yayımlanan araştırmalarında 52 kişi üzerinde geosminin farklı moleküler formlarının algılanma eşiklerini test etti. Araştırmada, doğada bulunan geosmin formunun diğer forma göre yaklaşık 11 kat daha düşük konsantrasyonda algılanabildiği belirlendi.
Bu sonuç, insan koku sisteminin geosmine karşı yüksek hassasiyetini deneysel olarak ortaya koyan önemli çalışmalardan biri. İnsanların geosmini çok düşük konsantrasyonlarda algılayabilmesi, birazdan ele alacağımız köpekbalığı karşılaştırmasının temelini oluşturuyor.
Köpekbalıklarının Koku Hassasiyeti
Köpekbalıkları suda çözünmüş kimyasal maddeleri algılamak için gelişmiş bir koku sistemine sahip. Su, burun açıklıklarından geçerek koku alma dokusuna ulaşır ve içindeki kimyasal maddeler burada bulunan reseptörler tarafından algılanır.
American Museum of Natural History’ye göre köpekbalıklarının burun delikleri koku alma amacıyla kullanılır ve solunumda görev yapmaz. Koku alma dokusundaki hassas hücreler ile beyindeki geniş koku alma bölgeleri, köpekbalıklarının çok küçük miktarlardaki bazı kimyasalları algılamasına yardımcı olur.
Köpekbalıklarının kan kokusuna yönelik olağanüstü hassasiyeti de buradan kaynaklanır. Kana ve av dokularına ait kimyasal maddeler suya karıştığında köpekbalığının koku sistemi bunları algılayabilir.
Kan Algısı ve Ölçülen Eşikler
American Museum of Natural History, bazı köpekbalıklarının kandaki kimyasal maddeleri yaklaşık 1 ppm düzeyinde algılayabildiğini belirtiyor. Aynı kaynak, “tek bir damla kanı bütün okyanusta algılama” şeklindeki popüler anlatımın ciddi biçimde abartıldığını vurguluyor.
Köpekbalıklarının koku hassasiyeti türden türe ve kullanılan kimyasal maddeye göre değişiyor. Bu nedenle 1 ppm değeri bütün köpekbalıkları için sabit bir eşik olarak kabul edilemez.
Bu ayrıntı önemli, çünkü birazdan yapılacak karşılaştırmada kullanılan iki değer farklı canlılarda farklı kimyasalların algılanma eşiklerini temsil ediyor.
İnsanlar Köpekbalıklarından Daha mı Hassas?
Şimdi iki ölçümü aynı birimde karşılaştırabiliriz.
İnsan burnu için geosmin algılama eşiği yaklaşık 5 ppt. Bazı köpekbalıkları için kan algılama eşiği ise yaklaşık 1 ppm olarak veriliyor.
1 ppm, 1.000 ppt’ye eşittir.
Dolayısıyla:
1.000 ppt ÷ 5 ppt = 200
Bu iki ölçüm karşılaştırıldığında insan burnu, geosmini söz konusu köpekbalığı eşiğinden 200 kat daha düşük konsantrasyonda algılayabiliyor.
Bu sonuç ilk bakışta oldukça şaşırtıcı. Köpekbalıkları güçlü koku alma yetenekleriyle tanınırken insan burnu da belirli bir moleküle karşı son derece yüksek hassasiyet gösterebiliyor.
Burada 200 katlık oranı genel bir insan-köpekbalığı koku karşılaştırması olarak değerlendirmemek gerekiyor. İnsanlarda ölçülen değer geosmine, köpekbalıklarında kullanılan değer ise kanla ilişkili belirli kimyasallara ait. Köpekbalıklarında farklı kimyasallar için daha düşük algılama eşikleri de raporlandığından sonuç, “insanların koku duyusu köpekbalıklarından 200 kat güçlüdür” şeklinde genellenemez.
Daha doğru ifade şu: İnsan burnu geosmini, bazı köpekbalığı koku deneylerinde kullanılan eşiklerden çok daha düşük konsantrasyonlarda algılayabilir.
Geosmine Yönelik Hassasiyetin Olası Nedeni
İnsanların geosmini neden bu kadar düşük konsantrasyonlarda algılayabildiği kesin olarak bilinmiyor. Bu konuda öne çıkan açıklamalardan biri, hassasiyetin geçmişte su kaynaklarının bulunmasına yardımcı olmuş olabileceği yönündeki evrimsel hipotez.
Geosmin, nemli toprak ve suyla güçlü biçimde ilişkilendirilen bir koku oluşturuyor. Yağmurdan sonra belirginleşmesi de bu bağlantıyı daha dikkat çekici hale getiriyor.
Kurak ortamlarda yaşayan insanlar açısından yağmurun ve nemli toprağın kokusunu algılamak, çevredeki su varlığı hakkında bilgi sağlayabilecek bir işaret olmuş olabilir. Bu nedenle geosmine yönelik yüksek hassasiyetin geçmişte su bulmaya yardımcı olmuş olabileceği düşünülüyor.
Bu açıklama ilgi çekici olsa da doğrudan kanıtlanmış bir evrimsel mekanizma değil. 2023 yılında Environmental Microbiology dergisinde yayımlanan geosmin değerlendirmesi de bileşiğin insanlar açısından neden bu kadar güçlü algılandığını ortaya koyan kesin bir biyolojik işlevin hâlâ bilinmediğini belirtiyor.
Geosminin Doğadaki Rolü
Geosminin insanlar açısından oluşturduğu “yağmur sonrası toprak kokusu”, bileşiğin doğadaki işlevinin tamamını açıklamıyor.
2023 tarihli derleme, geosmin üretiminin Streptomyces başta olmak üzere farklı mikroorganizmalarda yaygın olduğunu ve bileşiğin ekolojik işlevinin hâlâ araştırıldığını belirtiyor. Geosminin farklı canlılarla olan ilişkileri, insanlarda oluşturduğu koku duyusundan çok daha geniş bir biyolojik tablo ortaya koyuyor.
Bu nedenle insan burnunun geosmine duyarlılığının kesin evrimsel nedenini bugün için tek bir açıklamayla ortaya koymak mümkün değil.
Sonuç
İnsan duyuları hakkında bildiklerimiz, bilimsel araştırmalar ilerledikçe sürekli değişiyor. Geçmişte köpekbalıkları gibi hayvanların koku duyusuyla insanlarınki arasında anlamlı bir karşılaştırma yapmak bile pek mümkün görünmezken, bugün belirli duyusal yetenekleri ölçülebilir veriler üzerinden karşılaştırabiliyoruz. İnsan kapasitesi, bilim ilerledikçe yeni ayrıntıları ortaya çıkan bir alan olmaya devam ediyor. Bugün şaşırtıcı gelen bir bulgu, gelecekte insan duyularının henüz keşfedilmemiş başka özelliklerine açılan kapılardan biri olabilir.