Kuyrukluyıldız Dünya’ya Nasıl Hayat Taşıdı?

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrimHayat neden var sorusuna yanıt vermenin en iyi yolu Dünya’da hayatın nasıl ortaya çıktığını bulmak. Güneş Sistemi ile Dünyamız uzaydaki gaz ve toz bulutlarından oluştuğuna göre bunun yanıtı uzayda yatıyor. Rosetta sondası kuyrukluyıldız 67P’de hayatın temeli olan aminoasit molekülleri buldu.

Uzaydan Dünya’ya hayat nakli

Bilim insanları her zaman Dünya’da hayatın nasıl ortaya çıktığına dair ipuçlarını arıyor ve Mayıs sonunda yaptıkları duyuruda, Rosetta sondasının ziyaret ettiği Filai aracının indirdiği 67P kuyrukluyıldızında glisin denilen bir aminoasit molekülü bulduklarını söylediler.

Glisin hücrelerimizde insan vücudunun yapıtaşı olan proteinlerin üretiminde kullanılıyor ve bildiğimiz anlamda hayatın ana organik bileşenlerinden biri!

İlgili yazı: Ahtapot DNA’sı Uzaylı mı?

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Rosetta sondası kuyrukluyıldız 67P’yi ziyaret etti, hayatın kaynağı olan organik moleküller buldu.

 

Yaşam neden var?

Dünya’da hayatın neden ve nasıl ortaya çıktığı sorusu, bir köken sorusu olarak çok önemli ve bunu hem blogda hayatın termodinamik kökenlerini anlatan yazımda hem de Popular Science Türkiye Temmuz 2016 sayısında farklı açılardan ele aldım.

Ancak sorunun cevabını henüz kesin olarak bilmiyoruz ve hayatın temeli olan organik bileşiklerin uzayda nasıl oluştuğuna dair yeni keşifler yapmaya devam ediyoruz. Ben de “Hayat neden var?” yazı dizimizin şimdi okuduğunuz üçüncü bölümünde, kuyrukluyıldız 67P ve kardeşlerinin hayatın ham maddesi olan molekülleri Dünya’ya nasıl taşıdığını anlatıyorum.

Bu kapsamlı yazıda yaşamın kökenini araştıran ünlü biyolog Nick Lane’in Koç Yayınları’ndan çıkan Yaşam Neden Var? kitap incelemesini ve hayatın kökenine dair yeni mitokondri enerji teorisini bulacaksınız. Öyleyse hemen başlayalım!

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Router Modem

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Kanguru gibi yavrusunu üstünde taşıdı. Filai 67P’ye inip numune aldı.

 

Kuyrukluyıldız gerçeği

Dünya’da hayatın nasıl geliştiğine dair oldukça yeterli bilgiye sahibiz; ama hayatın bileşenleri olan organik molekülerin birleşerek ilk canlı hücreleri nasıl oluşturduğunu bilmiyoruz. Kısacası hayatın Dünya’da nasıl ortaya çıktığını bilmiyoruz, fakat bilim insanları bu moleküllerin uzaydan gelen ve Dünya’ya çarpan kuyrukluyıldız ve asteroitler tarafından getirildiğini düşünüyorlar.

Bugüne kadar uzayda böyle pek az molekül bulduk; ama Mayıs sonunda durum değişti ve astronomlar Science Advances (Bilimsel Gelişmeler) dergisinde yayınladıkları makalede, Rosetta sondasındaki aygıtların kuyrukluyıldız 67P yüzeyinde glisin adlı bir aminoasit bulduğunu yazdılar.

Üstelik glisin kendisini üretmek için gereken iki temel molekülle, yani metalamin ve etilaminle birlikte bulunmuştu. Doğrusu bu da Avrupa Uzay dairesi (ESA) tarafından kuyrukluyıldız 67P’ye gönderilen Rosetta (Reşit) uzay sondasının en büyük keşfi oldu.

İlgili yazı: DNA Katlama Sanatı >> DNA’da gizli yeni veri katmanı keşfedildi: Epigenetik kod

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Solda Rosetta, sağda Filai, altta 67P.

