Canlı Gibi Davranan Cansız Parçacıklar Üretmeye Adım Adım...

Laboratuvar ortamında yeni sentezlenen ve şaşırtıcı derecede canlılık benzeri özellikler taşıyan kristal yapıları, 3.8 milyar yıl öncesindeki ilkin canlılığın yeniden, laboratuvar ortamında yaratılabilmesi açısından önem taşıyor.

Esasında parçacıklar biyolojik anlamda canlı değiller; ancak canlılıktan çok uzak olduklarını söylemek de doğru olmaz. Bu kristaller, belli tip ışığa maruz kaldıkları zaman birleşerek yapısal olarak büyüyüp, kimyasallarla beslendiklerinde hareket etmeye başlıyorlar ve hatta bölünerek yeni kombinasyonlarla, yeni formlar oluşturuyorlar.

Science dergisinde 31 Ocak'ta yayınlanan araştırmayı yapanlar arasında bulunan, New York Üniversitesi Biyofizik Bölümü'nden Jeremie Palacci, şunları söylüyor:

Canlılık ile cansızlık, aktif ile aktif olmayan arasında çok bulanık bir çizgi var. Bizim kristallerimiz, canlılık ile cansızlık arasındaki bu çizgide bulunuyor. Benzer çalışmalar da, tam olarak bu çizginin sorgulanmasından doğan sorulardan kaynaklanıyor.

Esasında araştırma alanında ilk değil, "Kendi kendine organizasyon" başlığı altında yapılan sayısız araştırmadan temel alıyor. Tıpkı bir balık ya da kuş sürüsünün hareketleri sırasında birbirleriyle koordine şekilde hareket etmeleri, şekil değiştirmeleri, bölünmeleri ve yeniden birleşmeleri gibi, cansız parçacıklar da doğru kimyasal koşullar sağlandığında, organize bir şekilde hareket edebiliyorlar, birleşebiliyorlar, bölünebiliyorlar, hareket edebiliyorlar. Hatta daha önce yapılan araştırmalarda, cansız parçacıkların "kendilerini hareket ettirmeye yarayan kimyasallara" yöneldikleri bile tespit edilmişti, tıpkı canlıların "kendilerini hareket ettirmeye yarayan" besin kaynaklarına yönelmeleri gibi...

Palacci ve ekip arkadaşı Paul Chaikin'in ürettikleri parçacıkların her biri mikroskobik yapıda, kübik bir hematitten oluşuyor. Bu kimyasal içerisinde demir ve oksijen bulunuyor ve küresel bir polimer zırhı içerisinde bulunuyor. Bir noktada ise açıklık bulunuyor, böylece demir ve oksijen dış ortamla etkileşime girebiliyor.

Mavi ışığın belirli dalgaboylarında, hematit elektriği iletebilmeye başlıyor. Parçacıklar, mavi ışık altında hidrojen perokside batırıldığında, açık olan bölgelerde kimyasal tepkimeler başlıyor. Hidrojen peroksit parçalandıkça, yapı içerisinde konsantrasyon (derişim, yoğunluk) farkları oluşuyor. Parçacıklar, bu yoğunluk farkları boyunca hareket edebiliyorlar ve en dip noktalarda, bir araya gelerek daha büyük yapılar oluşturabiliyorlar.

Her ne kadar rastgele oluşan kuvvetler bu yapıları parçalasa da, yeniden birleşebiliyorlar. Bu hareket, ışık var olduğu sürece devam ediyor, ışık durduğunda ise parçacıklar bu hareketlerini sonlandırıyorlar.

Aslında bu araştırmanın amacı, bireysel hareketlerin bir araya getirilmesi sonucunda nasıl bütün yapının davranışlarının etkilenebileceğini ve kolektif davranışların oluşabileceğini göstermektir. Ancak bu araştırmaların, canlılığın başlangıcında, inorganik kimyasalların da benzer ve basit hareketler, birleşmeler ve ayrılmalar sonucunda ilk organik molekülleri ve organize yapıları oluşturmaları hakkındaki çıkarımları da göz ardı edilemez öneme sahiptir. Palacci, konuyla ilgili şunları söylüyor:

Burada, basit ve sentetik; ancak aktif bir sistem yarattık. Sadece bunları kullanarak, canlı sistemlerin bazı özelliklerini cansızlık üzerinde oluşturabiliyoruz. Bunların, bizim sistemimizi canlı kıldığını düşünmüyorum elbette. Ancak bu ve benzeri araştırmalar, canlılık ile cansızlık arasındaki farkın belirsiz olduğunu bir kere daha gösteriyor.

Chaikin ise konuya paralel olarak şunları aktarıyor:

Yaşamın temel koşullarını belirlemek güç; ancak metabolizma, hareket etme becerisi ve kendi kendini kopyalama en önemliler ve en temel olanlar arasında sayılabilir. Bizim sistemimizde ilk ikisi bulunuyor, yalnızca üçüncüsü henüz yok.

Bilim insanları, yaşamın yapıtaşı olan organik ve bazı inorganik moleküllerin de, yaşamın başlangıcında bu şekilde, bir arada bulunduğunu ve belirli koşulların etkisi altında bir araya gelerek, dağılarak, hareket ederek nihayetinde ilkin canlılık benzeri yapıları oluşturduğunu düşünüyorlar. Öyle ki, milyonlarca yıllık süreç içerisinde oluşan bazı formlar, kendilerini kopyalama becerisi elde etmiş dahi olabilirler. Çünkü yapılarında genetik malzeme bulunan canlıların, rastgele oluşan mutasyonlar sebebiyle oluşturdukları farklı formlar, yepyeni özellikler kazanabilecek şekilde doğal seçilime tabi kalabilirler. Bu da, cansızlıktan canlılığın oluşabilme ihtimalinin son derece güçlü olduğunu göstermektedir.

Şu anda, Palacci ve Chaikin'in laboratuvarında, yeni bir parçacık üzerinde çalışılıyor. Bu parçacığın metabolizması var ve kendi kendini kopyalayabiliyor; ancak henüz hareket edemiyor. Bu çalışmalar sonucunda, ilk canlıların en temel özelliklerinin tamamını taşıyan cansız (yoksa canlı mı?) yapılar elde edilebilecek. Konu, Palacci ve Chaikin'e sorulduğunda ise alınan cevap oldukça net:

Üzerinde çalışıyoruz.