Evrim Mekanizmaları - 12: Virüsler (Bakteriyofaj)

Bu yazımızda, evrimsel süreçte önemli bir rol oynadıkları gibi, ilk yazı dizimiz olan Abiyogenez Yazı Dizisi içerisinde verdiğimiz konuları da pekiştiren, "canlı" ile "cansız" sözcüklerinin ne kadar anlamsız ve insan uydurması olduğunu gösteren, ilginç bir mekanizmadan bahsedeceğiz: virüsler.

Virüs, en temel tanımıyla "canlı" organizmalar içerisinde yaşayarak varlığını sürdüren ve hemen hemen her zaman enfekte edici özelliği olan biyokimyasal maddeler bütünüdür. Virüslerin tam olarak ne olduğunu anlamak için, şunları tam olarak anlamış olmak gerekiyor:

İlk olarak, bilimsel olarak hiçbir şey, esasında, ne "canlı"dır, ne de "cansız". Bu sadece, literatür açısından işleri kolaylaştırmak, Biyoloji'nin sahasını belirlemek ve anlaşma kolaylığı sağlamak amacıyla uydurulmuş ve pek bir dayanağı olmayan bir olgudur. İnsanoğlu, etrafına bakıp varlıkları sınıflandırmak istemiş ve belli başlı özellikler taşıdığı için bazı varlıklara "canlı" demiş, bu özellikleri taşımayan varlıklara ise "cansız" demiştir. Bu belli başlı özellikler şöyle sıralanabilir:

1. Uyarana tepki gösterme
2. Üreme
3. Büyüme ve Gelişme
4. İç Dengeyi Koruma
5. Belli bir organizasyona sahip olma
6. Metabolik faaliyetleri gerçekleştirme ve enerji üretme
7. Adapte olabilme

Kimi kaynak bunlardan sadece ilk 4'ünü saymakta, diğerlerini elemektedir. Aslında bunları moleküler boyutta düşünürseniz göreceksiniz ki her biri basit kimyasal olaylar sayesinde olabilmektedir ve büyütülecek ya da "canlılığa özel" bir şey olabilecek durumda değildir. Daha çok, sonradan uydurulmuş bir kılıf olarak görülmektedir. Ve temel olarak, bu 7 özelliğe bir arada sahip olabilen varlıklara "canlı" denmektedir, bir ya da birkaçı "cansız" varlıklarda da görülebilir (Tepki örneği: http://www.vidivodo.com/325487/instant-hot-ice).

Aslında temel olarak, binlerce yıl öncesinden beri, yukarıda belirttiğimiz taşıyan varlıklarda bir "can" (insan için "ruh", diğerleri için "can") olması gerektiğini düşünmüştür insanlar. Bu kavramlar o kadar uzun yıllardır insanları etkilemektedir ki, göreceli olarak çok yeni olan bilim de bu kavramları olduğu gibi kullanmaktadır; gerek kullanım kolaylığı, gerekse de aramıza yerleşmiş memlerin yıkılmasının güçlüğünden ötürü.

Halbuki, Biyoloji'nin derinliklerine inen bilim insanları, önce organlarımızı, sonra dokularımızı, sonra hücrelerimizi keşfetmiştir. Daha da derinlere indiğimizde, hücrelerin içerisindeki neredeyse her olayı gözlemleyebilir hale gelmişizdir. Ve bu boyutta, baktığımız zaman, bir canlı ile cansızı ayırmak olanaksızdır. Çünkü ikisi de belli başlı kimyasal tepkimeler bütünüdür. Bir demir, oksijenin bulunduğu ortamda sürekli tepkimeye girerek paslanmaktadır. Aynı oksijen, hücrelerimiz içerisinde bulunan bir diğer kimyasal olan şekerler ile tepkimeye girerek hücrenin "canlılığını" sürdürmektedir. Peki, demiri "cansız", hücreyi "canlı" yapan nedir öyleyse? Hiçbir şey. İkisi de, sıradan atomlar ve moleküller yığınıdır. Tek fark, bu kimyasal tepkimelerin ("canlılar" içerisinde gerçekleşiyorsa "biyokimyasal" tepkimelerin) toplamı, eğer içerisinde bulunduğu ya da totalde oluşturduğu varlığa yukarıda sayılan belli başlı özellikleri veriyorsa, o varlık "canlı" olmaktadır. Bu, insanın kendince uydurduğu asılsız bir sınıflandırmadır. 

