Koaservatlar Ne Yapmaları Gerektiğini Nereden Biliyorlardı? Canlılık, Doğal Süreçlerle Nasıl Başladı?

Birkaç yazı önce, “Hayat Molekülleri” olarak adlandırdığımız ve canlılar için “olmazsa olmaz” (en azından bildiğimiz kadarıyla) olan 4 temel molekülden ve bunların nasıl oluştuğundan, yapılarından bahsetmiştik: Proteinler, Yağlar (Lipitler), Karbonhidratlar ve Nükleik Asitler. Sonrasında ise koaservatların evrimleştiği ilkel dünya koşullarından ve bu koşulların canlılığa neden olacak hayat moleküllerinin kimyasal evrimine nasıl katkı sağladığına bir göz atmıştık. Bu yazılarımızla ilgili temel olarak tek hatırlamanız gereken şey, tüm bu kimyasalların sıradan element atomlarının (C, H, O, N, P, vb.) çeşitli bileşimlerinden oluştuğudur. Bir takım kimyasal bağlar (kovalent, iyonik, Van der Waals, Hidrojen, vb.) sayesinde birbirlerine bağlanan atomlar -ve sonrasında moleküller- bizim bu “canlılık” dediğimiz varlık formunun oluşmasını sağlayan kimyasal molekülleri oluştururlar, yani “Hayat Molekülleri”ni...

Bu yazımızda sizlere birkaç örnek vererek, bu basit atomik birleşimden oluşan kompleks ve daha büyük moleküllerden bahsedeceğiz. Ancak daha önemlisi, bu kimyasal evrimin nasıl olup da canlılığı mümkün kılacak şekilde gerçekleştiğini ele alacağız. Yani bu yazımızda kafaları oldukça karıştıran, hemen aşağıda vereceğimiz şu soruyu cevaplandıracağız:

Bu moleküller bu doğru dizilimi nereden biliyorlardı da bu şekilde birleştiler ve "Hayat Molekülü’ dediğimiz molekülleri oluşturdular?

Bu esasında çok yerinde bir sorudur, eğer henüz konuyu tam olarak kavrayamadıysanız. Çünkü insan ister istemez merak ediyor: nasıl olur da hidrojen ve oksijen suyu oluştururken, aynı elementler ve benzerleri gidip de canlılığa neden olacak kimyasalları oluşturabildiler diye...

Hemen cevaplayalım: Bilmiyorlardı, bilmiyorlar, bilmeyecekler. Hiçbir kimyasal girdiği tepkimeyi ve oluşturduğu ürünü bilemez, anlayamaz, seçemez, bu konuda kararlar alamaz, vazgeçemez, tercih edemez, vs. Kimyasallar, bulundukları ortam içerisinde, bulundukları koşullar dahilinde, evrenimizdeki fizik ve kimya yasaları dahilinde birleşirler, ayrışırlar, yeniden birleşirler ve bu böyle süregelir ve gider.

Bunca molekülün nasıl "doğru" bir şekilde bir araya gelebildiğini anlamak için şunları anlamak çok önemlidir:

Tıpkı canlıların var olduktan sonraki evrimlerinin hızı gibi, cansızlıktan canlılığın oluşumu da çok yavaş bir evrimdir ve daha önce de açıkladığımız gibi en az 600 milyon yıl (günümüzden yaklaşık 4.5 ila 3.9 milyar yıl önce arası) sürmüştür. Dolayısıyla bu süreçte, defalarca farklı, yanlış, hatalı, eksik, fazla, vb. moleküller oluşmuştur. Bu diğer oluşumların da kimi günümüze kadar gelmiştir, kimi parçalanıp başka moleküllere dönüşmüştür, kimi başka moleküllerin yapısına katılmıştır ve kimi oluşmaya ve bozunmaya devam etmektedir ve benzeri… 

Yani bu süreçleri çok yönlü olarak düşünmek gerekmektedir. Eğer "canlılık cansızlıktan oluverdi, bitti, ne müthiş olay" diye bakacak olursanız, sığ ve hatalı bir yaklaşım geliştiriyorsunuz demektir. Bu değişimler ve oluşumlar son derece doğaldır, çünkü fiziksel yasalar belirli bir “amaca” göre çalışmazlar. Yani fizik ya da kimya yasalarının "amacı", canlılığı var etmek değildir. Evrenimizin "bu" şekilde var olmuş olmasından ötürü bu yasalar da "bu" şekildedirler ve uygun olan her durumda aynı şekilde, bilinçsiz ve öngörüsüz bir biçimde çalışırlar. Bu kadar basit. Dolayısıyla bir atom, bir tepkimeden önce “Aaa dur ya, ben şimdi seninle bağ kurarsam proteinlerden birini oluşturamam, en iyisi boşver, bağ kurmayalım.” diyemez. Çünkü böyle bir düşünme yetisi, algısı, karar mekanizması, bilinci, tercihleri, istekleri yoktur. Doğanın yasaları dikte eder, her atom da ona öyle veya böyle uyar. Evrenin tüm sistemi bundan ibarettir. Bakacak olursanız, bu yasaların etkisi altında bildiğimiz maddesel evreni oluşturan 92 doğal element var olmuştur. Bu elementlerin sonsuz sayıdaki farklı kombinasyonları, daha büyük varlık formlarını mümkün kılmaktadır. Bu kombinasyonların aşırı fazla sayıda olması, evren içerisindeki sınırsız varlık çeşitliliğini sağlamaktadır ve bize bu yüzden karmaşık gelmektedir. Ancak temelleri anlaşıldıkça, bu çeşitliliğin de nasıl olabileceği daha kolay kavranabilir.

İşte bu sebeple, moleküllerin ve atomların belirli bir “bilinç” doğrultusunda hareket ettiğini düşünmek, oldukça yersiz ve gülünç bir iddiadır. Tüm bunlar, yalnızca ve yalnızca fiziksel ve kimyasal yasalar doğrultusunda olmaktadır. 

Şimdi, yazı dizimizin bu noktasına kadar geçtiğimiz basamakları hatırlayalım:

• Canlılığın cansızlıktan moleküler düzeyde hiçbir farkı olmadığını gördük. Günümüzdeki farkın, varlık tiplerinin kategorizasyonundan kaynaklandığını anladık. Canlı dediğimiz yapıların belirli organizasyonları ve aktiviteleri olduğunu ve bunu bir arada bulundurmak zorunda olduklarını öğrendik.
• Az sonra değineceğimiz karmaşık Hayat Molekülleri'nin yapıtaşlarının basit atomlar olduğunu öğrendik. Bu atomların bir arada bulunmasıyla, bu basit yapıların oluşabildiğini deneysel olarak da gözleyebildiğimizi anladık.
• Genetik materyalin de sıradan bir Hayat Molekülü olduğunu öğrendik. 
• İlk DNA'nın nasıl oluştuğunu, RNA'nın DNA'nın ilk oluşumundaki önemini öğrendik. Dünya'da ilk önce RNA'nın var olduğunu, sonrasında ise ters transkripsiyon yoluyla DNA'nın sentezlendiğini gördük. 
• Koaservatların okyanus tabanlarında, basit ve ilkel yağ zırhları içerisinde hapsolmuş kimyasal maddeler ve atomlar bütünü olduğunu öğrendik. Cansızlıktan canlılığa geçişin net bir noktada olmadığını, hangi noktada cansızlığın bitip canlılığın başladığını bilemediğimizi gördük.

Şimdi ise daha önceki yazılarımızda gördüğümüz daha basit yapılı Hayat Molekülleri'nin bir araya gelerek nasıl daha karmaşık molekülleri oluşturduklarını göreceğiz. Bunlara da Hayat Molekülleri demekteyiz çünkü daha önceden bahsettiğimiz basit moleküllerin farklı biçimlerde birleşmelerinden farklı bir şey değiller. Ancak bizim açımızdan önemleri, canlılığın yapısında aslen bunların görev alıyor olmalarıdır. Canlılığın en temel aktivitesi, yapım ve yıkım işlemleridir ve bu işlemlerin çoğu Hayat Molekülleri'nin küçükleri bir araya getirerek büyüklerinin oluşturulması ya da büyüklerin parçalanarak küçüklerin oluşturulmasıdır.

Karmaşık olan “Hayat Molekülleri”nin yapısına bakacak olursak... Kafası karışanlar için, dizinin önceki yazılarında verdiklerimiz, bizim “Hayat Molekülleri”nin temel yapıtaşlarıydı. Hatırlarsanız büyük bir kısmı basit birkaç element atomunun farklı şekillerde bir araya gelmesinden oluşuyordu. Hayat Molekülleri'nin geçen yazımızda verdiğimiz yapıtaşları inanılmaz küçük yapılardır! Çoğu birkaç on ya da yüz atomdan oluşur ve nanometrelerle (metrenin milyarda biri) ölçülecek boyutlardadır. Fakat çoğumuzun problemi olan “göbek yağlarının” ne kadar da “büyük” olduğunu (en azından "büyük bir sorun" olduğunu) hepimiz biliyoruz. İşte bu yağlar, aslında nano-büyüklükteki yapıtaşlarının bir araya gelmesiyle oluşan büyük Hayat Molekülleri gruplarıdır ve milyarlarca küçük molekülün uç uca, yan yana, alt alta ve üst üste birleşmesiyle oluşmaktadır. Gelin, bunlara hep birlikte bakalım:

Yukarıda bir “polisakkarit” (polysaccharide, çoklu şeker) olan ve bitki hücrelerinin duvarlarında bulunan selülozun yapısının küçük bir kısmını görüyoruz. Burada, sadece 8 tane şeker molekülünün birleşimi gösterilmiş yer açısından ama sağda ve solda nokta nokta bırakılan yerleri görüyorsunuz. İşte bu noktalar da tamamlanırsa, milyonlarcasının birleştiği bir yapıya ulaşırsınız. Bu devasa molekülü oluşturan tek şeyse, kimyasal bağlardır.

Daha önceki yazıda bir şeker molekülünün kimyasal yapısını görmüştük. Bu kimyasal yapıda bulunan elektron açıkları ve fazlaları, bir şeker molekülünün birden fazlasıyla bağ kurmasına izin verir ve büyük şeker molekülleri meydana gelir. Bu işleme -sadece şekerler için sınırlı olmamakla birlikte- polimerizasyon denir.

Aşağıda, iki şeker molekülü arasındaki Beta Asetal Bağları’nı görüyorsunuz:

Aslında burada selüloz için “özel” olarak belirtilen bir bağı görüyoruz, bunun da adı Beta Asetal Bağı’dır. Ancak genel olarak, şekerleri birbirine bağlayan bağlara “glikozit bağı” (glycosidic bonds) denir. Tamamen kimyasal bir işlem olan bağlanmanın, son derece normal ve doğal bir olay olduğunu hatırlatıyoruz. Ancak bu bağı belki “mükemmel” kılan, bu büyük moleküllerin oluşmasını sağlamaktır. Yine de unutmayın ki, en nihayetinde olan, elektronların çekimi ve yer değişimidir.

Şimdi de yağların yapısına bakalım. Önceki yazılarda verdiğimiz gliseroller ve yağ asitlerinin birbirlerine bağlanması sonucu oluşan trigliseritler birbirine eklendiğinde, şu şekilde kompleks bir yapıya kavuşurlar:

Bunu şu şekilde görmek de mümkündür:

Bu kompleks yapı da, tıpkı büyük karbonhidrat, yani şeker molekülleri gibi, sadece ve sadece kimyasal bağlarla oluşur. Ve yine tıpkı bu büyük molekülü yapan küçük “molekülcükler”, yani yapıtaşları gibi. Ancak bu molekül yapımızda bulunmasaydı, örneğin vücut sıcaklığımızı asla bu şekilde kolay koruyamazdık. Hatta hücrelerimiz şekillerini dahi koruyamazlardı (bir önceki yazıyı hatırlayınız)! Bu ufak yağ moleküllerini birbirine bağlayarak büyük yağların oluşumunu sağlayan bağlara ester bağları diyoruz. Elbette diğer bağlardan farklı bir özelliği yok. Bu bağların adlarının değişmesinin tek sebebi, etkileşime giren atomların değişmesi.

Agora Bilim Pazarı

Darwin’in Kayıp Dünyası: Hayvan Yaşamının Gizli Tarihi (Martin Brasier)

Satın Al Tüm Ürünler

₺33.00 ₺38.00

Aynı şekilde, bu yazı dizimiz içerisinde verdiğimiz gibi, nükleik asitlerin uç uca eklenmesi, kompleks kromatin ağının yapılmasını sağlar. Bu makarnaya benzer yapı da, tamamen kimyasal bağlar sonucu oluşuturulur. Hiçbir özel ya da ekstra yanı yoktur. Tekrar görelim kromatin ağını:

Tahminen artık küçük yapı birimleri nükleotitleri görebiliyorsunuzdur (basamakların her biri). Peki bir de bunları gördükten sonra, tekrar soralım:

"Canlılık" ile "cansızlık" arasındaki fark nedir?

Gördüğünüz gibi olağanüstü ya da muhteşem hiçbir şey yok. Sadece milyonlarca yıl deneme-yanılma sonucu "doğru" atomların, "doğru" noktalara yerleşmesi sonucu oluşmuş yapılar. Aslında sorun da bu işte: “doğru” diye bir şey de yok. Bu kimyasallar bizim de içinde bulunduğumuz canlılık grubunu mümkün kıldığı için bize "doğru" birleşimler olarak geliyor. Yani farklı birleşimler, farklı sonuçlar da doğurabilirdi, doğurmuştur ve hala da doğurmaktadır. Etrafımızda gördüğümüz cansız katrilyonlarca obje, atomlar ve moleküllerin bize göre “yanlış” dizilimleri sonucu oluşmuştur. Bu şekilde söylediğimizde farkı hemen ayırt edebilmeniz lazım: Aslında onlar “yanlış” dizilimde değiller. Cansızlık içerisindeki bir çeşit dizilim canlılığı oluştururken, bir çeşit dizilim de cansızlığı sürdürmüştür.

Sonra insan türü, kalkıp her şeyi kendilerine göre yorumlamış; kendilerine benzeyenlere “canlı”, kendilerine benzemeyenlere “cansız” demiştir. Halbuki her şey ama her şey aynı veya benzer atomlardan oluşmaktadır. Canlılık ile cansızlık arasındaki ince çizgi, atomların dizilimindedir. Sizi temin ederiz, elimizde güçlü bir silah olsaydı ve kolaylıkla atomlarınızın yerlerini değiştirebilseydik, vücudunuzdan tek bir atomu almadan ya da tek bir atom eklemeden sizi öldürebilir ve cansız hale getirebilirdik. Çünkü dediğimiz gibi, sizi cansızdan ayıran tek şey, bütün hücreleriniz içerisindeki bir Hidrojen ya da Fosfor atomunuzun farklı yere konuşlanması olabilir (tabii bunu tek atoma indirgemek doğru değil, ancak doğru atomların yerlerinin değiştirilmesi sizi kolaylıkla öldürebilir, cansızlaştırabilir).

Son olarak, vücudumuzda -bize göre- genetik materyalden sonra en önemli “canlılık kaynağı”, ya da diğer bir deyişle “Hayat Molekülü”, olan proteinlere bakalım. Proteinler de, önceki yazımızda değindiğimiz aminoasitlerin farklı dizilimlerinden oluşurlar. Dizilimlerin tek kritik noktası, yine kimyasal bağlanmalardır. Bu kimyasal bağlanmaların bir kısmı, bizim vücudumuza bugünlerde “canlılık” dediğimiz özellikleri katmıştır. Bilim düşmanları ve Evrim Karşıtları'nın en sevdiği sözde iddia, bunca aminoasidin “doğru” dizilime gelmesinin imkansız olduğudur. Halbuki bu sadece proteinler için geçerli değildir. Bunca şeker molekülü de bir araya gelerek devasa şeker moleküllerini oluşturamayabilirdi. Oluşturmadığı zamanlar da oldu, oluyor ve olacak. Tabii bilim dışı kitleler bunu düşünmezler ve doğrudan, sanki tek bir hamlede her şey oluşmuş gibi düşünürler. Bu çok doğal bir şekilde saçma, gerçek dışı ve isabetsiz hesaplara girmelerine neden olmaktadır.

Proteinlerimize dönelim:

Agora Bilim Pazarı

Genetik Kavramlar

Satın Al Tüm Ürünler

₺99.99 ₺126.00

Proteinlerimizin yapıtaşları olan aminoasitleri birbirine bağlayan kimyasal bağlara ise “peptit bağları” diyoruz. Tüm bu bağların detaylarına kimya ve biyokimya kitaplarından ulaşabilirsiniz; burada teknik detaylara girerek sizleri sıkmak istemiyoruz. Burada dikkatinizi çekmek istediğimiz nokta şu:

Size hep benzer fotoğraflar verdiğimizi fark etmiş olabilirsiniz. Aslında elbette hiçbiri birbirinin aynısı değil, dikkatli bir göz ve bilgili bir beyin bunu fark edebilir (ya da basitçe internet üzerinden bu fotoğrafların kaynaklarına ulaşabilirsiniz). Zaten güzel olan da budur: Aslında bu bahsettiğimiz moleküllerin hepsi birbirine az çok benzemektedir, benzemek zorundadırlar da. Çünkü hepsi aynı yapıtaşına sahiptirler: Hidrojen (H), Oksijen (O), Karbon (C), vs.

Peki şimdi orijinal sorumuza geri dönelim: Bu moleküller nasıl “doğru” dizilime kavuşmuşlar?

Bu sorunun cevabı oldukça açıktır: Onlar “doğru” dizilime falan kavuşmadılar! Zaten daha önce de dediğimiz gibi, “doğru” dizilim diye bir şey de yok! Onlar sadece bu evrenin fiziksel ve kimyasal yasaları çerçevesinde, olması gerektiği gibi davrandılar. Elektronlar protonları çekti, artı yüklü uçlar eksi yüklü uçları çekti… Aynı kutuplar birbirini itti, 3 boyutlu yapılar birbirine fiziksel olarak oturdu ya da oturmadı. Bebeklere şekilleri öğretmek için kullanılan “uygun şekli bulma” oyunlara benzetebiliriz bunu. Bir küp, yapısı gereği yalnızca kare kesitli bir delikten geçecektir; ancak üçgen kesitli bir delikten geçemez. Bu "müthiş" ya da "doğaüstü" bir olay değildir; tamamen fizik yasaları ile ilgili bir gerçektir. Moleküllerin oluşumunda da aynı mantık geçerlidir. İster işin bilimini kabul edersiniz, isterseniz kendi asılsız iddialarınızı yaratır ya da bilim-dışı kaynakların iddialarını kabul edersiniz. Tercih sizindir.

Bu moleküller, "bu" şekilde dizilebildikleri için, 4 milyar yıllık evrim sonucunda biz dönüyoruz, bakıyoruz ve değerlendiriyoruz. Eğer bu fizik ve kimya yasalarından ötürü bu dizilimler asla gerçekleşemeyecek olsaydı, zaten belki de bizim gibi algısal güce sahip bir tür evrimleşemeyecekti, canlılık hiç başlamayacaktı ve kimse bunları sorgulayamayacaktı. İşte bu ayrım, bizim "Neden-Sonuç İlişkisi Yanılgısı" dediğimiz bir yanılgıdır ve buraya tıklanarak detayları okunabilir. Buradaki yanılgıyı tek bir cümleyle ortaya koymak gerekirse:

Bu atomların ve moleküllerin hiçbiri bizim oluşabilmemiz için bu şekillerde birleşmemişlerdir; tam tersine, onlar bu şekilde birleştikleri için bizler var olabilmişizdir.

İnsanoğlu kendini her şeyin merkezine koymaktan vazgeçtiği gün, bilimi ve Evren'in sırlarını çok daha kolay anlayabilecektir. Evren'deki hiçbir şey bizim için var değildir! Her şey bu şekilde olduğu için bizler var olabilmişizdir. İnsan türü bu Evren'de bir amaç değil, sıradan bir araçtır! Bunu anladığımız gün, insan kendi benliğini çözmek konusunda dev bir adım atmış olacaktır. İnsan, kendini değerli görme ihtiyacından kurtulduğu gün, insanlığın çok daha ileri gidebileceğini düşünüyoruz.