Bakteriler Fotosentez Yaparlar

Biz gözle görmesek ve farkında olmasak bile, hiç durmadan çalışan ve yaşamımıza destek olan bir kimya laboratuvarı, bütün doğayı kaplamıştır. Bu laboratuvarın en önemli faaliyeti, canlılar için oksijen ve besin üretmek, daha sonra da artıkları ve canlılara zarar verecek maddeleri temizlemek ya da bunları kullanılabilecek yeni ve faydalı ürünlere dönüştürmektir. Bu zor ve karmaşık görev sırasında bir kısmı henüz çözülememiş, bir kısmı keşfedilmemiş, bir kısmı da taklit edilerek modern laboratuvarlara taşınmış, karmaşık bir sürü kimyasal reaksiyon tekrarlanır.
İşte bu dev laboratuvarda görev yapan kimyacıların başında bakteriler gelir. En önemli görevler, evrimcilerin "basit ve ilkel" sıfatlarıyla hor gördükleri, bu muhteşem makinalar tarafından gerçekleştirilir. En akıllı kimyacıların çözemedikleri reaksiyonlar, en gelişmiş teknolojilerin taklit edemediği işlemler, bakteriler için sanki birer çocuk oyunudur.

Atmosferdeki oksijenin yarısından fazlasını fotosentez yapan siyanobakteri adı verilen bakteri türleri üretir.24 Bu bakterilerin kullandıkları mekanizma, bitki kloroplastında kullanılan mekanizmaya çok benzer. Siyanobakterinin büyük çoğunluğu sadece klorofil içerir. Bu canlıların güneş ışığı ile meydana getirdikleri enerji basit şekerler şeklinde depolanır. Fotosentez yoluyla oluşan şeker ve oksijen miktarının her yıl 150-200 milyar ton arasında değiştiği tahmin edilmektedir.25 Oluşan bu şeker, yeryüzündeki canlı organizmaların hayatta kalabilmeleri ve büyüyebilmeleri için gerekli olan biyokimyasal reaksiyonlar ve aynı zamanda da solunum için gereklidir. Siyanobakteri, atmosferdeki oksijenin konsantrasyonunun sabit tutulmasında, oldukça önemli bir görev üstlenmiştir. Bu bakterilerin boyutları çok küçüktür, ama miktarları oldukça fazladır. Bir litre suda sayıları 100'den fazladır ve okyanusun verimliliğinin %10-20 kadarını oluştururlar. Görünmemelerine rağmen, yeryüzünün çok geniş bir bölümüne hakimdirler. Fotosentez ile sağladıkları enerji nedeni ile onların bu olağanüstü sayıları son derece büyük önem taşımaktadır.

Fotosentez işlemi, kimyasal detayları son derece karmaşık ve mekanizması hala tam olarak anlaşılamamış oldukça hassas bir işlemdir. Ayrıca fotosentez işlemi, indirgenemez kompleksliğin en güzel örneklerinden biridir. Yani bu işlemin gerçekleşebilmesi için çok özel yapıların aynı anda biraraya gelmiş olmaları ve dışarıdaki ortamın bu koordine çalışmaya uygun olması gerekir. Mesela ilk olarak evrimleştiği iddia edilen fotosistem I'de, dışarıdan gelen ışıkları yakalamak için biraraya gelmiş olan antenler ve reaksiyon merkezi vardır. Fotosistem I, ışığın sadece belirli bir dalga aralığındaki fotonlarını yakalamak için ayarlanmıştır. 700 milimikron dalga boyundaki fotonlarla uyarılan antenler Kı aı adlı tuzak klorofil moleküllerine sahiptirler. Bu antenlere destek olarak karotenoid gibi yardımcı pigmentler vardır.

Mesela antenler olmasa enerji sağlanamaz. Elektron zinciri olmasa su atomları parçalanamaz. Yardımcı pigmentler fazla miktardaki enerji yükünü paylaşmasalar yoğun enerji sebebiyle bütün yapı parçalanır. Bu yapıyı bir fabrika ve onu çalıştıran elektrik santrali olarak düşündüğümüzde konu daha iyi anlaşılacaktır. Elektrik olmadan, hammadde olmadan, işçiler olmadan fabrika üretim yapamayacaktır. Aynı şekilde, bu unsurların bir tanesi bile eksik olsa fotosentez diye bir sistemden bahsetmek mümkün olmayacaktır. Sistemi oluşturan parçaların teker teker oluşması da bir işe yaramaz. Bütün karmaşık yapısına rağmen bir an için fotosistem anteninin rastgele oluştuğunu farz etsek bile, yakaladığı enerjiyi transfer edemeyen antenin hemen parçalanacağı açıktır. Anten için verilen örnek diğer parçalar için de geçerlidir. Profesör Ali Demirsoy, bu konuda şu yorumu yapmaktadır:
Fotosentez oldukça karmaşık bir olaydır ve bir hücrenin içerisindeki organelde ortaya çıkması olanaksız görülmektedir. Çünkü tüm kademelerin birden oluşması olanaksız, tek tek ortaya çıkması da anlamsızdır.26