Aşağıdaki yazımızda bunu biraz daha irdelemekteyiz:

https://www.facebook.com/note.php?note_id=164247643633319

Yukarıdaki yazımızda da okuyabileceğiniz gibi, "canlılığın" "cansızlıktan" başlaması çok kolay ve mantıklıdır, çünkü aralarında bir fark zaten yoktur. Başlangıçta meydana gelen farklı kimyasal evrimler bazı varlıkların yukarıdaki özelliklere hep birden sahip olmasını, bazılarının da başka türlü özelliklere sahip olmasını sağlamıştır. Örneğin karbon, yüksek basınç altında Dünya'nın en sert malzemesi olan elmasa dönüşür. Bunu hangi canlı yapabilir? Hangisinin daha "önemli" olduğuna nasıl karar vereceğiz? İşte, aslında hiçbiri önemli değildir. Önem sırası, insanlar tarafından rastgele belirlenir ve esasında doğa açısından geçersizdir.

Şimdi, bu ön açıklamalardan sonra "virüslere" gelelim. Bundan sonra "canlı" ve "cansız" sözcüklerini tırnak içerisinde yazmayacağız, ancak bu kavramların sadece anlatım kolaylığı için kullanıldığını ve hiçbir özelliği olmadığını unutmayınız.

Virüsler, her türlü canlıyı enfekte edebilirler: hayvanları, bitkileri, bakterileri, arkeleri ve protistaları. Virüslerin genetik materyali bulunmaktadır: kiminde DNA, kiminde ise (retrovirüsler: https://www.facebook.com/note.php?note_id=169904949734255) RNA yönetici molekül olarak görev yapar. 

Virüslerin evrimi tam olarak aydınlatılamamış olsa da, her bir virüslerin kökeninin cansızlıktan canlılığa geçiş (abiyogenez) örneği olduğu düşünülmektedir. Bir diğer yazımızda (https://www.facebook.com/note.php?note_id=203100989747984) belirttiğimiz gibi, henüz ortalıkta hiçbir hücre yokken ve sadece basit koaservatlar bulunurken (Bkz: Canlılığın Evrimi yazı dizisi), suların içerisinde Ribozim molekülleri oluşmuştur ve bunlar gelecekte RNA ve DNA'ya evrimleşecektir. Ancak en ilkin hücreler, koaservatlardan evrimleşirken daha basit bir DNA yapısı evrimleştirmişlerdir: plazmid DNA. Plazmid DNA, yuvarlak yapılıdır ve sarmal değildir. Çok daha basit çalışır ve mutasyonlara çok daha fazla açıktır, düzeltme mekanizması neredeyse hiç bulunmaz (birkaç düzeltme mekanizması tespit edilmişse de, etkilleri sarmal DNA ile kıyaslanmaz bile). İşte bu plazmidlerin etraflarının yağ zırhları ile sarılması sonucunda virüslerin evrimleştiği; ancak daha ileriye gidemeyerek etraftaki "gerçek canlı" olarak saydığımız koaservatları ve gelecekte ise hücreleri kullanarak varlıklarını sürdüme yoluna gittikleri düşünülmektedir. Günümüzde halen plazmidler hücreler arasında gezebilen ve pek çok tedavi yöntemi geliştirmekte kullanılan basit DNA'lar olarak karşımıza çıkmaktadır. Plazmidlerin yapısı, virüslerin yşaam biçimine tam olarak uymaktadır.

Virüslerin kökenleri ile ilgili bazı başka hipotezler de bulunmaktadır. Örneğin bir hipotez virüslerin DNA arasında sıçrayan parçalar olan transpozonları kullanarak, bir diğer ise virüslerin koaservatlar ile karşılıklı olarak evrimleştiğini ileri sürmektedir. Bir diğer hipotez ise, virüslerin de eskiden birer hücre olduğu; ancak parazitizm ve uzun nesiller sonunda genlerinin çoğuna ihtiyaç duyulmayarak yitirildiğini ileri sürmektedir. Ancak ilk iki hipotez, bu son hipotezden daha güçlüdür. 

