İlk Canlı ve Ortak Ata LUCA Ne Zaman Yaşadı?

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadıAstrobiyologlar Dünya’da yaşamın 4,5 milyar yıl önce ortaya çıkmış olabileceğini gösterdi. Yeni DNA analizine göre ilk canlı, büyük asteroitlerin çarptığı Geç Dönem Ağır Bombardıman başlamadan çok önce yaşadı. Peki bugünkü canlıların Son Evrensel Ortak Atası olan LUCA ne zaman ortaya çıktı?

İlk canlı ve LUCA

Konuya girmeden önce açıklayalım: Nasıl ki Gerçek Adem yazısında belirttiğim gibi kutsal kitaplarda yer alan Hz. Adem ile biyolojik Adem ile aynı kişi değil; Dünya’da yaşayan ilk canlı ile LUCA da aynı tür değil: İlk canlı dediğimiz şey, gezegenimizde ortaya çıkan ilk canlı türü.

Son evrensel ortak atamız olan LUCA ise bugün yaşayan bütün türlerin ortak atası. Büyük olasılıkla LUCA, canlılar sınıflandırmasında (taksonomi) neomura kladına ait canlı üst alemlerinden biri olan arkelerin atasıydı (Arkeler çekirdek zarı olmayan tek hücreli canlılar olup prokaryot grubuna aittir).

Nitekim bilim insanları yaptıkları son araştırmada, ilk canlılarının Dünya oluştuktan çok kısa bir sonra ortaya çıktığını gösterdiler. Ancak, 3,9 milyar yıl öncesine dek etkili olan asteroit bombardımanı yüzünden bunların soyu tükendi. Bizler daha sonra gelen ortak atadan, yani LUCA’dan geliyoruz.

İlgili yazı: Kodlama İçin En Gerekli 16 Programlama Dili

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Bugün yaşan tüm canlıların son ortak atası olan LUCA (soyu günümüze kalan en eski canlı türü) ilk canlı değildi. İlk canlılar, ilk hücrelerden bile önce geliyor. LUCA büyük olasılıkla arkelerin atasıydı. Sonuçta arkeler, bakterilerden eskidir.

 

İlk canlı ile başlayalım

Biyolog Nick Lane’in Yaşam Neden Var kitabında anlattığı gibi, Dünya yaklaşık 4,55 milyar yıl yaşında ve ilk canlılar, gezegenimiz soğuduktan hemen sonra ortaya çıkmış olabilir. Nitekim ilk göletlerin 4,5 milyar yıl önce; yani gezegenin doğumundan sonraki 50 milyon yıl içinde oluştuğunu düşünüyoruz.

Ancak bizler 2. dünyada yaşıyoruz

Size bir haberim var: Theia adlı Mars büyüklüğündeki bir gezegenimsi, 4,5 milyar yıl önce dünyaya çaptı ve ilk dünya yok oldu. Bugün yaşadığımız Dünya ile uydumuz Ay ise eski dünyanın kalıntılarından doğdu.

Eğer yaşam ilk 50 milyon yılda ortaya çıktıysa bu çarpışma sırasında yok oldu. Ardından, 600 milyon yıl süren yoğun bir asteroit bombardımanı yaşandı ve Dünya’ya 65 milyon yıl önce dinozorları yok eden asteroitten çok daha büyük göktaşları düştü.

Bu nedenle ilk canlılar Theia’dan sonra ortaya çıkmış olsa bile, bunlardan birinin LUCA olması ve soyunun günümüze kalması pek mümkün değil.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Theia çarpışması ile Dünya’nın yok olduğu ve yeniden doğduğu an. Bu çarpışma sırasında uydumuz Ay da oluştu.

 

Evrimden önce termodinamik vardı

Ayrıca Nick Lane, ilk canlılarının RNA ve DNA evrim geçirmeden önce; yani genetiğin ortaya çıkmasından önce belirdiğini söylüyor. MIT’de çalışmalarını sürdüren fizikçi Jeremy England’ın ortaya koyduğu bu teoriye göre yaşam ve evrim, termodinamik yasalarının doğal bir sonucudur.

Bununla birlikte yaşam genetik kod ve filogenetik ortaya çıkmadan önce vardı. İşte asıl bu nedenle ilk canlıların soyunun günümüze kalması mümkün değil; çünkü bu canlılar RNA olmadığı için soyunu gelecek kuşaklara aktaramıyordu.

