Dünya'da Yaşamın Nasıl Başladığının Sırrı...

Yazdır Dünya

Yaşam nasıl başladı? Bundan daha büyük bir soruyu hayal etmek bile güçtür. İnsan tarihinin büyük bir kısmında, insanların büyük bir kısmı "tanrı yaptı" şiarının bir versiyonuna inanmıştır. Bunun haricindeki hiçbir açıklama olası görülmemiştir. Bu, artık doğru değil. Geride bıraktığımız asırda birkaç bilim insanı yaşamın nasıl başladığını aydınlatmaya çalıştılar. Hatta laboratuvarlarında "Yaratılış" anını yeniden canlandırmaya çalıştılar: Amaçları; sıfırdan, yepyeni bir yaşam yaratmaktı. Şu ana kadar bunu başarabilen olmadı; ancak bu denemeler sayesinde çok fazla yol kat ettik. Günümüzde yaşamın başlangıcı üzerinde çalışan birçok bilim insanı doğru iz üzerinde olduklarından eminler - ve hatta bu iddialarını destekleyecek deneysel kanıtlara da sahipler.

 
Bu makalemizde okuyacağınız, bizlerin nihai kökenini keşfetmeye yönelik hikayemizdir. Takıntının, mücadelenin ve zeka dolu yaratıcılığın bir hikayesidir. Bu hikaye içerisinde, modern bilimin en büyük keşiflerinden bazılarıyla karşılaşacaksınız. Canlılığın başlangıcını anlama çabası, insanları gezegenimizin en uç köşelerine göndermiştir. Bazı bilim insanları bunu yaptıkları için "şeytan" olarak görülmüş, bazı diğerleri ise baskıcı totaliteryen devletlerin gölgesi altında araştırmalarını sürdürmek zorunda kalmıştır.
 
Bu, Dünya'da yaşamın doğumunun hikayesidir.
 
Dinozorlar, aslında oldukça yakın bir geçmişte yaşamışlardır. Dünya'daki 4 milyar yıla yakın bir tarihe sahip yaşamın yanında, 250 milyon yıl kadar önce evrimleşip 65 milyon yıl önce yok olan dinozorlar "birkaç ay önce yaşayıp yok olmuş" gibidir!
 
 
Yaşam, çok yaşlıdır. Dinozorlar, belki en meşhur "yok olmuş canlı grubu"durlar. İlk olarak 250 milyon yıl kadar önce evrimleşmişlerdir. Ancak yaşam, bundan çok daha eskidir.
 
Bildiğimiz en eski fosil, yaklaşık 3.5 milyar yıl öncesine aittir. Yani en yaşlı dinozorun var olduğu zaman diliminin günümüze olan mesafesinden 14 kat daha yaşlıdır! Ancak fosil kayıtları, muhtemelen 3.5 milyar yıl öncesinden çok daha geriye gitmektedir. Örneğin, Ağustos 2016'da yapılan bir araştırmacıda uzmanlar yaklaşık 3.7 milyar yıl öncesine ait, muhtemelen mikroplara ait fosiller keşfetmişlerdir.
 
Bu dalgalı desenlerin 3.7 milyar yaşındaki canlılara ait olduğu düşünülmektedir.
 
 
Dünya'nın kendisi bile, en yaşlı fosilden çok da yaşlı değildir. Gezegenimiz, 4.5 milyar yıl kadar önce oluşmuştur.
 
Eğer ki yaşamın Dünya üzerinde başladığını varsayacak olursak (ki bu, mantıklı bir varsayım gibi gözükmektedir), bu durumda yaşam, bildiğimiz en eski fosiller ile Dünya'nın oluşumu arasındaki 1 milyar yılda evrimleşmiş olmalıdır.
 
Ancak yaşamın sadece ne zaman başladığına dair tahmin aralığımızı daraltmakla kalmak zorunda değiliz. Aynı zamanda, neye benzediğini de tahmin edebiliriz.
 
