Işığın yaşamı nasıl beslediğini araştırdı. Fotosentezin temel mekanizmalarının anlaşılmasına öncülük eden Fransız biyolog Pierre Joliot, 94 yaşında hayatını kaybetti. Pierre ve Marie Curie’nin torunu olan Joliot, özellikle bitkilerin ve alglerin sudan oksijen üretmesini sağlayan sürecin aydınlatılmasındaki katkılarıyla bilim tarihinde yer edindi.
9 Ekim’i 10 Ekim’e bağlayan gece yaşamını yitiren Joliot, 12 Mart 1932’de Paris’te doğdu. Nobel ödüllü bilim insanları Irène ve Frédéric Joliot-Curie’nin oğluydu. Ailesinin fizik ve kimyadaki çalışmalarının ardından kendi araştırma alanını biyolojide seçti; bilimsel yaşamını ışık enerjisinin canlılarda nasıl dönüştürüldüğünü anlamaya adadı.
Dört ışık darbesinin ortaya çıkardığı mekanizma
Joliot’nun en önemli katkılarından biri, fotosentez sırasında oksijen üretiminin birbirini izleyen aşamalarla gerçekleştiğini gösteren deneyleriydi.
Çalışma arkadaşlarıyla birlikte algleri kısa ışık darbelerine maruz bıraktı ve her darbenin ardından açığa çıkan oksijeni ölçtü. 1969’da yayımlanan deneylerde, oksijen üretiminde dört ışık darbesinde bir tekrarlayan bir örüntü saptandı.
Bu bulgu, sistemin oksijen üretmeden önce aşamalı olarak yük biriktirdiğini gösteriyordu. Joliot’nun deneyleri, Bessel Kok ve çalışma arkadaşlarının 1970’te geliştirdiği dört aşamalı modelin temelini oluşturdu. Bu modele göre iki su molekülünden bir oksijen molekülü üretilebilmesi için dört elektronun uzaklaştırılması gerekiyor.
Keşifleri mümkün kılan ölçüm yöntemleri geliştirdi
Joliot’nun katkısı, elde ettiği bulgularla sınırlı değildi. Fotosentezin hızlı tepkimelerini izlemeyi sağlayan hassas ölçüm yöntemleri de geliştirdi.
Alglerin veya kloroplastların platin bir elektrotla doğrudan temas ettiği yöntemle, kısa ışık darbelerinin ardından açığa çıkan çok küçük oksijen miktarlarını ölçebildi. Böylece fotosentezin daha yavaş ölçüm araçlarıyla ayırt edilemeyen basamakları araştırılabilir hale geldi.
Bu çalışmalar, fotosentezi yalnızca toplam oksijen üretimi üzerinden incelemekten, üretimin nasıl gerçekleştiğini adım adım çözmeye geçişte önemli rol oynadı.
Anne Joliot’yla ortak çalışmalar
Pierre Joliot, araştırmalarının önemli bir bölümünü Anne Joliot’yla birlikte yürüttü. İkilinin 1964’teki deneyleri, fotosentezde ışık enerjisini işleyen birimlerin birbirinden tamamen bağımsız çalışmadığını gösterdi. Işığın sağladığı uyarılma enerjisi, komşu birimler arasında aktarılabiliyordu.
Sonraki yıllarda bitkilerde elektronların izlediği yolları da araştırdılar. 2002’de PNAS dergisinde yayımladıkları çalışma, ıspanak yapraklarında döngüsel elektron akışının belirli koşullarda çok yüksek hızlara ulaşabildiğini ortaya koydu.
Bu araştırmalar, bitkilerin ışık enerjisini nasıl kullandığını ve enerji ihtiyaçlarını nasıl dengelediğini anlamaya katkı sağladı.
Bitkilerin kendini koruma yollarını da inceledi
Joliot, fotosentezin enerji üretmesinin yanı sıra, bitkilerin fazla ışık karşısında nasıl korunduğuyla da ilgilendi.
Giles Johnson’la 2011’de yayımladığı çalışma, döngüsel elektron akışının bu korunmadaki rolünü inceledi. Araştırma, söz konusu akışın oluşturduğu proton farkının, fazla ışık enerjisinin güvenli biçimde dağıtılmasını sağlayan mekanizmalar açısından önemini gösterdi.
Joliot’nun çalışmaları böylece fotosentezin, değişen çevre koşullarına uyum sağlayan bir sistem olarak anlaşılmasına da katkıda bulundu.
Araştırmayı bir tutku olarak gördü
1981–2002 yılları arasında Collège de France’ta Hücresel Biyoenerjetik Kürsüsü’nü yöneten Joliot, 1982’de Fransa Ulusal Bilimsel Araştırma Merkezi’nin (CNRS) Altın Madalyası’nı aldı. Fransız Bilimler Akademisi üyesiydi; 1998–2001 yılları arasında CNRS’nin bilim etiği komitesine başkanlık yaptı.
Bilimin nasıl yapılması gerektiği üzerine de yazdı. La Recherche passionnément adlı kitabında temel araştırmanın düşünsel özgürlüğe ihtiyaç duyduğunu vurguladı; aşırı rekabetin bilimsel yaratıcılığa açılan alanı daraltmasını eleştirdi.
Emekliliği araştırmalarını sona erdirmedi. CNRS’nin 2019’da yayımladığı bir yazı, Joliot’nun 87 yaşında hâlâ küçük bir bodrum laboratuvarında mikroskobik alglerin fotosentezini araştırdığını aktarıyordu. Onu laboratuvarda tutan şey, keşfetmenin verdiği hazdı.
