Maya Canlı mı? Fermantasyon Tartışmasının Tarihi

Fizyolog Jacques Loeb 1906'da şöyle yazıyordu: Buchner'in keşfiyle biyoloji bir mistisizm kırıntısından daha kurtulmuştu; şekerin karbondioksit ve alkole ayrılması, kamış şekerinin invertazla parçalanmasından daha fazla bir "yaşam ilkesi"nin işi değildi (Barnett ve ark., 2001). Bu cümle uzun bir kavganın kapanış notu gibi okunur. On dokuzuncu yüzyıl boyunca dirimselciler ile kimyacılar arasında ciddi tartışmalar yaşanmış, kuramlar ve paradigmalar birkaç kez tersine dönmüştü (Buchholz ve ark., 2013). Soru basitti: bira fıçısında ve şarap küpünde olan şey bir canlının yaşam faaliyeti mi, yoksa sıradan bir kimyasal tepkime mi?

Mikroskop mayayı canlı gösterince

Tartışmayı başlatan şey bir alet oldu. On dokuzuncu yüzyılın başında mikroskopların iyileşmesiyle mayaların canlı organizmalar olduğu görülmeye başlandı; ancak bazı ünlü bilim insanları bu fikirle alay etti ve onların etkisi mikrobiyolojinin gelişmesini bir süre geri tuttu (Barnett, 2003). Mikroskopta görülen küçük tanecikleri canlı saymak, fermantasyonu da bir canlının yaşam faaliyeti olarak açıklamak demekti. Herkes bu adımı atmaya hazır değildi.

Bugün mayanın tek hücreli bir mantar olduğunu biliyoruz; sınıflandırmadaki yerini ve tomurcuklanarak nasıl çoğaldığını maya bir mantar mı yazısında anlattık.

Liebig ve kimyasal açıklama

Tartışmanın öbür ucunda Justus Liebig duruyordu. Giessen'de bir organik kimya laboratuvarı kurup kimyacılar için sistematik bir eğitim başlatan Liebig, hayvan kimyası çalışmalarında fizyolojik süreçleri kimyasal tepkimeler olarak ele almış ve dönüşümleri elementlerin ve bileşiklerin laboratuvardaki özelliklerinden çıkarmıştır (Rosenfeld, 2003). Kataliz ve fermantasyon üzerine görüşleri onu Louis Pasteur ile bir tartışmanın içine sokmuştur (Rosenfeld, 2003).

Liebig'in yaklaşımının zayıf noktası da aynı kaynakta açıkça yazılıdır. Kuramları çekiciydi, ancak bir maddeyi kâğıt üzerinde atomların yerini değiştirerek başka bir maddeye dönüştürme yöntemi, elementlerin nasıl dizildiği henüz bilinmediği için spekülatif kalıyordu (Rosenfeld, 2003).

Pasteur'ün fermantasyona dönüşü

Moleküler kiralliği 1848'de keşfeden Pasteur, yaklaşık on yıl sonra araştırma yönünü değiştirip fermantasyonları incelemeye başladı (Gal, 2008). Bu dönüşte iki olayın payı büyük görünüyor: 1854'te fermantasyona dayalı üretimin önemli olduğu bir tarım ve sanayi bölgesindeki Lille Üniversitesi'ne atanması ve 1856'da pancardan alkol üretiminde sorun yaşayan yerel bir üreticinin yardım istemesi (Gal, 2008). Laktik asit ve alkol fermantasyonları üzerine çalışmaları 1856'nın sonunda böyle başladı (Gal, 2008).

Bir yan buluş doğrudan mantarlarla ilgili. 1857'de, anlatılana göre bir laboratuvar aksiliği sonucunda, amonyum tartratı tanımlanmamış mikroorganizmalarla beklettiği deneylerde (+)-tartarik asidin (−)-tartarik aside göre belirgin bir tercihle tüketildiğini buldu; 1860'ta aynı seçiciliği yaygın bir küf olan Penicillium glaucum'da da gösterdi (Gal, 2008).