Virüsler, "yaşamın eşiğinde" olarak görülmektedirler; ancak halen "daha çok cansız" olarak kabul edilirler. Virüsler, bir genetik materyale sahiptirler, Doğal Seçilim sonucu adapte olabilirler ve kendi kendine organizasyon dediğimiz bir olay sonucu kendilerinin kopyalarını başka canlılar üzerinden üreterek çoğalabilirler. Öte yandan virüsler hücresel yapı göstermezler, kendilerine ait metabolizmaları yoktur ve üremek için başka canlılara bağımlıdırlar. Ayrıca geri kalan tüm canlılar belli bir çeşit hücre bölünmesi ile (amitoz, mitoz, mayoz) ürerken, virüsler başka hücreleri sömürerek, bölünmeden ürerler. Bir zamanlar virüsler sıradan kristal molekülleri sayılmışlardır; ancak Evrimsel Biyoloji'nin aydınlatıcı gücü sayesinde, Doğal Seçilim'e uğrayıp evrimleştikleri keşfedildikten sonra sıradan kristaller olmadığı anlaşılmıştır. 

Virüslerin varlığı, canlılığın cansızlıktan başlamış olabileceğine bir ışık tutmaktadır, yukarıda da açıklandığı gibi. Ayrıca virüsler, Evrimsel açıdan da çok önemlidirler, çünkü kopyalanma mekanizmaları sırasında yatay gen transferine sebep olurlar. Yatay gen transferi, temel olarak Evrim Ağacı'nın iki dalındaki bireyler arasındaki gen aktarımıdır. Normal olarak gerçekleşen dikey gen aktarımı, ebeveynden yavruya genlerin geçmesidir. Ancak yatay gen transferinde, akraba olmayan iki türün genleri virüs aracılığıyla karıştırılabilir. Ancak tabii virüsler son 4 milyar yılda oldukça özelleştikleri ve her virüs her canlıyı etkilemediği için, genellikle genleri karışanlar yakın akraba türler olmaktadır. 

Ayrıca okurumuzun belirttiği gibi 1986 yılında Fred Hoyle, Chandra Wickramansinghe ve John Watson'ın yazdığı "Uzaydan Gelen Virüsler ve İlgili Konular" isimli kitapta virüsler kullanılarak panspermia (Dünya'da canlılığın uzaydan gelen moleküllerle başladığını açıklayan teori) desteklenmeye çalışılmıştır. Panspermia çok güçlü bir yaşam teorisi olmakla birlikte, ilk yaşamı yine de açıklayamadığı için Abiyogenez Kuramı'na yenik düşmektedir. Bir ihtimal, bir gezegende Abiyogenez ile başlayan yaşam, Panspermik bir şekilde Dünya'ya ulaşmış olabilir. Ancak şu anda halen Panspermia görüşü daha çok New Age fanatiklerinin oyuncağıdır ve Dünya'daki yaşamın uzaylılar tarafından var edildiği anlamına geldiği sanılmaktadır. Ancak bilim insanları bu konuda araştırmalar yaparak, bu önemli görüşü bilimselleştirmeye ve bilimsel tabana oturtmaya çalışmaktadırlar ve özellikle Mars'tan Dünya'ya gelen örneklerde bulunan bazı yaşam formlarıyla geleceğin güçlü teorilerinden olma potansiyelini korumaktadır.

Virüsler de, benzer şekilde halen incelenmeyi bekleyen bir bilgi deryasıdır. Günümüze kadar 5000'in üzerinde virüs türü tanımlanmıştır; ancak dışarıda milyonlarca virüs türü olduğu düşünülmektedir. Virüsler üzerinde bilim insanlarının yaptıkları özverili çalışmalar, belki de Dünya üzerindeki yaşamın kökenlerine ışık tutacaktır. Ancak şimdilik bilinen, virüslerin, aslında hiçbir anlam ifade etmeyen "cansızlık" kavramından, yine hiçbir anlam ifade etmeyen "canlılık" kavramına geçiş oldukları; ancak daha çok "cansızlık" tarafında yer aldıkları yönündedir.