 

Uzayda fosfor

Uzayı bırakıp Dünya’daki haberleri biraz olsun takip ediyorsanız her yıl “Dünya toprağında fosfor tükeniyor, bu sebeple yakında gezegende tarım yapmak ve tahıl yetiştirmek imkansız olacak, herkes açlıktan ölecek” senaryosunu dile getiren sahte haberlere denk geliyor olabilirsiniz.

Bunun sebebi fosforun Dünya’da hayatın varlığı için gerekli olması; ama korkmayın, fosfor tükenmeyecek, fosfor döngüsü kullanılan fosforun yerine yenisini koyuyor. Ancak asıl bomba haber uzayda fosfor bulmak!

Neden derseniz fosfor hücrelerimizde insanın genetik kodu olan DNA molekülünü oluşturmakta ve diğer birçok biyolojik faaliyette kullanılıyor. Bu nedenle kuyrukluyıldız 67P’de fosfor ve glisin bulmak hayatın bileşenlerinin uzaydan geldiği tezini güçlendiriyor.

İlgili yazı: DNA Yeniden Yazılıyor >> İnsan DNA’sına Yeni Harfler Ekleniyor, Sentetik İnsan Geliyor

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Rosetta 67P’de glisin amino asidini (altta) ve birleşip onu oluşturan iki temel molekülü buldu.

 

Aman yanlış olmasın!

Uzayda fosfor bulmak ilk olsa da bu glisinin ilk sabıkası değil. 🙂 2009 yılında bir grup araştırmacı Kuyrukluyıldız Wild 2’nin kuyruğundan toz örnekleri alan Stardust sondasının numunelerine bakınca glisin amino asidi buldular. Ancak bu numunelerde problem vardı:

Bilim insanlarının tespit ettiği glisinin bir kısmının Dünya’dan gelmiş olması söz konusuydu. Bunlar Stardust sondasını uzaya fırlatırken araca bulaşmış olmalıydı. Rosetta bulgularında ise böyle bir sorun yok; çünkü Rosetta kuyrukluyıldız 67P’ye gelene kadar yapılan ölçümlerde hiç glisin tespit etmedi.

İlgili yazı: Yapay Kaslı İnsana Benzer Robot

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Stardust sondasının Wild 2 kuyrukluyıldızından aldığı numuneler 2009’da Dünya’da incelendi ve onlarda da glisin bulundu, ama bu glisin fırlatma sırasında Dünya’dan uzay aracına bulaşmış olabilir.

 

Neden glisin?

İnsan vücudundaki hücrelerin ait olduğu ökaryot hücre grubu protein üretmek için 21 farklı amino asit kullanıyor. Bunların bir kısmını vücudumuz sentezliyor, bir kısmını da besinlerden alıyoruz. Öyleyse diğer amino asitler varken uzayda glisin bulmak neden bu kadar önemli?

Öncelikle glisin amino asitlerin içinde en basit olanı. Bu basit molekülün Dünya gibi hayata elverişli bir gezegen yerine uzayda ortaya çıkması çok daha kolay. Üstelik sırf basit olduğu için diğer amino asitlerin yapıtaşı olabilir.

İlgili yazı: Kalp Nakli İçin Canlı Vatoz Robot

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Bu durumda Dünya’nın suyunu ve hayatın bileşenlerini olan organik molekülleri kuyrukluyıldız ve asteroitler getirdi.

 

Susuz amino asit

Peki glisinin sıvı su olmadan oluşabildiğini biliyor muydunuz? Eh uzay boşluğunda Büyük Okyanus yok! Glisinin bulunduğu kuyrukluyıldız 67P de tıpkı Güneş Sistemi’nin bebekliği gibi soğuk ve kuru bir ortam: Elmas gezegenlerde anlattığım gibi Güneş Sistemi’nde su molekülleri sonradan ortaya çıktı.

Özetle Rosetta gösterdi ki uzayda hayatın bileşenleri var ve bunların oluşması için suya ihtiyaç yok! Bu da uzayda hayatın başka güneş sistemlerinde de ortaya çıktığı ihtimalini güçlendiriyor ve Herkes nerede? Sorusunu kısmen cevaplıyor.