Pasteur'ün fermantasyon hakkındaki ana iddiası netti. Fermantasyona odaklanan Pasteur onun canlı bir süreç olduğunu göstermiş, 1860'ta da oksijensiz yaşamı ve bütirik fermantasyondan sorumlu zorunlu anaerobları keşfetmiştir (Sebald ve ark., 1995). Steril besiyerinde saf tek kültür geliştirmesi mikrobiyolojinin bir bilim olarak kurulmasına yol açmış, bira, şarap ve alkol gibi ekonomik ağırlığı olan sanayi süreçlerinde yenilikler getirmiştir (Buchholz ve ark., 2013). Şarapların sterilizasyonu için önerdiği yöntem bugün pastörizasyon adıyla bilinir (Cavaillon ve ark., 2022). Saf kültürün bugünkü endüstriyel karşılığı ekmek mayası nasıl üretilir yazısında.

Hücre mi, hücrenin içindeki madde mi?

1850'ler ve 1860'larda mayaların mikrop olduğu ve alkol fermantasyonundan sorumlu tutulduğu kabul gördü; bu kabul, laktik asit fermantasyonunda ve başka fermantasyonlarda bakterilerin rolünün incelenmesine de yol açtı (Barnett, 2003). Yine de bir sorun çözülmemişti. Aynı dönemde mikropların kendi etkinliği ile hücre dışındaki enzimlerin etkinliğini birbirinden ayırmak zordu (Barnett, 2003).

1884 ile 1894 arasında Emil Fischer'in mayaların şekerleri nasıl kullandığını inceleyen çalışmaları, enzimlerin özgüllüğü ve enzim-substrat kompleksleri hakkında bir anlayış doğurdu (Barnett, 2003). Maya araştırmalarının tarihini bölüm bölüm anlatan dizinin 1880-1900 yıllarına ayrılan bölümü de başlığını Emil Fischer ile Eduard Buchner'in adlarından alır (Barnett ve ark., 2001).

Buchner ve hücresiz fermantasyon

Düğümü Eduard Buchner çözdü. Buchner (1860-1917), biyokimyasal süreçlerin illa canlı hücre gerektirmediğini, bu süreçleri özel katalizör maddelerin yürüttüğünü göstermiş, bu katalizörü zimaz diye adlandırmış ve 1907'de Nobel ödülü almıştır (Pai-Dhungat, 2025). Buchner böylece canlı hücrelerdeki süreçlerin saf kimya yasalarına ek olarak metafizik bir "yaşam gücü" (vis vitalis) gerektirdiği varsayımını çürüttü; enzimlerin biyolojik dönüşümlerin kimyasal temeli olduğu gösterildi (Buchholz ve ark., 2013).

Kısacası canlı hücre şart değildi; süreci hücrenin ürettiği katalizör madde yürütüyordu (Pai-Dhungat, 2025). Mayanın hücre içeriğinin bugün mutfakta nasıl bir ürüne dönüştüğünü maya özü nedir yazısında okuyabilirsiniz.

Enzim kinetiğine uzanan yol

Enzimle yürüyen tepkimelerin kinetiğini çözümleyen yöntemler ve eşitlikler 20. yüzyılın başında özellikle iki merkezde, Paris'te Victor Henri, Berlin'de ise Leonor Michaelis ile Maud Menten tarafından geliştirildi (Deichmann ve ark., 2014). Michaelis ile Menten'in 1913'te yayımlanan ve başlığı invertin etkisinin kinetiğini anan makalesi, Henri'nin analizini sağlam bir deneysel temele oturtmuş ve bugün hâlâ standart olan deney protokolünü tanımlamıştır (Deichmann ve ark., 2014).