Yaşam ağacı üzerindeki dalların birçoğu bakterilere aittir.
 
 
 
19. Yüzıl'dan bu yana biyologlar yaşamın "hücrelerden" oluştuğunu bilmektedir. Hücreler, çeşitli şekillerde ve boyutlarda olabilen, içlerinde canlı maddeyi barındıran ufak paketçiklerdir. Hücreler ilk olarak 17. Yüzyıl'da, mikroskoplar ilk defa icat edildiğinde keşfedilmiştir; ancak onların tüm yaşamın temeli olduğunu anlamamız 1 asır zaman almıştır.
 
Bir kedibalığı ya da Tyrannosaurus'a benzemediğinizi düşünebilirsiniz; ancak mikroskop altında hücrelerinize bakacak olursanız, bu canlıların hepsinin benzer yapılardan oluştuklarını göreceksiniz. Ufak tefek farklılıklarla birlikte, bitki ve mantarlar da öyle...

Ancak yeryüzünde açık ara farkla en fazla sayıda bulunan canlılar mikroorganizmalardır. Bunlar, tek bir hücreden oluşan canlılardır. Bakteriler, bunlar arasındaki en meşhur gruptur ve Dünya üzerinde her yerde bulunurlar.
 
Nisan 2016'da bilim insanları "yaşam ağacı" veya "Evrim Ağacı" dediğimiz ve Dünya üzerindeki tüm canlıları evrimsel akrabalık ilişkisi dahilinde birbirine bağlayan ağacın güncel bir versiyonunu yayınladılar. Bu ağaç sayesinde gördük ki, neredeyse dalların her biri bakterilere ait! Dahası, ağacın morfolojisi (şekli), tüm yaşamın ilk ortak atasının da bir bakteri olduğunu ileri sürüyor. Bir diğer deyişle, var olmuş, var olan ve var olacak her şey (buna siz de dahilsiniz), nihai olarak bir bakteriden evrimleşmiştir. Her birimizin en yaşlı "dedesi", bir bakteridir!
 
Bunu anlamak, bize şunu sağlamaktadır: Yaşamın kökeni problemini çok daha net bir şekilde tanımlayabiliriz. Dünya üzerinde 3.5 milyar yıl önce bulunan malzeme ve şartlardan başka hiçbir şey kullanmaksızın, bir hücre yaratmak zorundayız! Bu ne kadar zor olabilir ki?
 
Mikroorganizmaların yaşamı...
 
 
 
 
Bölüm 1: İlk Deneyler
 
Tarihin büyük bir kısmı boyunca kimse yaşamın nasıl başladığına dair sorular sormadı, çünkü cevap çok açık gibi gözüküyordu. 1800'lerden evvel birçok insan "vitalizm" denen bir şeye inanıyordu. Bu sağduyusal inanç, yaşayan her şeyin özel ve büyülü bir niteliğe sahip olduğunu ve bunun onları cansızlardan ayırdığına dayanıyordu. Vitalizm, çoğu zaman dini inançlar tarafından da destekleniyordu. İncil'e göre Tanrı insanı yaratırken ona "nefes üflemiştir". Ölümsüz ruh inancı, bir çeşit vitalizm inancıdır. 
 
Ancak bununla ilgili "ufak" bir sorun var: Vitalizm inancı, tamamiyle yanlıştır.
 
1800'lerin başında bilim insanları sadece yaşama özgü bazı yapılar keşfetmeye başladılar. Bunlardan birisi, idrar içerisinde bulunan üre idi. İlk olarak 1799 yılında kimyasal olarak izole edilmişti. Ancak bu, halen vitalizm ile uyumlu gözükmekteydi. Sadece canlı varlıklar bu kimyasalları üretebiliyor gibi gözüküyordu. Bu durumda belki de "yaşam enerjisi" ile dolulardı ve bu sayede bu özel kimyasalları üretebiliyorlardı?
 
Ancak 1828 yılında Alman kimyager Friedrich Wöhler, oldukça yaygın olarak bulunan bir kimyasal madde olan amonyum siyanattan üre yaratmayı başardı. Amonyum siyanatın canlılıkla hiçbir bağlantısı bulunmuyordu. Diğerleri de onun adımlarını izledi ve çok kısa sürede anlaşıldı ki, canlılığı yaratan kimyasalların hepsi, canlılıkla hiçbir alakası olmayan ve daha basit yapılı kimyasallardan yaratılabilmekteydi!
 
Friedrich Wöhler, vitalizm ve ruh anlayışına bilimsel darbeyi vurmayı başaran ilk bilim insanıdır.
 
 
Bu farkındalık, vitalizm inancının bilimsel bir konsept olmaktan çıkarmış ve onun sonu olmuştur. Ancak insanlar bu tip bir inançtan kurtulmak konusunda büyük zorluklar çekmişlerdir. Birçokları, yaşamın kimyasallarının "özel" hiçbir tarafı olmayışının, yaşamın büyülü doğasını yok ettiğini düşünmüştür. Bizleri, basitçe "makinalara" indirgediğini anlamıştır. Elbette, söylemeye gerek yok, bu gerçek kutsal sayılan kitaplarla çelişmekteydi.
 
Bilim insanları bile vitalizm inancından kolay kolay kurtulamamıştır. 1913 yılı gibi geç bir tarihte bile İngiliz biyokimyager Benjamin Moore, "biyotik enerji" adını verdiği bir teoriyi inadına bilim camiasına iteklemeye çalışıyordu. Bu teori, özünde vitalizmden farksızdı; sadece adı değiştirilmişti. Vitalizm fikri, beyinlerde çok sıkı bir yer etmişti ve kolay kolay gitmiyordu.
 
Günümüzde bile bu inanç hiç beklenmedik şekillerde karşımıza çıkmaktadır. Örneğin günümüzde halen bol miktarda bilimkurgu hikayesi insanın "yaşam enerjisinin" emilebileceği veya arttırılabileceği inancı üzerine inşa edilmiştir. Doctor Who'da Zamanın Efendileri tarafından kullanılan "rejenerasyon enerjisi" kavramını düşünün mesela... Eğer ki bu enerji miktarca azalırsa, doldurulabilecekleri bile iddia edilmektedir!
 
Yine de, 1828 yılından sonraki bilim insanlarının tanrıya yer bırakmaksızın yaşamın nasıl başladığının açıklanabileceğini düşünmeleri için yeterince güçlü sebepleri vardı. Ama yine de ayak dirediler. Yaşamın başlangıcı, kulağa her ne kadar araştırılması şart ve çok bariz bir konu gibi gelse de, yaşamın kökeninin gizemi on yıllar boyunca göz ardı edildi. Belki de herkes halen vitalizm inancına fazlasıyla sıkı bir şekilde bağlıydı ve bir türlü sonraki adımı atamıyorlardı.
 
Charles Darwin, yaşamın basit bir canlıdan ve ortak bir kökenden geldiğini ispatlamıştır.
 
 
Bunun yerine, 19. Yüzyıl'ın en büyük buluşu, Charles Darwin ve diğerleri tarafından geliştirilen Evrim Teorisi olmuştur. 1859 yılında yayınlanan Türlerin Kökeni isimli kitapta detaylandırılan Darwin'in teorisi, yeryüzündeki bu engin çeşitliliğin nasıl tek ve ortak bir atadan gelebileceğini açıklamayı başarmıştır. Canlıların tek tek ve ayrı olarak Tanrı tarafından yaratılması yerine, her birinin "milyonlarca yıl önce" yaşamış öncül bir canlıdan evrimleşerek bugünkü hallerini aldığını ortaya koymuştur. Bu ilk ve en basit ortak ataya, Evrensel Ortak Ata (EOA) denmektedir.
 
Bu fikir ilk etapta aşırı tartışmalı bulunmuştur. Neden? Çünkü İncil ile çelişmektedir. Darwin ve fikirleri akıl almaz düzeyde şiddetli bir tepkiyle karşılanmıştır. Özellikle de kızgın Hristiyanlar nedeniyle...
 
Ancak Evrim Teorisi, ilk canlının nasıl var olduğuna dair tek bir cümle bile sarf etmemiştir. Darwin, bunun çok temel bir soru olduğunu fark etmiştir; ancak belki de Kilise ile çok da takışmak istemediği için konuyu yalnızca 1871 yılında yazdığı bir mektupta tartışmıştır. Mektupta kullandığı heyecanlı dil, kendisinin de bu sorunun ne kadar temel ve önemli bir soru olduğunun farkında olduğunu göstermektedir:
 
"Peki eğer (ama ne büyük bir "eğer"!) ufak ve ılık bir su birikintisi hayal edebilirsek ve içerisinde her türlü amonyak, fosforik tuzlar, ışık, sıcaklık, elektrik ve diğer kimyasallar bulunsa, bir protein kimyasal olarak oluşabilir ve daha karmaşık değişikliklere doğru yol alabilir..."
 
Bir diğer deyişle, belki de ufak bir su birikintisi vardı, içi basit organik kimyasallarla doluydu ve gün ışığı alıyordu. Bu bileşiklerden bazıları yaşam-benzeri bir maddeyi, örneğin bir proteini oluşturmuş olabilir. Sonrasında bu, giderek daha karmaşık bir hal almış olabilir. 
 
Ama bu, epey yüzeysel bir fikirdir. Yine de bu basit düşünce, yaşamın nasıl başlamış olabileceğine dair ilk hipotezlerin temelini oluşturmuştur. 
 
Fikir, ilginç bir şekilde beklenmedik bir yerden gelmiştir. Bu tip cüretkar bir özgür düşüncenin, düşünce ve ifade özgürlüğünün bulunduğu demokratik bir ülkeden gelmesini bekleyebilirsiniz; mesela ABD gibi... Ancak yaşamın başlangıcına yönelik ilk hipotezler, oldukça totaliteryen ve özgür düşüncenin epey kısıtlı olduğu bir ülkeden gelmiştir: Sovyetler Birliği.
 
Stalin Rusyası'nda her şey devlet kontrolü altındadır. Buna insanların düşünceleri, hatta biyoloji gibi konulardaki düşünceleri de dahildir; her ne kadar komünist siyaset ile alakasız gibi gözüken konular olsa bile... Stalin'in meşhur hamlelerinden birisi, geleneksel genetik üzerine çalışan bilim insanlarını engellemesi olmuştur. Bunun yerine bir çiftçi olan Trofim Lysenko gibi insanların fikirleri ön plana çıkılmıştır. Bunun sebebi, bu kişilerin görüşlerinin komünist ideolojiyle daha uyumlu olmasıdır. Genetik üzerine çalışan bilim insanları, Lysenko'nun fikirlerini kabul etmeye zorlanmıştır - yoksa işçi kamplarına gönderilmekle tehdit edilmitşri.
 
İşte bu tip baskıcı bir ortamda Alexander Oparin biyokimya alanındaki çalışmalarını yürütmüştür. Bunu yapabilmesinin nedeni sadık bir komünist olmasıdır. Lysenko'nun fikirlerini desteklemiştir ve hatta Lenin Madalyası'na layık görülmüştür. Bu madalya, Sovyetler Birliği'nde yaşayan birinin erişebileceği en üst düzey madalyadır. 1924 yılında Oparin Yaşamın Kökeni isimli bir kitap yayınlamıştır. Bu kitap içerisinde, Darwin'in "ufak su birikintisine" dikkate değer miktarda benzer olan bir fikri savunmuştur.
 
Dünya yüzeyi soğudukça ilk okyanuslar oluşmaya başlamıştır.
 
 
Oparin, Dünya'nın yeni oluştuğu zamanları hayal etmiştir. Yüzey sıcaklıkları aşırı yüksektir, uzaydan gezegene kayalar yağmaktadır ve yüksek basınç altında gezegeni dövmektedir. Gezegen, içlerinde bolca kimyasal bulunan yarı erimiş kayalardan oluşan bir yapıdır. Bu kimyasalların başında da karbon gelmektedir. 
 
Nihayetinde Dünya yeterince soğuduğunda, su buharı da yoğunlaşarak sıvı suya dönüşmüştür ve ilk yağmurlar gezegen üzerinde düşmüştür. Kısa bir süre sonra ilk okyanuslar oluşmaya başlamıştır. Bunlar, sıcak ve karbon-temelli kimyasallarca zengin su birikintileridir. Bu noktada, şu 2 şeyden biri olabilir:
 
İlki, çeşitli kimyasallar birbiriyle etkileşerek birçok yeni bileşik oluşturabilirler. Bunlardan bazıları, diğerlerine göre daha karmaşık yapılı olabilir. Oparin, yaşamın merkezinde yer alan kimyasalların (örneğin şekerler ve aminoasitlerin) Dünya okyanuslarında oluşabileceğini varsaymıştır.
 
İkincisi, bu kimyasallardan bazıları mikroskobik yapılar oluşturmaya başlayabilir. Birçok organik kimyasal su içerisinde çözünmez. Örneğin yağ, suyun üzerinde bir tabaka oluşturur. Ancak bu kimyasalların bazıları suyla temas ettiklerinde, "koaservatlar" adı verilen küresel yapılar oluştururlar. Bu koaservatların boyutları kabaca 0.01 santimetre düzeyindedir.
 
Eğer ki koaservatları mikroskop altında inceleyecek olursanız, neredeyse "rahatsız edici miktarda" hücreler gibi davranırlar. Büyürler, şekil değiştirirler ve hatta bazen ikiye bölünürler. Ayrıca etraflarındaki su birikintisinden maddeler alabilirler, böylece yaşam için gerekli olan kimyasallar bu koaservatlar içerisinde hapsolabilir. Oparin, koaservatların modern hücrelerin atası olduğunu ileri sürmüştür.
 
Ondan 5 yıl sonra İngiliz biyolog J. B. S. Haldane, Oparin'den tamamen bağımsız bir şekilde çok benzer fikirleri, Rationalist Annual isimli dergide kısa bir makale olarak yayınlamıştır. Haldane, çoktan evrimsel teoriye bol miktarda katkı sağlamış bir bilim insanıdır. Darwin'in fikirlerini, yeni yükselen bir bilim dalı olan genetik ile birleştirmeyi başarmıştır. Ayrıca kişilik olarak da destansı ve epik bir karakterdir. Örneğin bir keresinde, düşük basınç odası içerisinde yaptığı deneyler sebebiyle kulak zarını delmeyi başarmıştır; ancak sonrasında şöyle yazmıştır:
 
"Kulak zarı genellikle iyileşir; ancak içerisindeki delik bazen orada kalabilir.  Bu durumda kişi artık sağır olsa da, en azından kulağından sigara dumanı üfleyebilir! Bu da sosyal bir beceri olarak görülmelidir."
 
Oparin gibi Haldane de organik kimyasalların su içersinde nasıl birikebileceğini izah etmiştir:
 
"İlkel okyanuslar, seyreltilmiş ve sıcak bir çorba kıvamına ulaşmıştır. Bu noktada 'ilk yaşam' ya da 'ilk yarı-yaşam' formları oluşmuştur. Bunların her biri, yağsı bir film tabakası içerisinde meydana gelmiştir."
 
İngiliz genetikçi JBS Haldane
 
 
 
6 Yorum