Öyleyse son evrensel ortak ata olan LUCA, filogenetik (genetik soy) ve dolayısıyla evrim ortaya çıktıktan sonra gelişerek soyunu günümüze aktarabilmiş olan ilk canlıdır. Artık terimleri netleştirdiğimize göre astrobiyolojiye geçebiliriz.

İlgili yazı: Gerçek Adem: ilk insan ne zaman yaşadı?

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Dünya’nın ilk jeolojik devri olan Hades Devri sırasında gezegen lav denizleriyle kaplıydı. Theia çarpışmasından sonra da yerkabuğunun katılaşması zaman aldı. Ancak, yerkabuğu çok hızlı bir şekilde katılaşarak sularla kaplandı.

 

Neden astrobiyoloji?

Astrobiyoloji gökcisimlerinde yaşamın şartlarını araştıran ve Dünya dışında yaşam arayan astrofizik alanına verilen isim. Bu alanda hem biyologlar hem astrofizikçiler çalışıyor. Örneğin, Mars’ta yaşam arayan bilim insanları genellikle astrobiyologların arasından çıkıyor.

Ayrıca uzayda yaşam aramak için önce Dünya’da hayatın nasıl ortaya çıktığını bilmemiz gerekiyor. İşte İngiltere’deki Bristol Üniversitesi’nden filogenetikçi Daniele Pisani ve ekibi de LUCA’nın geç dönem asteroit bombardımanı başlamadan önce (4,1 milyar yıl önce) yaşamış olabileceğini göstererek bu konuda önemli bir adım attı.

Neden önemli?

Bugüne dek LUCA’nın geç dönem bombardımandan dönemi kapandıktan sonra (3,9 milyar yıl önce) yaşadığını sanıyorduk. Bunun sebebi, Dünya’nın ilk jeolojik devri olan Hades Devri’nde yerkabuğunun uzun bir süre boyunca sıcak olduğunu ve lav denizleriyle kaplı olduğunu düşünmemizdi.

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Dünya’nın ikinci jeolojik devri Arkeyan 4,23 milyar yıl önce başladı. Bu dönemde gezegen denizlerle kaplandı. Yaşam ilk göletlerin tabanında ve sığ deniz diplerindeki alkalin menfezlerde oluştu. LUCA bu sırada ortaya çıkmış olabilir. 4,23-3,9 milyar yıl önce.

 

Oysa Nick Lane geldi

2004 yılında, biyokimyacı Nick Lane, Hades döneminin kısa sürdüğünü söyledi. Dahası bu devrin sonuna doğru yerkabuğunun donarak Dünya’nın yaşama elverişli ılıman bir iklime kavuştuğunu gösteren jeoloji araştırmalarından yola çıktı. Öyleyse yaşam da sanılandan önce ortaya çıkmış olabilirdi.

Nitekim son 15 yılda yapılan araştırmalar, bugünkü dünya ile Ay oluştuktan sonra, Yeryüzü’nün çok kısa sürede soğuduğunu ve hızla denizlerle kaplandığını gösteriyor. Öyle ki ikinci jeolojik devir olan ve 4,23 milyar yıl önce başlayan Arkeyan Devri’nde Dünya çoktan ılık sığ denizlerle kaplıydı.

Nick Lane ve meslektaşları da LUCA adlı mikroorganizmanın, ılıman deniz diplerindeki alkalin menfezlerde ortaya çıktığını düşünüyor. Ancak, alkalin menfezleri National Geographic belgesellerindeki hidrotermal bacalarla karıştırmayın:

Biyokimya açısından bakarsak yaşamın hidrotermal bacalarda ortaya çıkması zor; çünkü bunlar açık ekosistemler ve bacalardan önce Dünya’da yaşam olmasını gerektiriyorlar.

LUCA peşinde

Dünya’daki en eski fosil bulundu yazısında belirttiğim gibi, jeologlar Kanada’nın eski kayalarının mikroskobik gözeneklerinde 4,2 milyar yaşında tüp solucanı fosilleri buldular. Daniele Pisani ve ekibi de işte bu bulguları kimyasal ve morfolojik (biçimsel farklılıklar) açısından analiz ederek LUCA’yı arıyorlar.

İlgili yazı: Japonya 2050 için Mini Uzay Asansörü Test Ediyor

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

2017 yılında araştırmacılar, Kanada’nın Quebec eyaletindeki Nuvvuagittuq kuşağında 4,2 milyar yaşında tüp solucanı fosilleri bulduklarını duyurdular.

 

LUCA 4,5 milyar yaşında

Asıl sürpriz bu: Denizlerin 4,23 milyar yıl önce ortaya çıktığını biliyoruz. Sonuçta Dünya’daki suyun dörtte birini kuyrukluyıldızlar getirdi. Geri kalanı da Theia çarpışmasından sonra tekrar oluşan yerkabuğundaki yanardağların püskürmesiyle su buharı olarak yüzeye çıktı.

Biz de yaşamın oluşması için bol miktarda su gerektiğinden yola çıkarak LUCA’nın en çok 4,23 milyar önce belirdiğini düşünebiliriz.

Oysa Daniele Pisani ve ekibi, yaşam ağacında ortak olan 29 DNA kodunu kullanarak genetik bilgisayar analizi yaptıkları zaman (elimizde bu kadar eski fosil kanıtları olmadığı halde), LUCA’nın 4,5 milyar yıl önce ortaya çıkmış olduğu sonucuna vardılar!

Kısacası LUCA, neredeyse ilk canlılar kadar eskiydi. Dahası yoğun asteroit bombardımanı altındaki cılız denizlerde ortaya çıkmıştı. Bu da yaşamın en zor şartlarda bile oluşabileceğini gösteriyor.

Çığır açan sonuçlar

Bugünkü Mars bile 4,5 milyar yıl önceki Dünya kadar vahşi bir yer değil (süper ince atmosferinin olumsuz etkisini saymazsak). Üstelik 4,5 milyar yıl önce Mars büyük olasılıkla denizlerle kaplı olan ılıman bir yerdi. Hatta Dünya’dan önce Mars atmosferinde oksijen vardı. Öyleyse bırakın ilk canlıyı, LUCA bile Dünya ile aşağı yukarı yaşıtsa yaşam da evrende çok yaygın olabilir!

İlgili yazı: Titanic Enkazı 20 Yılda Yok Olacak

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Olası Nuvvuagittuq fosilleri bu kayalarda bulundu.

 

Sakin olalım

Ancak, bilimsel araştırmalarda matematiksel analizlerin yeterli olmadığını hatırlamalıyız. Bilimin ampirik olduğunu, yani deney ve gözlemlere dayandığını unutmamalıyız: Elimizde 4,5 milyar yıl öncesine ait bir LUCA fosili yok.

Almanya’nın Dusseldorf şehrindeki Heinrich-Heine Üniversitesi’nden William Martin’in dediği gibi, ilk denizler 4,23 milyar yıl önce ortaya çıktı. 4,5 milyar önce ancak göletler var olabilirdi. Matematiksel LUCA’nın gerçekten 4,23 milyar yıldan yaşlı olduğunu ise fosiller ele verecek. Tabii bulursak:

Fosil demişken Dünya’da kıtalar kayıyor. Bu nedenle 4,5 milyar yaşındaki kayalar çoktan yerkabuğunun altında 3000 km derine batarak yok olmuş olmalı. Bu sebeple LUCA geriye fosil bırakmış olsa dahi bu fosilleri bulmamız mümkün olmayabilir. LUCA ne zaman yaşadı sorusu cevapsız kalabilir.

Ancak elimizde 4 milyar yıl önceden kaldığı öne sürülen bakteri fosilleri var. Öyleyse Dünya’nın en eski fosillerine bakarak LUCA’yı arayalım:

İlgili yazı: Konutlar İçin Ucuz Güneş Enerjisi Rehberi

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Batı Avustralya, Pilbara. Burası eski bir kayıp kıtanın kalıntılarını ve dolayısıyla 3 milyar yıllık olası bakteri fosillerini barındırıyor.

 

İlk yaşam tartışmaları

En eski arkelere yönelik bilimsel araştırmalar 1992’de başladı. O yıl California Üniversitesi, Los Angeles kampüsünden William Schopf, Batı Avustralya’nın Pilbara bölgesinde bulunan kayalardaki mikroskobik zincirlerin arke fosili olduğunu söyledi.

Gerçi bunların bakterilerden de eski olan arke fosilleri olduğuna inanmayan çok sayıda bilim insanı var. Sonuçta bir molekülün inorganik yollarla oluşabildiğini gösterdiğimiz sürece bakteri fosili olduğuna inanmamayı tercih ediyoruz (işi sağlamak almak ve hata yapmamak için).

Ya gerçek fosiller?

Bununla birlikte yine Batı Avustralya’nın Köpekbalığı Körfezi’nde bulunan stromatolit kalıntılarının ise 3,8 milyar yıl öncesinden kalma bakteri fosilleri olduğundan oldukça eminiz. İri kaya parçalarına benzeyen taşlaşmış stromatolitleri eskiden yaşamış ve siyanür soluyan bakterilerin ürettiğini düşünüyoruz. Bunlar sığ sulardaki tortullar ve akarsuların taşıdığı alüvyonlarda yaşıyordu.

İlgili yazı: Mobil İnternette Video İzleme Rehberi

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Olası Pilbara fosilleri bu kayalarda bulundu ve bunlar eski arkelerin kalıntıları olabilir.

 

Gerçek fosilleri nasıl saptarız

En sık kullanılan yöntem karbon ve sülfür atomlarının radyoaktif izotoplarına bakmak: Örneğin, canlılar vücutlarını hafif karbon atomlarından inşa etmeyi yeğliyor (ağır karbon radyoaktif sonuçta). Böylece kayalardaki karbon 13’ün (ağır karbon), karbon 12’ye oranına bakarak bu kayalarda bakterilerin yaşadığını gösterebiliriz.

Ancak, bunu milyonlarca yıl eskiyi ölçemeyen ve sadece birkaç yüz bin yılla sınırlı olan karbon 14 tarihlemesi ile karıştırmayalım. 3,5-4 milyar yıl önceki olası fosilleri tarihlemek için yarı ömrü çok daha uzun olan Karbon 13’ü kullanmalıyız.

Buna benzer şekilde ölü bakteri izleri sülfür izotoplarıyla da belli oluyor. Ancak, karbon ve sülfürü analiz etmek için kayaları öğütmek gerekiyor. Bu da işleri zorlaştırıyor. Öyle ki yaşam izleri bulsak bile, bunların gerçekten 4 milyar yıllık kaya gözeneklerine ait olduğundan emin olamıyoruz. Sonuçta kaya tozundaki kimyasal yaşam izleri günümüz bakterilerine ait olabilir!

Dahası Dünya’ya çarpan asteroitlerin kimyası da 4 milyar yaşındaki yerkabuğundan farklı oluyor. Bu sebeple radyoaktif sülfür ve karbon oranındaki farklılığın ilk canlılara mı, yoksa uzay kayalarına mı ait olduğu sorusu açıkta kalıyor.

İlgili yazı: Kepler Dünya’ya En Çok Benzeyen Gezegeni Buldu

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Yaklaşık 4 milyar yaşındaki batık bir kıtanın son kalıntıları olan Pilbara kratonu. Büyütmek için tıklayın.

 

Bu sorunu nasıl çözeriz?

Lazer ışınları kullanabiliriz! Düşük güçteki lazer ışınlarını 4 milyar yıllık mikroskobik kaya gözeneklerine tutarsak ve direkt bu gözeneklerde organik kimya izleri bulursak bunların gerçekten de bakteri fosili olma ihtimali artacaktır.

Her durumda lazer analizleri başladı ve Avustralya’daki Pilbaro kratonunda (antik kıta kalıntısı) bulunan Strelley Pool tortullarındaki gözeneklerin gerçekten bakteri fosili olabileceğini gösterdi. Kısacası 1992’den beri bunların bakteri fosili olduğunu söyleyen William Schopf nihayet haklı çıkabilir.

Sonuçta Pilbaro kratonu 3,5 milyar yıldır depremler, volkanizma ve kıtaların kaymasıyla pek değişmedi. Keza, Avustralya’daki Büyük Set Resifi’nde bulunan 3,43 milyar yıllık bazı stromatolit kayaları da son ortak ata LUCA’dan sonra gelen ilk bakterilerin kalıntısı olabilir.

Nitekim bunların bir kısmına mikroskopla bakınca yuvarlak ve mercimek şekilli delikler göreceğiz. Bakterilere ait olabilecek şekiller.

Peki oksijen var mı?

Tabii ki var. İster siyanür soluyun ister metan üretin, Dünya’daki bütün canlılar besinleri yakmak için bir şekilde oksijen kullanıyor (buna redoks süreci diyoruz). Pisani de sadece 29 DNA kodunu matematiksel olarak analiz etmekle kalmadı. Aynı zamanda eski kayalarda yüksek oranda azot ve oksijen buldu. Bu da kayalarda hava soluyan canlı kalıntıları olduğu ihtimalini güçlendirdi.

İlgili yazı: 180 Resimde Varoluşun Kısa Tarihi

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Avustralya’daki Strelley Pool tortullarında 3,5 milyar yıllık bakteri fosilleri olabilir. Büyütmek için tıklayın.

 

Dresser formasyonu

Yine de ister mikroskobik gözenek olsun, ister karbon 13-sülfür-asot-oksijen izleri; bin dolaylı kanıt bir kesin kanıt etmez. Bu sebeple Avustralya’daki Dresser formasyonu dahil, bulduğumuz bütün organik kayaların gerçekten bakteri fosili olduğunu öne süremeyiz.

Ancak, bütün bu 3,5-4 milyar yıllık fosil adayı kayaların yanardağ kalderalarının yanındaki (büyük kraterler) sıcak su kaynakları, ılıca ve kaplıcalarda; yani Pamukkale benzeri göletlerde bulunuyor olması, stromatolitlerin antik bakteri fosili olduğu tezini destekliyor.

İlgili yazı: Güneş Sisteminde Hayata Uygun 8 Okyanus Dünyası Var

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Deniz diplerindeki hidrotermal bacalar soğuk suyu ısıtarak ve volkanik kökenli minerallerle zenginleştirerek canlıları besliyor. Hidrotermal baca kolonileri içindeki en ünlü canlılar kırmızı beyaz tüp solucanları. Ancak, yaşam hidrotermal bacalarda ortaya çıkmış olamaz; çünkü bu bacalarda yaşayan türler, denizde ölen canlıların dibe çöken kalıntılarına muhtaç.

 

Bilinen en eski canlı

Geçen yıl Londra University College’dan Matthew Dodd ve ekibi, Kanada’nın Quebec eyaletindeki Nuvvuagittuq kuşağında buldukları kayaları 3,77 ila 4,28 milyar yıl öncesine tarihlediler. Bu kayalardaki mikroskobik hematit tüplerinin de deniz altındaki hidrotermal volkanik bacalarda yaşamış olan kadim tüp solucanları kalıntısı olduğunu öne sürdüler.

LUCA’ya geri dönersek

Her ne kadar Nick Lane, ilk canlıların volkanik bacalar yerine deniz diplerindeki alkalin menfezlerde ortaya çıktığını söylese de bugünkü canlıların son ortak atası olan LUCA, çok daha sonra oluşan hidrotermal volkanik bacalarda ortaya çıkmış olabilir. Belki de LUCA eski deniz altı bacalarında yaşamış olan bir bakteri veya arkedir.

Peki bilim insanları bu kadar kanıta hâlâ neden inanmıyor derseniz başkalaşım yüzünden diyebilirim: Quebec’teki kadim kayalar defalarca yüksek ısı ve basınç altında kalarak başkalaşım geçirdi. Bu sebeple mikroskobik gözeneklerin bakteriler yerine başkalaşımla meydana gelmiş olması mümkün.

Jeologlar bu sebeple Grönland’da bulunan 3,7 milyar yıl yaşındaki Isua yeşil şist (diyorit) taşı kuşağındaki izlerin de bakteri fosili olduğuna inanmıyor; ama az başkalaşım geçiren bazı kayaçların fosil olabileceğini de inkar etmiyor.

İlgili yazı: İnsan ve Doğada Evrimi Gösteren 5 Kanıt

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Deniz dibindeki hidrotermal bacalarda yaşan tüp solucanları.

 

Yine de kanıtlar birikiyor

Astrobiyolog ve yerbilimciler LUCA arayışından vazgeçmiyor: Son olarak Kopenhag Üniversitesi’nden Tue Hassenkam ile ekibi Grönland, Isua’daki kayaları kızılötesi tayfölçerle inceledi ve kayalardaki kristal lal taşlarının iç katmanlarında iyi korunmuş olan karmaşık organik moleküller buldu.

Buna ek olarak Pilbara’nın güneyindeki Jack Hills’de bulunan zirkon kristallerinde de bakteri gövdelerinde bulunan hafif karbon izotopları saptandı. Sonuçta bütün bu varsayımlara inanacak olursanız çoktan 4,1 milyar yıllık bakteri fosilleri bulmuş olduğumuzu söyleyebilirseniz.

İlgili yazı: 1 Milyar Yıllık Kayıp Kıtalar Bulundu

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Okyanus diplerindeki hidrotermal bacalarda biyokimyasal döngü. Büyütmek için tıklayın.

 

Pisani hemoglobine baktı

İşte Bristol Üniversitesi’nden Pisani ve ekibinin 29 DNA koduna yönelik analizi burada devreye giriyor ve neyin yanlış alarm, neyin gerçek fosil olduğunu anlamamızı; yani LUCA’yı bulmayı kolaylaştırıyor: Pisani bunun için insan kanındaki alyuvarların oksijen taşımasını sağlayan ve demir atomları içeren hemoglobin molekülüne baktı.

Sonuçta insanlarla şempanzelerin hemoglobin genlerinde biraz fark var. İnsan ile kurbağalar arasında daha çok fark var ve gen farkı uzak akrabalarla geriye gittikçe artıyor. Hatta hemoglobin genlerindeki değişikliği eskiyi gösteren genetik bir saat olarak kullanabilir ve bu genlerin izini, 4 milyar yıldan eski LUCA adayı olası bakteri fosillerine kadar sürebiliriz.

Pisani işte bu moleküler saate bakarak bugünkü canlıların son ortak atası olan LUCA’nın 4,5 milyar yıl önce yaşadığını söyledi.

Aman yanlış olmasın

Sonuçta hemoglobin genlerinin eskiye doğru değişiklik gösterme hızı türden türe değişiyor. Bu hız, soyu tükenmiş olan dinozorlar gibi eski türlerin yaşadığı iklim şartlarına ve coğrafyaya göre değişiyor. Örneğin, kuşlardaki hemoglobin genleri 1 milyar yıllık bakterilere insan genlerinden daha çok benziyor olabilir. Peki LUCA arayışındaki DNA analiz çalışmalarında bu sorunu nasıl çözeriz?

İlgili yazı: Jüpiter Çevresinde 12 Yeni Uydu Bulundu

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

LUCA bugün yaşan tüm canlıların (arke, bakteri ve ökaryottan oluşan 3 üst alemin) son ortak atasıdır. Ancak yaşam evrimden önce vardı ve ilk canlı (asla bilemeyecek olsak da) LUCA’dan önce yaşadı. Yaşam ağacını büyütmek için tıklayın.

 

Esnek moleküler saat ile

Pisani ve ekibi de bugünkü canlılarda en yaygın olan ve dolayısıyla da LUCA’ya ait olma ihtimali en yüksek olan 29 DNA genini bu tür evrimsel hız değişimi vakalarını hesaba katan özel bir yazılım algoritmasıyla analiz etti. Bu algoritmayı da evrim ağacındaki filogenetik kanıtlara göre kendi elleriyle yazdı.

Theia’nın gelişi

Her ne kadar dünyadaki ilk canlı Theia gezegenimize çarpmadan önce ortaya çıkmış olabilecekse de bunun konumuzla ilgisi yok; çünkü eski dünya yok oldu. Büyük ihtimalle tümüyle buharlaştıktan sonra Theia buharıyla karışıp yeniden oluştu.

Sonuçta Theia dünyayı baştan yarattı ve tümüyle strelize ederek gerçekten ilk canlıların bize uzaylılar kadar yabancı olmasını sağladı. Bu nedenle biz de Theia’nın çarptığı 4,52 milyar yıl öncesini milat olarak alıyoruz.

Kısacası Dünya’da ilk canlı 4,5 milyar yıl önceden önce ortaya çıkamaz; çünkü yeni oluşan Dünya’nın da soğuması ve lav denizleriyle kaplı olan kabuğunun katılaşması lazım. Bunun ardından da yaşama uygun ilk sıcak göletlerin ortaya çıkması gerek.

İlgili yazı: 1 milyar yıl sonra Dünya gezegenine ne olacak?

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Bakteri ve arke fosilleri üzerinde yapılan genetik testler tüm canlıların son ortak atası LUCA’nın 4,5 milyar yıl önce, Dünya oluştuktan hemen sonra ortaya çıktığını gösteriyor.

 

Sonuç olarak

Pisani LUCA için iki noktaya baktı: 1) Dünya’da ilk canlının ortaya çıkmış olabileceği en erken tarih (4,5 milyar yıl önce) ve 2) Dünya’da ökaryotların; yani çekirdek zarlı modern hücrelerin ortaya çıkmış olabileceği en geç tarih. Bunun için de Kuzey Çin’deki Ga Çangçeng kaya formasyonunu baz aldı.