Bu tarih de tartışmalı: derlemenin üç bölümünü yazanlar, Henri ile Michaelis ve Menten'in katkılarının göreli ağırlığında anlaşamadıklarını bilerek görünür bırakmıştır (Deichmann ve ark., 2014).

Tarihçiler bu kavgayı bugün nasıl okuyor

"Canlı mı, kimya mı" çerçevesi akılda kalıcı, ama tek okuma bu değil. On dokuzuncu yüzyıl yaşam bilimlerindeki dört tartışmayı, aralarında fermantasyonun doğası, cansız maddeden yaşamın doğup doğmadığı ve dirimselcilik sorusu olmak üzere, inceleyen bir çalışma bu tartışmaları biyolojiyi kimyaya indirgeme kavgası olarak okumayı reddeder; fermantasyon tartışmasının da aralarında bulunduğu üçünde kimya, tıp ve biyoloji arasında incelikli bir disiplinlerarası çalışma bulunduğunu savunur (Schummer, 2003).

Pasteur'ün kendi hikâyesi de yeniden okunuyor. Laboratuvar defterlerinin incelenmesi, tarihçilerin hayranlarının kurduğu efsane ile gerçek arasındaki farkları ayırt etmesini sağlamıştır (Cavaillon ve ark., 2022). Mayanın bu tartışmadan çok önce ekmek, bira ve şarapta bıraktığı izler için arkeolojide maya izleri yazısına, şıradaki maya topluluğunun bugünkü ekolojisi için şarap mayası nasıl çalışır yazısına göz atabilirsiniz.

Bilimsel referanslar

Barnett, J.A. (2003). Beginnings of microbiology and biochemistry: the contribution of yeast research. Microbiology (Reading), 149(Pt 3), 557-567. PMID 12634325. DOI 10.1099/mic.0.26089-0.

Barnett, J.A. et al. (2001). A history of research on yeasts 3: Emil Fischer, Eduard Buchner and their contemporaries, 1880-1900. Yeast, 18(4), 363-88. PMID 11223946. DOI 10.1002/1097-0061(20010315)18:4<363::AID-YEA677>3.0.CO;2-R.

Buchholz, K. et al. (2013). The roots--a short history of industrial microbiology and biotechnology. Appl Microbiol Biotechnol, 97(9), 3747-62. PMID 23504077. DOI 10.1007/s00253-013-4768-2.

Cavaillon, J.M. et al. (2022). Louis Pasteur: Between Myth and Reality. Biomolecules, 12(4), 596. PMID 35454184. DOI 10.3390/biom12040596.

Deichmann, U. et al. (2014). Commemorating the 1913 Michaelis-Menten paper Die Kinetik der Invertinwirkung: three perspectives. FEBS J, 281(2), 435-63. PMID 24180270. DOI 10.1111/febs.12598.

Gal, J. (2008). The discovery of biological enantioselectivity: Louis Pasteur and the fermentation of tartaric acid, 1857--a review and analysis 150 yr later. Chirality, 20(1), 5-19. PMID 17999436. DOI 10.1002/chir.20494.

Pai-Dhungat, J.V. (2025). Enzymes and Virus Protein Pioneers. J Assoc Physicians India, 73(3), 106. PMID 40087954. DOI 10.59556/japi.73.0867.

Rosenfeld, L. (2003). Justus Liebig and animal chemistry. Clin Chem, 49(10), 1696-707. PMID 14500604. DOI 10.1373/49.10.1696.

Schummer, J. (2003). Chemical versus biological explanations: interdisciplinarity and reductionism in the 19th century life sciences. Ann N Y Acad Sci, 988, 269-81. PMID 12796112. DOI 10.1111/j.1749-6632.2003.tb06108.x.

Sebald, M. et al. (1995). Pasteur, oxygen and the anaerobes revisited. Anaerobe, 1(1), 11-6. PMID 16887501. DOI 10.1016/s1075-9964(95)80353-x.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 10  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya