Canlıların Ortak Özellikleri Nelerdir? Canlı ve Cansızları Birbirinden Ayırmanın Kolay Bir Yolu Var mı?

Biyolojinin en temel amacı, canlılığı anlamaktır; öyle ki, "biyoloji" sözcüğü, "yaşam bilimi" anlamına gelir. Ancak bugüne kadar yapılan ve birbirinden köklü bir şekilde farklı olan yaşam tanımlarının da gösterdiği üzere, yaşamı tanımlamak ve ortak özelliklerini belirlemek o kadar da kolay değildir. Bir sonraki yazımızda birini göstereceğimiz üzere, bugüne kadar canlıların ortak özellikleri olduğuna inanılan, dolayısıyla canlılığı tanımlamakta ve ayırt etmekte kullanılabileceği düşünülen özellik sayısı durmaksızın değişmektedir. Farklı kaynaklar, canlıların ortak özellikleri ile ilgili farklı kategoriler ve maddeler üretmektedir.

Canlıların ortak özelliklerini belirlemenin zor olmasının ana nedeni, canlılığı biyolojik temelde tanımlama hatasıdır. Biyoloji canlılığın bilimi olabilir; ancak bu yazı dizisi boyunca da göreceğimiz gibi, canlılığı cansızlıktan ayıran süreçler, biyolojik süreçler değil, kimyasal süreçlerdi. Dolayısıyla birazdan geleceğimiz gibi, canlılığın tanımını yaparken ve onu, cansızlıktan ayırmak amacıyla canlılığın ortak özelliklerini tanımlarken, biyolojik maddelere odaklanmak yerine, kimyasal ve hatta fiziksel temellere dayanmamız gerekmektedir.

Ancak buna geçmeden önce, günümüzde, geleneksel olarak yapılan canlılık tanımlara göre, canlıların ortak özellikleri ve bunların kabaca ne anlama geldiğine bir bakış atalım.

Canlıların Ortak Özellikleri

Her ne kadar üzerinde belirgin bir görüş birliği olmasa da, bütün canlıların ortak olarak taşıdıkları düşünülen özellikler şunlardır:

1. Hücresel Yapı

Dünya üzerinde canlı olarak tanımladığımız her şey, "hücre" adını verdiğimiz temel biyolojik birimden oluşmaktadır. Bu birimin kendini tekrar etmesi ve farklılaşmasıyla; dokular, organlar, sistemler, organizmalar inşa edilebilmektedir. Yani canlılar tek hücreli veya çok hücreli olabilirler. Benzer şekilde, hücrenin zarlı yapıda olup olmadığına bağlı olarak prokaryotik ve ökaryotik olarak isimlendirilen gruplara da ayrılabilirler.

2. Beslenme

Canlılar, varlıklarını sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar ve bu enerjiyi üretebilmek için ya kendileri besin üretmelidirler (ototrof canlılar), etraflarındaki kimyasallardan edinmelidirler (kemotrof canlılar) ya da etraftan besin almalıdırlar (heterotrof canlılar). Besine erişimle ilgili farklı stratejilerin evrimini buradan okuyabilirsiniz.

The Telegraph

3. Solunum

Beslenme (besin alma veya üretme), canlıların ihtiyacı olan enerjinin üretiminin ilk adımıdır. Besinleri oluşturan kimyasal moleküllerin bağlarının bir şekilde parçalanması ve bu bağlarda bulunan enerjinin açığa çıkarılması gerekir. Çünkü en nihayetinde besinlerin, canlıların vücutlarını inşa etmekte kullanacakları bazı yapıtaşlarına erişim sağlamak gibi bir faydası olsa da, aslen o besinler içerisindeki enerjinin kullanılarak, vücut bütünlüklerinin dağılmasıyla aktif olarak mücadele etmeleri gerekir.

Çünkü ilerleyen kısımlarda göreceğimiz gibi ve daha detaylıca burada işlediğimiz üzere, termodinamik yasaları dolayısıyla Evren'deki her cisim nihayetinde daha düzensiz bir hale gelmek, yani bütünlüğünü yitirmek zorundadır. Ancak canlılar, etraflarından aldıkları enerjiyi kullanarak bu zorunluluğa geçici olarak karşı koyabilirler. Bu nedenle solunum, yani besinlerdeki enerjinin açığa çıkarılması işi, canlılığın sürdürülebilmesi için büyük öneme sahiptir.

4. Boşaltım

Elbette vücut içerisinde süregelen biyokimyasal süreçler sırasında çok sayıda atık madde de üretilir. Bu maddelerin bir kısmı zararsızdır; ancak bazıları eğer belli bir miktarın üzerinde birikecek olursa, canlının bütünlüğüne zarar verebilir. Bu nedenle bunların vücut dışına atılması gerekir ve bu işlem, "boşaltım" olarak bilinir.

Her canlı, farklı şekillerde boşaltım yapar: Tek hücreliler, hücre içerisinde bulunan, baloncuğa benzer kesecikler yardımıyla; bitkiler yapraklarındaki boşluklar sayesinde terleme yoluyla; hayvanlar da derilerindeki gözenekler, özelleşmiş boşaltım sistemlerinde üretilen idrar gibi sıvılar veya solunum sırasında verilen atık gazlar ile bu yan ürünleri çevrelerine boşaltırlar.

5. Hareket

Dışarıdan bakan birinin canlılık ile ilişkilendireceği ilk özellik, aktif ve tercihe bağlı olarak yapılan harekettir. Her ne kadar rüzgar veya dalgalar gibi "cansız" sistemlerde de hareket bulunsa da, canlıların belirli ihtiyaçlara bağlı olarak, tercihen yapıyormuş gibi gözüken hareketler (örneğin sert bir zeminde oturmaktan rahatsız olan bir insanın kanepeye geçmesi gibi), canlılığın en temel özelliklerinden biri olarak kabul edilmektedir.

Elbette, söz konusu hareket her zaman isteğe bağlı, bilinçli veya kontrollü değildir; örneğin birçok denizel hayvan, aktif olarak hareket etmek yerine kendisini su akıntılarına bırakarak yer değiştirir; hatta süngerler şubesine ait canlılar Hayvanlar Alemi'nin üyeleri olmalarına rağmen pratik olarak tamamen hareketsizdirler. Ayrıca her hareket, dışarıdan anlık olarak görülemeyebilir; örneğin ayçiçekleri, gökyüzünde Güneş'in hareketine bağlı olarak vücutlarında asimetrik olarak biriken kimyasal maddelerin yarattığı basınç nedeniyle Güneş'e doğru dönerler. Kimi zaman bitkilerin ve benzer şekilde mantarların bu hareketine durum değiştirme denir ve bu sayede; hayvanlarda, prokaryotlarda, protistalarda daha yaygın olarak görülen (daha "aktif" bir şekilde yapılan) yer değiştirme davranışı ile farkı vurgulanır.

USA Today

6. Uyaranlara Tepki

Bir taş parçasına dışarıdan kuvvet uygulanacak olursa, örneğin bir çekiçle ona vurulacak olsa, fizik yasaları dahilinde parçalanmak haricinde hiçbir tepki gösteremeyecektir. Ancak bir insanın parmağına çekiçle vurulacak olursa, kişi parmağını hızla çekecek, acıyla bağıracak, kendisini sakinleştirmeye çalışacak ve hatta belki acının kaynağı olan çekiçten uzaklaşacaktır.

Bu, sadece organizma düzeyinde değil, o organizmayı oluşturan hücreler düzeyinde de böyledir: Canlı yapılar, çevrelerinden izole bir vücuda sahip olsalar da, çevrelerine duyarsız değillerdir; tam tersine, çevreleriyle bir bütün içerisinde var olurlar. Çevreden gelen uyaranlara bağlı olarak tepkiler oluştururlar ve bu, canlılığın süreğenliğinin temelini oluşturur.

7. Metabolizma

Canlıları çevrelerinden izole eden yapıları ve bu yapı içerisinde kullanılan çok sayıda unsur, durmaksızın parçalanmakta ve yeniden inşa edilmektedir. Bu biyokimyasal süreçlerin toplamına metabolizma adını vermekteyiz. Yani canlılar, bir dizi parçayla doğup, ölene kadar o parçalarla yoluna devam etmemektedir. Beslenme yoluyla aldıkları yapıtaşları ve enerjiyi kullanarak yeni parçalar inşa etmekte, bu sırada eskiyen veya bozulan parçaları yok etmektedirler. Daha ufak yapıtaşlarını birleştirerek daha büyük parçalar inşa etmeye anabolizma, daha büyük yapıları parçalayarak daha küçük kısımlara ayırma işine katabolizma adını vermekteyiz. Örneğin beslenme sonrasında yaşanan sindirim olayı katabolik bir reaksiyondur; ancak hücre içi enerjinin temel kaynağı olan ATP üretiminin, ADP isimli daha ufak bir moleküle fosfat eklenmesiyle yapılması anabolik bir reaksiyondur.

8. Homeostazi

Bir hücreyi "özel" kılan ve cansızlıktan ayırt etmemizi kolaylaştıran şey, hücrenin içerisine baktığımızda, dışarıda ne olup bitiyor olursa olsun, hücre içindeki genel dengenin ve düzenin korunmasıdır. İşte çevre şartları değişiyor olmasına rağmen hücre içerisinde korunan bu iç denge olgusuna homeostazi adını vermekteyiz. Eğer çevrenin değişimine bağlı olarak hücre içindeki durumlar da hızlı bir şekilde değişecek olsaydı, birçok biyokimyasal tepkimenin gerçekleşmesi için uygun şartlar sağlanamazdı. Bu nedenle hücrenin harcadığı enerjinin önemli bir bölümü, dış durumdan olabildiğince bağımsız kılınmaya çalışılan bu iç dengenin sağlanmasına harcanmaktadır.

9. Evrimsel Değişim (Adaptasyon, Uyum)

Canlılar içerisinde bulundukları ortama rağmen kendi iç dengelerini sağlamak için ne kadar ayak direseler de, dış çevre kontrolleri dışında, durmaksızın değişir. Üstelik bu değişimler her zaman sıcaklığın biraz artması, asiditenin biraz değişmesi gibi ufak sayılabilecek değişimler değildir; 66 milyon yıl önce gezegenimize çarpıp da dinozorlarla birlikte o dönemde var olan tüm türlerin %75'inden fazlasını yok eden göktaşını ve o dönemde yaşanan çevresel değişimleri bir düşünün. Ya da Buzul Çağı'nda Dünya'nın iklim koşullarıyla, şimdiki hali arasındaki farkları düşünün. Bu kadar büyük ve sürekli yaşanan değişimlere karşı, canlıların nesiller içerisinde değişme, farklılaşma ve uyum sağlama becerileri olmasaydı, yani Dünya'nın başından beri aynı şekilde kalsalardı, canlılığın günümüze kadar ulaşması imkansız olurdu.

İşte doğadaki en temel gerçeklerden biri olan evrim, canlıların çevresel değişimlere sadece modifikasyonlar yoluyla geçici olarak değil, adaptasyonlar yoluyla kalıcı olarak yanıt verebilmesini, bu süreçte farklılaşarak yepyeni türlere bile dönüşebilmelerini sağlayan doğa yasasıdır. Ayrıca türlerdeki kalıcı değişimleri anlamamızı sağlayan Evrim Teorisi, günümüzde canlılık içerisinde gördüğümüz ve Dünya'daki 4 milyar yıllık canlılık tarihi boyunca oluşan bütün çeşitliliği tek bir kökene dayandırarak açıklamamızı sağlayan teoridir. Bir diğer deyişle bütün canlı türleri, aslında aynı ataların farklı soy hatları boyunca farklılaşmasıyla oluşmuş varlıklardır. Bu bakımdan bütün canlılar, birbirleriyle yakından veya uzaktan akrabadırlar.

Bu haritayı büyük boyda indirmek için buraya tıklayabilirsiniz.

10. Organizasyon

Bu noktaya kadar olan ayırt edici özelliklerin hepsi, aslında özünde canlıyı dış dünyadan ayırdığını vurguladığımız organizasyonu korumaya yönelik unsurlardır. Her ne kadar bariz gibi gözükse de, dış dünyadan kendini ayırıp, o yapı içerisinde üretilen enerjiyle kendi varlığını sürdürebilme becerisi, canlılığı ayırt edici en önemli unsurlardan birisidir. Bu nedenle tek hücreli ve çok hücreli olabilen, ama en nihayetinde dış dünyadan en azından kısmen ayrılmayı sağlayan bu nitelik, ilerleyen yazılarda da göreceğimiz gibi, canlılığı cansızlıktan ayırarak tanımlamakta kullanabileceğimiz en önemli bileşendir.

11. Üreme

Söz ettiğimiz gibi, termodinamik yasaları gereği bütün maddeler zamanla düzensizleşmek zorundadır. Ayrıca malzeme biliminden gelen veriler ışığında gördüğümüz üzere, hiçbir yapı maddesi sonsuza kadar dayanamaz; her birinin belli bir parçalanma ve bozunma süresi vardır. Dolayısıyla canlılığın ve canlılığı oluşturan soy hatlarının devam edebilmesinin tek yolu, aralıklarla kendisine benzer olan yapıları sıfırdan inşa etmektir. Canlılığın kendi kopyalarını (veya benzerlerini) üretmesi işine üreme adını vermekteyiz. Üreme, düpedüz klonlar yaratma şeklinde, eşeysiz bir biçimde olabileceği gibi; diğer canlılarla bir arada çalışarak, eşeyli bir biçimde de olabilir.

12. Büyüme ve Gelişme

Canlıları cansızlardan ayırt etmekte kullanılabileceği öne sürülen son bir özellik, büyüme ve gelişmedir. Bir canlı türüne ait bir birey, ortaya çıktıktan sonra hep birebir aynı kalmaz. İçinde süregelen faaliyetlere ve dış etmenlere bağlı olarak zaman içinde değişir. İşte canlının ömrü içerisinde yaşadığı bütün değişimlere gelişim veya gelişme adını vermekteyiz. Gelişmenin en bariz göstergelerinden birisi, hacimce ve kütlece irileşmedir. Buna büyüme adını vermekteyiz.

Kimi zaman "gelişim" sözcüğü çok muğlak olarak kullanılır ve canlıda meydana gelen tüm değişimleri kapsadığı iddia edilebilir. Ancak gelişimsel değişimler, evrimsel değişimlerle karıştırılmamalıdır: Canlı bireyleri gelişirler, asla evrimleşmezler; türler ise evrimleşirler, asla gelişmezler. Bir diğer deyişle, eğer ki tek bir bireyin (örneğin sizin ya da köpeğinizin) ömrü içerisindeki değişimleri inceliyorsanız, gelişimsel bir değişimi inceliyorsunuz demektir; evrimsel bir değişimi değil. Ancak o bireyin mensubu olduğu türün (örneğin Homo sapiens, yani modern insan türünün veya Canis lupus familiaris, yani evcil köpek alt türünün) bir bütün olarak, nesiller içindeki değişimini inceliyorsanız, evrimsel bir değişimi inceliyorsunuz demektir; gelişimsel bir değişimi değil.

Bunlar Gerçekten Canlılığı Tanımlar mı?

Her ne kadar bu maddelerin hemen hemen hepsi, canlılığın önemli bir bölümünde gerçekten bulunuyor olsa da, canlılığı cansızlıktan ayırt etmek için kullanılması gereken özellikler listesi oldukça muğlak ve değişkendir; üstelik bu listeyi tatmin etmeyen istisnalar bulmak da mümkündür. Örneğin bundan birkaç yıl önceki ders kitaplarını karıştıracak olsanız, bu listenin 6-7 maddelik olduğunu görürdünüz (bir sonraki yazımızda tam da bu sayıya odaklanacağız). Aynı yıl yazılmış farklı ders kitaplarında, madde bazında aynı olsalar da, bu maddelerin kaç tane oldukları ve neye göre gruplandıkları konusunda ciddi uyumsuzluklar bulabilirsiniz.

Ancak tüm bu tutarsızlıklar bir yana, canlıların ortak özelliklerinin bu şekilde 12 başlıkta incelenmesinde çok belirgin bir dizi sorun var:

1. Bir unsuru "canlı" olarak nitelendirebilmemiz için, bunların hepsine aynı anda mı sahip olmalıdır? Eğer öyleyse, yeryüzündeki en önemli alg gruplarından olan diatomların veya süngerlerin ezici çoğunluğu hareketsiz olduğu için "cansız" kabul edilirdi. Benzer şekilde, dondurucu soğuklar sırasında, sıcaklık değişimleri haricinde bütün dış uyaranlara karşı tepki vermeyi sonlandıran Alaska Ağaç Kurbağaları "cansız" forma dönüşmüş olurdu.
2. Yoksa bunlardan sadece 1 tanesine sahip olması yeterli midir? Eğer öyleyse, zaman içerisinde birikerek büyüyen ve jeolojik süreçlere bağlı olarak durmaksızın biçim değiştiren mineraller ve kayaçlar (taşlar) "canlı" kabul edilirdi. Benzer şekilde, kendilerini kopyalayarak "üreme" ve bu süreçte farklılaşarak "adaptasyon" kazanma ("evrimleşme") özelliği olan tüm kimyasal moleküller "canlı" olurdu.
3. Sadece 1 özelliğe sahip olmak yeterli değilse ama hepsine de sahip olmak gerekmiyorsa, bir nesne tam olarak kaç tanesine sahip olduğunda, o şeyin "canlı" olduğunu söyleriz? 3 tane yeterli mi? Yoksa 6 tane mi olmalı? 11'den aşağısı kurtarmaz mı? Örneğin ateş, büyüyebilir, gelişebilir, yeni ateşler üretecek biçimde üreyebilir, çevresel uyaranlara tepki gösterebilir ve hatta, biraz ileri gitmek isterseniz, metabolizmaya sahip olduğu bile iddia edilebilir!

Canlılığı Cansızlıktan Ayırt Etmekte Neden Zorlanıyoruz?

Bu sorunun 2 temel nedeni vardır:

1. Her ne kadar sağduyuya uygun gibi gözükse de, canlılığı tanımlamak için biyolojiye odaklanılmaktadır - bu tamamen hatalıdır! Halbuki, daha önce de bahsettiğimiz gibi, bugün "canlı" olarak kategorize ettiğimiz yapı formlarını, bugün "cansız" olarak kategorize ettiğimiz yapı formlarından ayıran süreçler biyolojik değil, kimyasal ve fizikseldi. Dolayısıyla ürün üzerinden kategorizasyon yaptığımızda, mutlaka muğlaklık ve tutarsızlıklar oluşacaktır. Daha sağlam bir canlılık tanımı, daha temel fizik ve kimya yasalarına dayanmalıdır. Bir sonraki yazımızda göreceğimiz gibi bu yasalar, termodinamik yasaları ve (kimyasal) evrim yasasıdır.
2. Evren açısından düşünüldüğünde, hiçbir yapı formu arasında kesinti yoktur; madde ve enerjiden oluşan her şey, süreğendir; dolayısıyla canlılık ile cansızlık da bizim arzuladığımız kadar keskin kategorik farklara sahip değildir. İnsanlar olarak bizler; uzun dönemli, yavaş ve süreğen süreçleri algılamakta berbatız. Bu nedenle, upuzun ve karmaşık süreçleri daha rahat anlayabilmek için, onları daha alt kategorilere bölmek ve aralarına kesintili geçitler koymaya çalışıyoruz. Canlılar ile cansızları birbirinden keskin bir şekilde ayırma çabamız da bundan; ancak ne yaparsak yapalım, virüsler gibi canlılık ile cansızlık arasında geçiş özelliği gösteren, ne canlı ne cansız gibi olan varlıklarla karşılaştığımızda, zorlama kategorilerimizin hatası daha net bir şekilde ortaya çıkıyor.

Buna rağmen, eğer ki 1. hatamızı düzeltirsek, 2. hatamız konusunda biraz daha tutarlı bir canlılık-cansızlık ayrımına gidebiliriz. Gelin bir sonraki yazımızda bunu yapalım.