Ayrıca kuyrukluyıldız ve asteroitler Dünya’ya organik moleküller getirmişse diğer güneş sistemlerindeki dış gezegenlere de getirmiş olabilirler. Ancak, Mass Effect video oyununda Krogan Wrex’in dediği gibi bu hikaye daha yeni başlıyor:

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Bilim insanları 67P’nin maketini yaptılar ve Dünya’da test ettiler. Tabii tam ölçekli değil!

 

Yapay kuyrukluyıldıza nükleer bombardıman

Bilim insanları Rosetta’nın kuyrukluyıldız 67P’de organik molekül bulmasına çok sevindiler; ama hayatın uzayda ortaya çıkması büyük bir iddia olduğu için bulguları Dünya’da test etmeye karar verdiler.

Bilim insanları laboratuarda maket kuyrukluyıldız yaptılar. Elbette resimdeki gibi Los Angeles şehrini yanında cüce bırakan 67P’nin tam ölçekli maketini yapmaları imkansızdı, ama kuyrukluyıldız yüzeyindeki toprağın benzerini üretip bir kaba koymaları mümkündü.

Öyle yaptılar ve kaptaki molekülleri nükleer bomba radyasyonuna benzer şekilde Güneş’in morötesi radyasyonuna maruz bıraktılar. Uzayda Dünya’nın koruyucu atmosferi olmadığı için laboratuarda radyasyon üretmek amacıyla özel bir ışın tabancası geliştirmeleri gerekti.

İlgili yazı: Güneş Sistemi’ndeki Kayıp 9. Gezegen ve Kardeşleri

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

4 milyar yıl önce RNA dünyası: Bu teoriye göre DNA’dan önce RNA vardı. Hayat önce RNA ile ortaya çıktı, DNA ise RNA’dan türedi.

 

Sonuç? RNA’nın R’sini ürettiler

Bunu anlamak için hayatın kökenine dair RNA Dünyası teorisine kısaca göz atalım. Buna göre Dünya’da DNA ortaya çıkmadan önce RNA organik molekülü vardı ve DNA, RNA’dan türedi.

Bilim insanları kuyrukluyıldız 67P toprağının benzerini radyasyona tutunca RNA molekülünün R harfine karşılık gelen riboz şekerini üretmeyi başardılar. Bu da hayatın ilk genetik kodu olduğu düşünülen RNA molekülünün en azından kısmen Güneş Sistemi’ndeki kuyrukluyıldızlarda kendiliğinden ortaya çıkabileceğini gösteriyordu.

Nice Sophia Antipolis Üniversitesi’nde doçent olan Cornelia Meinert konuyla ilgili açıklamasında, “RNA Dünyası tezini kanıtlayan bir delil bulduk” diyor. Radyasyonu genç Güneş Sistemi’ne göre ayarlayan Meinert riboz oluşmasına sevindiğini gizlemiyor: “Hayat öncesi evrimde ribozun varlığı hayatın ortaya çıkması için gerekliydi.”

İlgili yazı: NASA hayat aramak için Titan Uydusuna Denizaltı Gönderiyor

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

1953’te Miller ve Urey Dünya’da hayat çorbası pişirmeye çalıştılar. 4 milyar yıl önce olduğu gibi.

 

Hayat çorbası pişirmek

Dünya’da hayatın neden ortaya çıktığı zor bir soru, çünkü Dünya kuyrukluyıldız ve asteroitlerin çarpışmasıyla oluştu ki bu sırada yerkabuğu suyun buharlaşacağı kadar sıcaktı. Kısacası hayattan önce gelen ve ileride hayatı oluşturacak olan moleküllerin Dünya’da ortaya çıkması neredeyse imkansızdı.

Bilim insanları bu yüzden hayatın temeli olan bileşiklerin önce nispeten soğuk kuyrukluyıldızlarda güvenle oluştuğunu ve daha sonra kuyrukluyıldız çarpışmalarıyla Dünya’ya geldiğini söylüyorlar. Ancak bunun için iki soruyu yanıtlamak zorundalar:

1) İlk organik moleküller kuyrukluyıldız yüzende nasıl oluştu? 2) Kuyrukluyıldız Dünya’ya çarpınca oluşan ateş topundaki yüksek sıcaklıkta bu moleküller nasıl bozulmadan kaldı? İşte 67P yüzeyinde glisin ve fosfor bulunması bu yüzden önem taşıyor.

Basit bir amino asit olan glisin ve fosfor çarpışmadan kurtulup Dünya’yı kaplamış ve gezegenimiz yeterince soğuyup göktaşı bombardımanı sona erdiği zaman, DNA’nın öncüsü olan RNA’yı oluşturmuş olabilir.

İlgili yazı: Dünyanın En Büyük Radyo Teleskopu FAST uzaylı uygarlıkları arayacak

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Hayat Evren’de ilk nerede ortaya çıktı? Dünya’da mı? Uzayda mı?

 

Kimyasal çorba

Ta 1960’larda hayatın bileşenlerini içeren özel bir karışıma elektrik vererek yaşam oluşturmaya çalışan Miller ve Urey deneylerinden beri kimyasal çorba kavramına aşinayız. Ancak, yapay kuyrukluyıldızı radyasyona tutan Meinert bile çorbada bu kadar çok molekül oluşacağını düşünmemişti.

Meinert “Çok sayıda farklı molekül içeren çok karmaşık bir numuneyle karşılaştık” diyor. “Bu yüzden de kimyasal çorbadaki organik bileşikleri tek tek tespit edip tanımlamamız epey zor oldu.” Sizlere bu detayı aktarmamın sebebi deneyde hiç beklenmedik moleküllerin de oluşması.

İşte bu beklenmedik moleküller Dünya’da göktaşı bombardımanı sırasında yaşamın bileşenlerinin nasıl ortaya çıktığını sürpriz yollarla açıklayabilir. Belki de hayat yerkabuğunda hiç aklımıza gelmeyen moleküllerle ve hiç tahmin etmediğimiz kimyasal reaksiyonlarla ortaya çıktı.

İlgili yazı: Juno Jüpiter’e Ulaştı: 10 resimde Juno seferi

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Kuyrukluyıldız muamması

Uzayda hayat aramak gerçekten kolay değil. Mars’ı bir kenara koyun, Rosetta’nın Filai yüzey aracı kuyrukluyıldız 67p de bile RNA’nın başında duran riboz şekerini bulamadı.

Filai’ın Kuyrukluyıldız Örnekleme ve Bileşim Belirleme Deney Aygıtı (COSAC) gaz renkölçeri kullanarak gökcismindeki toprağı analiz etti ve 67P’de 16 farklı molekül buldu. Ancak bunların hiçbiri doğrudan hayatın bileşenleri değildi.

Yine de burada büyük bir talihsizlik yaşandığını belirtmemiz lazım: Filai aracı kuyrukluyıldıza başarılı bir iniş gerçekleştirmedi. Yere tutunmasını sağlayacak kazıklar tam oturmayınca Filai 67P üzerinde top gibi birkaç kez sektikten sonra yana devrildi. Bu sebeple de kuyrukluyıldızdan yeterli numune alıp analiz edemedi.

Bilim insanları işte bu yüzden Dünya’da yapay kuyrukluyıldız tespit ettiler ve Filai’ın göremediği ama kuyrukluyıldızda bulunma ihtimali olan moleküllerin Güneş Sistemi’nin ilk yıllarında Güneş radyasyonu ile kendiliğinden ortaya çıkıp çıkmayacağını görmek istediler. Hiç beklemedikleri kadar çok molekül görünce sevinçten havaya uçtular.

İlgili yazı: Dünyanın Derinliklerinde Yeraltı Okyanusu Bulundu

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Dünya ilk oluştuğunda resimdeki gezegen gibi sıcaktı. Bu durumda hayat Dünya soğuyunca kuyrukluyıldızlardan gelen taze moleküllerle ortaya çıkmış olabilir.

 

Asıl sürprize gelince

Bildiğiniz gibi Güneş Sistemi’nde sadece kuyrukluyıldız yok. Aynı zaman da buzlu asteroitler de var ve 67P kuyrukluyıldızının kimyasal bileşimi bu asteroitlere çok benziyor. Hatta deneydeki kimyasal reaksiyonlar asteroit deneylerine çok benziyor!

Kısacası hem kuyrukluyıldız hem de asteroitlerin Dünya’ya hayatın bileşeni olan organik molekülleri taşımış olması ihtimali artırıyor. Bu da hayatın uzaydan gelmiş olmasını kolaylaştırıyor.

Hatta eski Dünya atmosferinde ozon tabakası olmadığı morötesi (UV) radyasyon, uzaydan göktaşıyla gelen basit moleküllerin, Dünya kabuğunda RNA’nın başında bulunan riboz şekerine dönüşmüş olmasını sağlayabilir.

İlgili yazı: Dünyada Neden Deprem Oluyor?

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Hayat oyununu değiştiren kitap

Bugüne dek hayatın kökenini anlatan birçok kitap okudum, ama hiçbiri Nick Lane’nin hayatın termodinamik kökeni varsayımını ele alan son kitabı kadar çarpıcı değildi.

Koç Yayınları’ndan çıkan Yaşam Neden Var’da Nick Lane yaşamın kökenini ve evrimini tıpkı MIT fizikçisi Jeremy England gibi termodinamik enerji optimizasyonuna bağlıyor.

Canlı organizmaların enerjiyi en verimli şekilde kullanmak üzere evrim geçirmiş olan termodinamik bir optimizasyon makinesi (enerji tasarrufu odaklı makineler) olduğu teorisini önceki bölümde anlattık. Bu bölümde termodinamiğin evrim teorisine nasıl uygulandığını ele alıyoruz.

İlgili yazı: Güneş Yaşlanıyor: Güneş Lekeleri Kayboluyor

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Mitokondri.

 

Evrim değil termodinamik

Nick Lane’e göre evrim dediğimiz şey canlıların ortam şartlarında hayatta kalmak için bir yandan yeni beceriler geliştirirken, diğer yandan da daha ez enerji kullanarak daha çok iş yapacak şekilde genetik mutasyon geçirmesi olarak tanımlanabilir.

Örneğin insan türü sadece mevcut iklim şartlarına değil, gelecekte değişecek iklim şartlarına da uyum sağlamak için evrim geçirdi ve büyük bir beyin geliştirdi. Bu beyin sayesinde dünya simülasyonları yapmayı, yani hayatını önceden planlayıp programlamayı öğrendi.

Sonuçta buz çağında yaşamak için kalorifer, çöl sıcağında yaşamak için de klima icat etti. Her ne kadar küresel ısınma felaketine yol açsa da bir anlamda iklimden ve çevre şartlarından bağımsızlığını ilan etti. İnsanlık teknoloji denilen akıllı tasarımla evrime yön vermeyi öğrendi (halk arasındaki tabirle GDO’lu ürünlerle bunu yapıyoruz).

İlgili yazı: Güneş Yüzeyini Kaplayan Dev Kara Delik

Thermodynamics

 

Neden ölüyoruz?

Hayat neden var sorusunun bir bileşeni de burada yatıyor: Neden ölüyoruz? Ölümsüzlük kontrolsüz nüfus artışı ile Dünya kaynaklarının tükenmesine ve açlıkla savaşlara yol açacaktır; ama tabiatın bunu önlemek için bizi öldürdüğünü düşünmek ters mantık olur.

Ölüyoruz, çünkü uzun ömürlü veya ölümsüz olmak için evrim geçirmedik. Bunu telafi etmek için ürüyoruz ve üremeyi telafi ederek sayımızı kontrol altına almak amacıyla ölüyoruz. Evrim süreci yaşlanmayı ve ölümü genlerimize kodladı.

İlgili yazı: 7 Adımda Yeni Tesla Yol Haritası

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Ölümlülük felsefesi

Nick Lane’e göre bunun sebebi termodinamik optimizasyon, yani enerji tasarrufu. Yoksa insan vücudunu ölümsüz kılmak teoride kolay: Tek yapacağımız şey vücudun her gün 18 yaşındaki bir delikanlı gibi yaşamasını sağlamak, her gün hücreleri 18 yaşındaki bir genç kız gibi yenilemek.

Oysa teknolojinin olmadığı yıllarda doğal kaynaklar kıttı ve doğa iki şeyin farkına vardı: 1) Teknoloji olmadan nüfus artışı kıtlık getirir ve bu sebeple üremeyi ölümle kontrol altına almalı. 2) İnsan vücudunu ölümsüz kılmak ölümlü insan yaratmaktan daha fazla enerji gerektiriyor, yani daha maliyetli.

Elbette evrimin aklı yok, evrim süreci akıllı tasarım değil. Ancak, termodinamik bize doğal sistemlerin her zaman enerjiyi en verimli ve dengeli kullanacak şekilde evrim geçirdiğini söylüyor. Bu nedenle Dünya gezegeninde ölümsüzlük yerine ölümlülüğün evrim geçirerek ortaya çıkması daha kolaydı.

İlgili yazı: Özgür İnternet için TOR’dan 10 Kat Hızlı Riffle

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Güzel felsefe

Ancak bu haliyle bırakırsak sadece felsefe. Bu teorinin bilimsel değer taşıması için tekrarlanabilen deney ve gözlemlerle kanıtlanması gerekiyor. Biyolog Nick Lane de hayatın kökenine dair Yaşam neden Var kitabında bunu yapıyor ve işi mitokondri enerji tüketimine bağlıyor.

Buna göre, insan vücudundaki hücrelerin enerji fabrikası olan mitokondri organeli (küçük organ), örneğin kuşların mitokondrisi kadar verimli çalışmıyor. Biz de biliyoruz ki küçük canlıların metabolizması insandan daha hızlı çalışıyor. Bu da vücudun yıpranmasını ve yaşlanmayı hızlandırıyor.

Örneğin, kuşların kalbi insandan çok daha hızlı atıyor ve birçok kuş türüyle fare insanlar kadar uzun yaşamıyor. Öte yandan Amazon papağanlarının 50 – 70 yıl yaşadığını biliyoruz. Bu da Nick Lane’in belirttiği üzere, kuşların yüksek metabolizma hızına göre oldukça uzun yaşadığını gösteriyor.

Kitabında biyolojide son 20 yılda kaydedilen, yani bizim okullarımızda öğretilmeyen gelişmeleri derleyen Nick Lane, kuş mitokondrisinin enerjiyi insan mitokondrisinden daha verimli kullandığını gösterdi. Bu yüzden kuş vücudu daha az eskiyor, yani daha yavaş yaşlanıyor dedi.

İlgili yazı: Stephen Hawking Evrenin Haritasını Çıkarıyor

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Yeni teoriye göre hayat okyanus sırtlarındaki derin deniz hidrotermal bacalarının yanında, onların sağladığı ısı ve besinlerle ortaya çıktı.

 

Biyoenerji

Reiki’yi, karmayı bilmem; ama insan mitokondrisinin elektrokimyasal enerji kullandığını biliyorum. Biyologların biyoenerjiden anladığı bu: Buna beslenme, protein sentezleme, enerji üretme, solunum yapma ve atıkları vücuttan dışarı atma anlamında metabolizma kimyası da diyebiliriz.

Bir organizma yaşamak ve soyunu sürdürmek için üç şeyi yapmak zorunda: 1) Hücre zarı olacak ki kendini çevreden ayırsın. 2) Genetik kodunu saklayacak ki yarın öbür gün üremeyi becersin. 3) Yaşlanmadan üreyecek ki ölmeden çoğalsın.

Bu noktada hücre zarı mikropları, sıcağı, soğuğu dışarı tutarak organizmayı olumsuz dış etkilerden koruyor. İnsan derisinin nefes alması ve besin borusu gibi imkanlarla dışarıdan gıda alarak beslenmeyi sağlıyor. Solunum süreci besinleri parçalayarak canlıları yaşatan enerji üretimini mümkün kılıyor.

Hücre çekirdeği ise genetik kodu koruyor, hücrenin çoğalmasına ve aynı zamanda protein sentezleyerek vücudu desteklemesine izin veriyor.

İlgili yazı: Fizikte Kriz: Süpersimetri CERN Testini Geçemedi

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Bugün soğuk ve karanlık sularda hidrotermal bacalarla ısınan ve beslenen canlılar var. Örneğin şu kırmızı-beyaz kurtlar.

 

Enerji tasarrufu kritik

University College London’da evrimsel biyokimya araştırmaları yürüten Profesör Lane’e göre, biyolojide bu resmi açıklamanın tek yolu hücreleri termodinamik evrim makinesi olarak düşünmek. Ancak Lane kitabında sadece yaşlanmaya odaklanmıyor.

Aynı zamanda “Erkek ve dişi olarak neden iki ayrı cinsiyet var?” sorusunu sorup eşeyli üremeyi ele alıyor. Buna ek olarak insan hücrelerindeki mitokondri DNA’sının neden sadece anneden geldiğini, bağışıklık sisteminin erkek mitokondri DNA’sını ana karnındaki bebekte neden yok ettiğini araştırıyor.

Nick Lane, insan mitokondrisinin çok sade bir genetik koda sahip olmasını da enerji optimizasyonu açısından açıklıyor.

Mitokondri eskiden ayrı bir bakteriydi, ama son 1,7 ila 2 milyar yıl içinde ökaryot hücrelerin içine girerek enerji üreten bir organele dönüştü. Bununla birlikte 1500 mitokondri geninden geriye sadece 13 protein kodlayan gen kaldı. Peki neden? Detaylar için Lane’in kitabını okumalısınız fakat özeti burada:

İlgili yazı: Geleceğin Otomobili >> Renk değiştiren sürücüsüz elektrikli araba

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Bilim insanları yapay kuyrukluyıldız toprağını radyasyona tutunca hayatın kaynağı olan pek çok organik bileşiğin ortaya çıktığını gördüler.

 

Hayatın başlangıcına dönüş

Nick Lane bütün bu soruları yanıtlamak için Dünya’da hayatın ortaya çıkışına dair teorileri ele alıyor. Ancak, teorileri her zaman deneyle kanıtlamak istediği için “İnsan kanında oksijen taşımayı sağlayan alyuvarlarda neden demir içeren hemoglobin molekülü var?” gibi soruları da yanıtlıyor.

Solunuma imkan veren bu temel enzimde demir sülfür olmasını deniz diplerindeki hidrotermal volkanik bacalara bağlıyor. Bu teoriye göre, hayat hidrojen bakımından zengin molekülleri denize boşaltan volkanik derin deniz bacalarında ortaya çıkmış olabilir.

Bacaları oluşturan gözenekli mineraller kritik kimyasal reaksiyonları hızlandırarak karmaşık organik bileşiklerin üretilmesini hızlandırmış olmalı. Isı enerjisi ve kimyasal enerji sağlayan derin deniz bacaları bugün de karanlık deniz diplerinde canlıları hayatta tutarak besliyor.

İlgili yazı: Suda giden ve şekil değiştiren araba

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Kuşların mitokondrisi insan mitokondrisinden daha verimli çalışıyor. Bu yüzden kuşlar metabolizma hızına oranla insanlardan daha uzun ömürlü.

 

Hayatın kaynağı

Kıtaların kaymasına bağlı olarak bugün Atlantik Okyanus tabanındaki Orta Atlantik sırtında çok sayıda hidrotermal baca bulunuyor. Bunlar okyanus tabanının altındaki magmanın ısıttığı yüksek basınçlı gazları suya veriyor.

Güneş ışığının ulaşmadığı ve klasik deniz besin zincirinin mümkün olmadığı soğuk ve karanlık derinliklerde yaşayan canlılar bu bacaların boşalttığı zengin minerallerle besleniyor. Nick Lane’e göre hayat Dünya’da milyarlarca yıl önce bu bacaların çevresinde oluştu.

Kanımızda solunum için demir sülfür bulunması da bunun kanıtı; çünkü bacalar bu kimyasalı denize bolca akıtıyor: Eldeki malzeme buydu.

İlgili yazı: 12 Adımda Evren Nasıl Oluştu

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

Ölümsüz su ayısı.

 

Ölümün kaynağı

İnsan vücudundaki ökaryot hücrelere enerji veren mitokondri bu bacaların yakınında ortaya çıktı ve onların püskürttüğü kimyasal maddelerden oluştu. Bu sebeple kimyasal enerji üretme yöntemlerinden sadece birini, yani hidrotermal bacaların yanında mümkün olan en kolay yöntemi seçti ve bu tercih de organizmalarda yaşlanmanın ortaya çıkmasını sağladı.

Dünya’da hayat başka bir şekilde ortaya çıksaydı ortalama insan ömrü bugün daha uzun olabilirdi. Nitekim su ayısı dediğimiz omurgasız mikroskobik canlıların kayısı gibi kuruduktan sonra az su verince yeniden canlandığını biliyoruz ve bunu 3000 yaşındaki su ayılarında denedik.

Kısacası ölümsüzlük evrim sürecinde bazı şartlar altında ortaya çıkabiliyor, fakat bu seçenek insan evriminin bir parçası olmadı.

İlgili yazı: Dinozorların Sessiz Gecesi

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Seksin kaynağı

Nick Lane seksin genetik bir telafi mekanizması olduğunu söylüyor. Bize erkek ve dişi lazımdı, çünkü insanın memeli ve nihayet sürüngen atalarına hayat veren mitokondri organeli cinsiyetsiz olarak bölünüp çoğalan bir bakteriydi.

Oysa canlıların ortam şartlarına uyum sağlayarak evrim geçirmesi için anne-babadan gelen genleri karıştırarak rastlantısal mutasyon oranını artırmaya ve böylece yarın öbür gün değişecek olan iklim şartlarına kolayca uyum sağlayacak mutant canlılar üreten bir üreme sisteme ihtiyacı var.

Özetle seks iyi genleri tutup kötü genleri çocukların vücudundan atmanın iyi bir yolu. Yoksa bugün insanlarda kanser gibi ölümcül kalıtsal hastalıklar daha sık görülür ve bu da türümüzün devamlılığını tehlikeye atardı.

İlgili yazı: Neden Sevişiyoruz?

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Neden anneden geçiyor?

Neden mitokondri genleri sadece anneden geçiyor? Bunun sebebi kadınların ömür boyu yaklaşık 400 yumurta üretmesi.  Erkekler ise ömür boyu 526 milyar sperm üretiyor ve bu süreçte sürekli mitokondri geni kopyalıyor. Bu da zararlı mutasyonların artması demek.

İnsana enerji veren mitokondri organelinin genleri babadan geçseydi çocuklar genellikle sakat doğar ve türün devamlılığı yine tehlikeye girerdi.

İlgili yazı: Yapay Seks

kuyrukluyıldız-nick_lane-yaşam_neden_var-hayat-evrim

 

Hayatın sonu

Nick Lane kitabında hayatın termodinamik enerji tasarrufu sebebiyle Dünya gibi yaşama elverişli bir gezegende kaçınılmaz olarak ortaya çıkacağını gösteriyor. Peki biz ne yapıyoruz? Geçmişten ve kuş mitokondrisinden ders alıp enerjiyi tasarrufu yapmak yerine fosil yakıtlarla küresel ısınmayı hızlandırıyoruz.

Demek ki insan türü küresel ısınma nedeniyle yok olacaksa bunun asıl nedeni yağmacı çekirge sürüsü mantığıyla evrim geçirmiş beyinlerimizin geçmişten ders almayı bilmemesi. Bunu çözmek için de akıllı tasarımla teknolojiyi ve ahlak duygumuzu geliştirerek evrimsel eksikliklerimizi gidermemiz ve dünyayı yağmalamadan daha adil yaşamayı öğrenmemiz gerekiyor.

Ahlak sadece iyilik etmek değildir. Dünya nüfusunun 7 milyar 300 milyonu aştığı günümüzde, aynı zamanda hayatımızı sürdürmek için gereken yardımseverlik temelli bir termodinamik optimizasyon stratejisidir.

1Ribose and related sugars from ultraviolet irradiation of interstellar ice analogs

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*