Büyük sürpriz

Özetle esnek moleküler saat LUCA’nın 4,5 milyar yıl önce belirdiğini gösterdi; yani gezegenin yeniden oluşmasından sadece 20 milyon yıl sonra. Ancak bu alt sınır: LUCA en geç 3,9 milyar yıl önce ortaya çıkmış da olabilir.

Oysa yazının başında belirttiğim gibi LUCA’dan önce gelen canlıların Theia çarpışmasından sadece 20 milyon yıl sonra; yani yerkabuğu soğur soğumaz ortaya çıkmış olabileceğini görüyoruz.

Bu da Nick Lane ve Jeremy England’ın savunduğu şekilde yaşamın RNA, DNA, filogenetik ve dolayısıyla evrimden çok önce; termodinamik süreçlerin doğal sonucu olarak ortaya çıkmış olabileceğini gösteriyor. Madem öyle, o zaman uzayda yaşam çok yaygın olmalı. İnanmayan LUCA’ya baksın:

İlgili yazı: Kuyrukluyıldız Dünya’ya Nasıl Hayat Taşıdı?

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Metanojen ve diğer anaerobik solunum süreçleri. Büyütmek için tıklayın.

 

LUCA neye benziyordu?

Ünlü kurgusal detektif Sherlock Holmes yaşamın kökenlerini arıyor olsaydı LUCA’yla ilgili ilginç sonuçlara varacaktı: Pisani ve ekibinin analizlerini tekrarlasaydı bugün yaşayan iki ana bakteri grubunun 3,4 milyar yıl önce belirdiğini, ondan evvel sadece arkelerin atalarının yaşadığını görecekti.

LUCA’nın asteroti bombardımanına rağmen oksijensiz sığ sularda yaşadığını da görecekti. Bu durumda LUCA bir metanojendi; yani oksijensiz (anaerobik) solunum yapıyordu.

Bu organizmalar ya karbondioksitle moleküler hidrojeni bağlayıp metan ve su üreterek besleniyor (CO2 + 4 H2 → CH4 + 2 H2O) ya da asetik asidi bölüp metan ve karbondioksit üreterek yaşıyor (CH3COOH → CH4 + CO2). LUCA büyük olasılıkla birinci yöntemi kullanıyordu.

Metanojenlerin modern torunları olan günümüz arkeleri de kaplıcalar ve deniz dibindeki hidrotermal bacalarda yaşıyor. LUCA’nn da benzer ortamlarda yaşadığını düşünüyoruz.

İlgili yazı: Dünya Gezegeni Çakıl Taşından Nasıl Oluştu?

İlk-canlı-LUCA-ne-zaman-yaşadı

Sağda Europa, solda Enceladus. Enceladus aslında Europa’dan çok küçük. Resimde büyütülmüş olarak görünüyor.

 

Europa ve Enceladus

İşin ilginci Jüpiter’in uydusu Europa ve Satürn’ün uydusu Enceladus’un kalın buz tabakasının altında derin okyanuslar var. Bu okyanusların kimyası da Dünya denizlerine benziyor; yani az tuzlu ve ılık sular. Ilık olmalarının sebebi ise deniz tabanındaki hidrotermal bacalar.

LUCA Dünya’da ağır asteroit bombardımanı altındaki sıcak su göletlerinde belirdiyse Europa ve Enceladus’un okyanus diplerindeki hidrotermal bacalar ve alkalin menfezlerde de ortaya çıkmış olabilir.

Aslında Güneş Sistemi’nde Dünya’dan 3-16 kat daha fazla su içeren tam sekiz okyanus dünyası var ve onlar da keşfedilmeyi bekliyor. Peki matematiksel DNA analizine göre, evrende yaşamın en erken 9,7 milyar yıl önce ortaya çıkmış olabileceğini biliyor musunuz? Keyifli okumalar.

LUCA nasıl ve nerede yaşıyordu?


1Integrated genomic and fossil evidence illuminates life’s early evolution and eukaryote origin
2Elements of Eoarchean life trapped in mineral inclusions
3Evidence for early life in Earth’s oldest hydrothermal vent precipitates
4Earliest signs of life on land preserved in ca. 3.5 Ga hot spring deposits
5Chemical nature of the 3.4 Ga Strelley Pool microfossils (direct download)
624 – Atlas of Representative Proterozoic Microfossils

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir