Kimyasal Evrime Giriş: Canlılık ve Cansızlık Nedir, Ne Değildir? Canlılar ile Cansızlar Arasındaki Farklar Nelerdir?

Evrim Kuramı'nı inceleyen her birey, mutlaka bu araştırmalarının bir noktasında, "en başa gitme" merakımızdan ötürü canlılığın başlangıcına, en başa, ilk canlının oluştuğu noktaya ulaşmış bir vaziyette bulacaktır kendini. Bu noktada kafalar iyice karışacak, evrim tam olarak anlaşılmış olsa bile "ilk canlı"nın nasıl var olabileceği cevapsız kalıyormuş gibi bir yanılgıya düşülecektir. Halbuki bilim, halen üzerinde tartışıyor olmakla birlikte, canlılığın başlangıcı sorusuna oldukça net, en azından bilimsel mantık ve şüphe sınırları dahilinde tatmin edici cevaplar bulmuştur. Bu cevaplar, tam da beklendiği gibi, herhangi bir doğaüstüne işaret etmemekle birlikte, tam tersine yüzyıllardır süregelen "metalaştırma" ve "üstünleştirme" merakımızı yerle bir eden bir şekilde, canlılığı sıradanlaştırmakta ve oldukça basit kavramlardan yola çıkarak açıklamaktadır. Ve hatta artık modern bilim, bu yazı dizimizde de açıklayacağımız üzere, anlaşma kolaylığı amacıyla kullanılan haricinde, bilimsel olarak "canlılık" ve "cansızlık" kavramlarını birbirinden ayırmamakta, bir arada kullanmaktadır. Yani günümüzde artık "canlı" ya da "cansız" diye bir ayrımdan, en azından bilimsel olarak, bahsedilmemektedir. Günlük kullanımda halen belirli tip varlıkları belirtmek amacıyla bu kelimelere yer verilmektedir; ancak ana konu eğer "canlılık kavramı" olacak ise, biyologların çoğu canlılık ile cansızlık arasında bir ayrıma gitmekten uzak durmakta, bu ikisi arasında belirgin bir çizgi olmadığını açıkça ifade etmektedirler. Zaten yazı dizimiz süresince bu gerçekle sizi yüz yüze getireceğiz.

En başından itibaren unutmamak gerekir ki aslında canlılığın başlangıcı, Evrim Kuramı'nın ilgi alanında değildir! Evrim Kuramı, canlılığın "bir şekilde" başlamasından sonra, nasıl çeşitlendiği ile ilgilenmektedir. Canlılığın ilk başlangıcı ile ilgilenen bilim biyokimya ile bu bilim dalının altında yer alan Abiyogenez Kuramı'dır. Dolayısıyla evrimsel biyoloji ile ilgili bir tartışmada, karşınızdaki kişi evrimin canlılığın başlangıcını açıklayamadığını iddia edecek olursa, "Evet, çünkü evrimsel biyolojinin konusu bu değil." demeniz yeterli olacaktır. Bilim, bir bütün olarak, canlılığın cansızlıktan nasıl evrimleştiğini (burada neden "evrimleşmek" dediğimizi izah edeceğiz) gayet net biçimde açıklayabilmektedir. Ancak bununla ilgili bilim dalı evrimsel biyolojinin kendisi değildir. 

Elbette ki, Evren'deki her şey gibi, canlılığın başlangıcı da bilimsel bir perspektiften ele alınmalıdır. Zira yine Evren'deki her şey gibi, canlılığın ilkin başlangıcı da doğaüstüne ihtiyaç kalmaksızın, tamamen doğal açıklamalarla izah edilebilmektedir. Biz bu yazı dizimizde, size bu izahlardan günümüzde en güçlüsü olarak karşımıza çıkan Abiyogenez Kuramı'ndan, yani "canlılığın", "cansızlıktan" evrimleşerek başladığını konu edinen kuramdan yola çıkarak açıklamalarda bulunacağız. Yukarıda, canlılığın cansızlıktan "evrimleşmesi" dedik, çünkü gerçekten de evrimsel süreci andıran bir kimyasal evrim süreci söz konusudur. Bu evrim, biyolojik evrim ile birebir aynı olmasa da, aradaki analojileri görmek oldukça kolaydır. Üstelik günümüzde, evrimsel biyoloji o kadar güçlü bir bilim dalı haline gelmiştir ki, birçok diğer bilim dalı gibi biyokimya da evrimsel biyolojiden gücünü alır hale gelmiştir.

Bu yazı dizimizde sizlere insanlar olarak bizlerin "canlılık" dediğimiz olayın, "cansızlık" olarak tabir ettiğimiz formdan nasıl evrimleştiğini açıklamaya çalışacağız. Hemen her şeyi adım adım göstermeye çalışacağız, böylece popüler kültürde ciddi bir biçimde abartılan ve abartılagelmiş olan "canlılık" kavramının, aslında o kadar da özel olmadığını ve cansızlıktan evrimleşmesinin sanıldığı kadar zor bir olay olmadığını göreceksiniz. Bu ilk yazımızda, sizlere doğrudan canlılık ile cansızlık kavramlarının nasıl birbirinden tamamen farksız olduğunu göstereceğiz.

Kavramların gerçek anlamlarını öğrenebilmemiz gerçekten çok önemli, çünkü ne yazık ki eğitim sistemimiz terimleri doğru bir şekilde öğretebilmekten çok çok uzak. Pek çok kavram, eğitim hayatımız boyunca yanlış ve "sınava yönelik" öğretiliyor. Ne var ki bilim, eğitim sistemimizin sandığından ve bildiğinden çok çok ileride. Bu sebeple bazı düzeltmeler yapmamız ve akıllarda oluşturulan bazı anlamsız tabuları kırmamız gerekiyor. Belki de, bu kavramların en başında "canlılık" ile "cansızlık" ayrımı geliyor. Buna Evrim Mekanizmaları ile ilgili yazılarımızda tekrar değineceğiz; esasında orası için ayırdığımız bir açıklamayı, burada, en başından yapmak istiyoruz; çünkü "canlı" ve "cansız" ayrımını anlamak, belki de Biyoloji'yi anlayabilmenin ve Evrimsel Biyoloji'yi kavrayabilmenin başında geliyor. Öyleyse lafı daha fazla uzatmadan başlayalım:

İlk olarak, bilimsel olarak hiçbir şey, esasında, ne "canlı"dır, ne de "cansız"dır. İnsanoğlu, etrafına bakıp varlıkları sınıflandırmak istemiş ve belli başlı özellikler taşıdığı için bazı varlıklara "canlı" demiş, bu özellikleri taşımayan varlıklara ise "cansız" demiştir. İnsanın tanımına göre, bu canlı-cansız farkına sebep olan 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

Eski dönemlere ait kaynaklara göre bu özelliklerin hepsini bir arada bulunduran varlıklar "canlı", bunları bir arada bulundurmayan varlıklar ise "cansız" varlıklardır. Kimi kaynak bunlardan sadece ilk 4'ünü canlılık belirtisi olarak yeterli bulmaktadır ve diğerlerini elemektedir. Ancak uzun on yıllardır (ve hatta geniş skalada yüz yıllardır) bu tanımlama sürekli olarak tartışılmıştır ve hala da, azalmakla birlikte, tartışılmaya devam etmektedir. Çünkü bazı "cansız" olarak görülen varlıklar ciddi biçimde "canlı" gibi gözüken özelliklere sahip olabilmektedir (örneğin, bu videodan tamamen "cansız" olmasına rağmen uyarana tepki verebilme örneği görebilirsiniz). Örneğin virüsler ve priyonlar hakkında keşfettiklerimiz, bu tanım için giderek başa bela bir hal almışlardır. Modern zamanlarda yapılan deneylerle cansızlıktan canlılığın laboratuvar koşullarında yaratılabileceğine dair ilk verileri toplamamızla birlikte de iş, içinden çıkılmaz bir hal almıştır.

Aslında insanlar binlerce yıl öncesinden beri, yukarıda belirttiğimiz özellikleri taşıyan varlıklarda bir "can" (halk arasındaki kullanımı hatırlarsak: insan için "ruh", diğerleri için "can") olması gerektiğini düşünmüştür. Çünkü insanlara göre, bir maddeye böyle bilinçli ya da bilinçli-benzeri davranışları katan şey fizik-üstü bir olay olmalıydı. İlk doğduğu zamanlarda bilimsel çalışmalarda da bu kavramlara yer verilmiş, böylece günümüze kadar gelecek terminoloji, hatalı içerikte de olsa bilime yerleşmiştir. 

Halbuki, modern bilim açısından, günlük ağzın aksine bu kavramların (ne "can", ne de "ruh") hiçbir geçerliliği bulunmamaktadır ve hatta bunların gerçek olmadıkları artık bilinmektedir. Biyoloji'nin derinliklerine inen bilim insanları, önce organlarımızı, sonra dokularımızı, sonra hücrelerimizi keşfetmiştir. Buraya kadar her şey "canlı" gözükmektedir ve bu yüzden tanımlamada bir sıkıntı bulunamamıştır. Ancak daha da derinlere indiğimizde, hücrelerin içerisindeki neredeyse her olayı gözlemleyebilir hale geldik. Ve bu boyutta, hücrelerimizin içerisinde faaliyet gösteren yapıları incelediğimizde, bir canlı ile cansızı ayırmanın olanaksız olduğunu fark ettik. Yani hücresel boyuta kadar her şey canlı gibi gözüküyor olsa da, hücre altı boyutta keşfettiğimiz her şeyin, normalde "cansız" olarak nitelediğimiz moleküller ve atomlar yığını olduğunu gördük.

İşte o zaman anlamaya başladık: Gerçekte, Evren'in özünde aradığımız gibi bir canlı-cansız farkı bulunmuyor. Çünkü bu iki kategori de, belli başlı fiziksel ve kimyasal tepkimeler sonucu oluşan ve varlığını sürdüren yapılardır. Bir demir, oksijenin bulunduğu uygun bir ortamda sürekli tepkimeye girerek paslanmaktadır. Aynı oksijen, hücrelerimiz içerisinde bulunan bir diğer kimyasal olan şekerler ile tepkimeye girerek enerji üretimini sağlamakta ve bu, hücrenin "canlılığını" sürdürmektedir. Peki, demiri "cansız", hücreyi "canlı" yapan nedir öyleyse? İnsanlığın uydurduğu tanımlar haricinde, hiçbir şey. İkisi de, sıradan atomlar ve moleküller yığınıdır. Tek fark, bu kimyasal tepkimelerin toplamı, eğer oluşturduğu veya içerisinde bulunduğu varlığa yukarıda sayılan belli başlı özellikleri kazandırıyorsa, o varlık bizim için "canlı" olmaktadır. Bu, insanın kendince uydurduğu asılsız (ancak günlük iletişimde işe yarar) bir sınıflandırmadır. 

Buraya kadar anlattıklarımız anlaşılabildiyse, şimdi yıllardır öğrenegeldiğimiz kalıpları yıkmaya başlayabiliriz. Bunu yapmak sandığınızdan kolay olacak. Her ne kadar yukarıda verdiğimiz liste, neredeyse her birey ve hatta eğitim sistemimiz tarafından benimsenmiş olsa da, bunların esasında ne kadar cansız şekillerde meydana geldiğini göreceğiz. Eğer ki yukarıda sayılanlar canlılığa "canlılık katan" niteliklerse, o zaman bu maddelerin oluşumlarının temelinde cansız süreçler bulmamamız gerekir. Halbuki az sonra göreceğiniz gibi gerçek, beklediğimizin tam zıttıdır.

Şimdi her birine tek tek ve mümkün olduğunca kısaca bakarak, büyük ölçekte baktığımızda canlılığın sözde "tartışılmaz" ilkeleri olan bu maddelerin, moleküler düzeyde cansızlıktan nasıl ayıramayacağımızı görelim

1) Uyarana Tepki Gösterme: Bu, belki de canlılık tanımları içinde kullanılan en anlamsız maddedir. Zira Evren'deki bildiğimiz fizik kurallarına tabi olan her varlık, uyarana tepki göstermektedir. Buna basitçe "etki-tepki ilkesi" diyoruz ve 17. Yüzyıl'da Sir Isaac Newton tarafından keşfedilen bir gerçek bu. Şimdi itirazlar olacaktır, "Bir topun yerden sekmesindeki topun tepkisiyle, bir insanın ani bir harekete tepki göstermesi bir mi?" diye. Evet, birdir. Sadece insanın durumunda arada birkaç fazladan aracı bulunur (o da sadece bazı durumlarda). Şöyle ki:

İnsanın yüzüne hızla elinizi savurursanız birey, hemen hemen aynı anda geriye çekilecek ve gözlerini yumacaktır. Uyarana tepki göstermenin en tipik örneklerinden biri budur. Bunu büyük ölçekte incelediğimizde, gerçekten de bir topun sekmesinden oldukça farklı olduğunu sanarız. Sanki bir "bilinç", özellikle o etkiden kaçıyormuş gibi hissederiz. Halbuki olan şey son derece "cansız" bir olaydır. Etki (örneğin savrulan el) yüze doğru yaklaşırken, ele çarpan "cansız" ışık fotonları göze ışık hızında ulaşır ve kırılarak ışığa duyarlı hücreler üzerine düşerler. Bu fotonların her birinin farklı açılarda, farklı hücrelere çarpması, bu hücrelerde farklı değişimlere sebep olur. Bu değişimler, bazı kimyasalların ışığın etkisi sebebiyle değişen yapıları aracılığıyla çeşitli tepkimelerin başlamasından ibarettir (tıpkı çakmağın düğmesine bastığınızda alevin çıkması gibi, basmazsanız çıkmaz). Ancak bu kimyasalların değişimi aynı zamanda bu hücrelere bağlı olan sinir hücreleri üzerinde aksiyon potansiyeli denen elektrokimyasal (ve tamamen "cansız") atımlar (pulslar) oluşturur. Bu elektrokimyasal atımlar, son derece yüksek hızda beyne iletilir. Bu iletimin tamamı kablolardan iletilen elektriğin hareketinden çok farklı değildir. Tek fark, kablodaki elektrik elektronların fiziksel hareketiyle sağlanırken, hücrelerimizde iyonların (yüklü moleküllerin) hareketiyle sağlanır. Gelen bu farklı atımlar, ışığın düşüş şekline, açısına, miktarına, vb. fiziksel özelliklerine göre farklı "atım kodları" oluşturur. Bu adeta Mors alfabesinde olduğu gibi, farklı uzunluk, frekans, şiddet, vb. özellikteki sinyallerden ibarettir. Bu farklı atımlar, beyinde bulunan sinir hücrelerinde farklı biyokimyasal tepkilerin oluşmasına sebep olurlar. Bu tepkimeler de son derece "cansız" olan kimyasal değişimlerdir (örneğin nükleofilik kimyasalların uyarılmasıyla sinirlerdeki P-X bağları kırılır). En basit anlatımıyla, elektrokimyasal atımların farklı şiddet-frekans değerlerinin, farklı kimyasal tepkimelerin gerçekleşebilmesini sağladığını söyleyebiliriz. Bunların her biri sonucu üretilen kimyasal ürünler, yapılan "etki"ye karşı "tepki" oluşturmamızı sağlar. Bu tepki, basitçe yeni bir elektrokimyasal atımın üretilmesidir (az önce bahsettiğimiz tepkimeler sonucunda). Bu atım, aynı hızla kaslara gider ve bu kaslarda belli biyokimyasal değişimler gerçekleşir (bazı iyonlar hücre içine girer, bazıları dışarı çıkar, yeni bağlar kurulur, bazı tepkimeler dengesiz hale gelir ve belli yönde değişimler olur, vs.). Bu sebeple göz kapaklarımız kapanır, vücudumuz geri çekilir (örneğin bel altımız sabit kalacak şekilde bel üstümüz geriye kayar). İşte tüm etki-tepki olayı, içerisinde cansız tepkimelerden başka en ufak bir şey görülmeyen ve kimyasal tepkimelerle açıklanamayan hiçbir noktası bulunmayan bir süreçtir. Burada meydana gelen her bir tepkime birkaç nanosaniye-mikrosaniye arasında gerçekleştiği için (toplam tepki süresi 100-300 milisaniye kadardır), sanki birey aynı anda geri çekiliyormuş gibi görünür; halbuki arada bir zaman farkı vardır.

Şimdi topa bakalım: Bir topun yere düşüp sekmesi olayı, çoğunuzun umursamadığı kadar basit bir olay değildir. Daha doğru bir ifadeyle, yukarıda anlattığımızdan daha az karmaşık bir olay değildir. Bizim basit düşünüyor olma sebebimizse, öğrenim hayatımız boyunca gördüğümüz -modern bilime kıyasla- ufuk daraltıcı Klasik Fizik açısından düşünmemizdir. Bu açıdan bakacak olursak top, yere düştüğünde "çarpar" ve belli bir kuvvetin etkisi altında geri seker. Halbuki iş bundan ibaret değildir. Kuantum Mekaniği sayesinde her şeyi atom yığını olduğunu ve cisimlerin davranışlarının asıl sebebinin atomik ilişkiler olduğunu biliyoruz. Dolayısıyla top, belli tip atomları bir arada bulunduran bir yığın olarak görülmelidir. Yer de, benzer şekilde çok çeşitli atomları bulunduran dev bir yığındır. Bu iki atom yığını karşılaşmadan önce ve karşılaşma gerçekleşene kadar atomlar birbirlerine doğru hareket etmeye meyillidirler (Newton'un yerçekimi kuramına göre kütleçekim kuvvetinden ötürü, görecelik kuramına göre uzay zamanın bükülmesinden ötürü, kuantum mekaniğine göre karanlık madde ve enerjiden ötürü). Bu yüzden top, yere doğru hareket eder. İlk olarak topun yere en yakın noktasındaki atomlar, sonrasında ise belli bir katman kalınlığındaki atomlar yerdeki atomlarla iç içe geçmeye başlarlar. Bu katman kalınlığındaki hacimde atomlar birbiri içerisine girerler ve topun bir kısmı ile yerin bir kısmı "bir" olurlar. Bu birlik sırasında, atomun içerisinde, çekirdek etrafında dolanan elektronlar birbirlerine çok yaklaştıklarında, aralarında güçlü bir itme kuvveti oluşur ve elektronlar birbirlerini giderek artan bir şiddetle iterler. İşte bir noktada, atomlar arası çekim kuvveti, elektronların birbirini itme kuvvetine yenik düşer ve top geriye doğru fırlar. Bu süreçte atomlar giderek birbirlerinden uzaklaşırlar ve aralarındaki etkileşimler karmaşık bir biçimde değişir. En nihayetinde, topun üzerindeki son atom da yerden ayrılır ve top tekrar havaya fırlamış olur. Yani bir topun sekmesi olayı da, öyle doğrudan "çarptı sekti" denecek kadar basit bir olay değildir. Tıpkı savrulan elden vücudu kaçırma gibi.

Görüldüğü gibi, atomik düzeyde bir insanın bir etkiye verdiği tepki ile, bir topun yerden sekmesi, temel olarak birbiriyle aynıdır. İkisi de oldukça karmaşık olaylar sonucu oluşsa da, basit ilkelerle açıklanabilirler. İkisinde de doğaüstü bir açıklamaya ("ruh" ya da "can" gibi) ihtiyacımız yoktur.

Yukarıdaki detaylı anlatımımız anlaşıldıysa, diğer hepsinin mekanik temellerini anlamak göreceli olarak kolay olacaktır. Bu sebeple, teknik detayları üzerinde düşünmeyi size bırakarak, olabildiğince kısa bir biçimde geçmeye çalışacağız.

2) Üreme: Üreme (bu durumda eşeyli üremeyi ele alalım; ancak eşeysiz üreme de benzer ve daha basittir), bilindiği üzere genetik materyalin aktarıldığı üreme hücrelerinin (sperm ve yumurta gibi) birleşmesi sonucu gerçekleşen olayın adıdır. Bu olay sonucunda, bu olaya katılan iki bireyin özelliklerinin harmanlandığı bir ürün ortaya çıkar. Peki canlılığın süregelmesinde kilit rol oynayan bu olay, yukarıda yaptığımız gibi kimyasal tepkime zincirleriyle, dolayısıyla tamamen mekanik basamaklarla açıklanamaz mı? Elbette açıklanabilir.

"Hücre" dediğimiz yapı, içerisinde sayısız kimyasal tepkimenin döndüğü bir fabrika gibidir. Bu tepkimeler sonucunda birçok ürün ve değişim meydana gelir. Ve hücre, canlılığın temel yapı birimi olarak görülmektedir. Ancak nasıl ki, içerisinde ne kadar karmaşık işler dönüyor olursa olsun bir fabrikaya "canlı" demiyorsak (sırf karmaşıklığından ötürü), hücreye de herhangi bir maddeden üstünmüş ya da farklıymış gibi yaklaşmak çok modern bir davranış olmayacaktır. Çünkü hücreyi hücre yapan bütün tepkimeler, tıpkı bir demirin yanması gibi "cansız" tepkimelerdir. Tek bir tepkime dahi yoktur ki, demirin yanmasından farklı bir şekilde gerçekleşsin (biraz daha karmaşık olabilir, biraz daha az karmaşık olabilir, ancak temelde tamamen farklı olamaz). Eğer öyleyse, hücrenin "canlılığı" nerede başlar, "cansızlığı" nerede biter? Eğer ki şekerin oksijenle birleşmesi tamamen "cansız" bir kimyasal tepkimeyse, hücreye, yani bu tepkime ve benzererinin bütününden oluşan yapıya neden "canlı" deriz? Buna mantıklı ve genel geçer bir cevap vermek imkansızdır. Çünkü canlıları "canlı" yapan unsurlarla ilgili ön kabullerimiz (yukarıda saydığımız maddeler) keyfi ve geçersizdir. 

Bir hücrenin bölünme/üreme işlemi de tamamen biyokimya kontrollü bir olaydır. Hücreler, tiplerine göre üç farklı bölünme türüyle çoğalabilirler: amitoz, mitoz veya mayoz. Bu üç bölünme arasındaki tek fark, içeriğindeki faz sayılarıdır. Evrimsel süreç ile öngörebileceğimiz gibi, çoğunlukla (ama her zaman değil!) basitten karmaşığa evrimleşmiş olan mekanizma ve yapılar, üreme olayında da görülmektedir. Önce en basit bölünme tipi olan ve oldukça rastlantısal oluşan amitoz oluşmuş, sonrasında ise sırasıyla, giderek kontrollü ve karmaşık bir hale gelen mitoz ve mayoz evrimleşmiştir. Dediğimiz gibi en karmaşık üreme biçimi olan mayozu bile ele alacak olsak, gördüğümüz olaylar son derece mekanik ve sıradandır: belirli kimyasalların salgılanması ve üreme hücrelerine ulaşması sonucu, hücreler içerisindeki genetik materyal çözülür ve bir dizi kimyasal tepkime sonucunda hücre 4 yeni hücreye ayrılır. Bu süreçte kromozomlar eşlenir, kopyalanır ve dağıtılır. Tüm bu olaylar sırasında her zaman hatalar ve eksikler de olur (hiçbir sistem kusursuz değildir!). Üremeye odaklanacak olursak, eşeyli üreme sonucu üretilen üreme hücresi, örneğin sperm, tamamen kimya kontrollü bir şekilde, yumurtanın salgıladığı kimyasallara doğru fiziksel kuvvetlerin etkisiyle "çekilir" ve yine tamamen kimyasal tepkimelerle, spermin akrozomu eriyerek içerisindeki genleri yumurta içerisine aktarır, yani "kaynaşma" gerçekleşir. Bunun sonucunda yine detaylıca bilinen kimyasal tepkimeler sonucu zigot oluşmuş olur ve arka arkaya gelen mitozlarla yavru oluşmaya başlar.

Bu süreç içerisinde de, bilimsel sınırlar dahilinde açıklanması mümkün olmayan hiçbir nokta bulunmamaktadır.

3) Büyüme ve Gelişme: İşte bu kısım da, zigotun oluşumundan sonraki basamaktır. Zigot oluştuktan, birey ölene kadar sürekli olarak mitoz geçirerek hücre sayısı artar. Ortalama 10 trilyon hücreye sahip olana dek bu bölünmeler sürer. Esasında burada olan hücresel bir değişimden çok, hücre yığınlarında meydana gelen değişimdir. Burada dikkat çekebilecek bir nokta, hücrelerin nasıl birbirleriyle iletişim kurarak ortaklaşa çalıştıkları ve ne zaman, nerede olmaları gerektiğini nasıl biliyor olduklarıdır. Bu, konu hakkında bilgisiz bir insana büyüleyici gelse de, hücreler arası kurulan yağ zırhı köprüleri ve kanalcıkları, buralardan aktarılan kimyasallar, vb. düşünüldüğünde, çok da abartılı bir durum olmadığı görülecektir. Hücreler arası iletişim (ve çoğunlukla oluşabilen iletişimsizlik sorunları), günümüzde detaylıca bilinmektedir. Örneğin bir hücrenin kulak hücresi olacağına karar veren bir dizi genin varlığı tespit edilmiştir. Bu genlerin ne zaman aktive olacağının da hiçbir gizemli yanı yoktur: ilkin yapıdaki embriyonun ana rahmindeki konumuna bağlı olarak farklı hücreler, farklı fiziksel değişimler geçirmek durumunda kalırlar. Çünkü hücre içerisinde biriken kimyasalların derişim farkları, hücreleri farklı tiplerde değişimler geçirmeye zorlar. Bir noktadan sonra, farklı bölgelerde yerel olarak farklılaşan hücre grupları arasındaki etkileşimler de, bir sonraki basamakta ne gibi değişimler olacağını belirler. Genler, sırasıyla ve etraflarındaki fiziksel/kimyasal uyaranlar etkisi altında okunmayı sürdürdükçe, hücreler farklılaşır, değişir. Bunun sonucunda dışarıdan gözleyen biri, organizmanın büyüdüğünü ve geliştiğini görecektir. Elbette tüm bu konular ayrı ayrı ders kitaplarına girebilecek kadar geniş olduğundan, burada yüzeysel bir yaklaşım sunabiliyoruz. Dediğimiz gibi, detayları ve incelikleri konusunda düşünmeyi biraz da size bırakıyoruz. Fakat biliniz ki, gelişim biyolojisi dahilinde gelişimin tüm basamakları sadece fizik ve kimya yasalarıyla kolaylıkla açıklanabilmektedir (meraklılar ders kitaplarına başvurabilirler).

4) İç Dengeyi Koruma (Homeostasis): Canlıların varlıklarını sürdürebilmelerinin tek yolu, kimyasalları kullanarak ürettikleri enerjiyi harcayarak kendilerini düzensizliğe iten tüm faktörlere karşı gelmektir. Bunu bilim insanları iç dengenin korunması olarak tanımlamaktadırlar. Örneğin bir kaya, bizim kategorizasyonumuz dahilinde cansızdır. Bunu gösteren en temel özelliklerden bir tanesi kayanın fiziksel bütünlüğünü bozmak için sarf edeceğiniz çabaya (enerjiye) karşı koyabilecek bir kimyasal-fiziksel mekanizmasının bulunmayışıdır. İşte canlılığı modern kategorizasyon dahilinde ayırt etmemizi sağlayan bu en temel unsur bile, tamamiyle mekanik bir biçimde izah edilebilir. Örneğin yukarıda izah ettiğimiz yüz kaçırma refleksi, bu dengenin sürdürülebilmesi için önlem amaçlı geliştirilmiş bir tepkimeler bütününün sonucudur. İç denge, illa önlem içerikli olmak zorunda değildir. Örneğin vücudunuza gereğinden fazla asidik besinler/içecekler aldığınızda, vücut çevresine uygun olacak biçimde evrimleştiği dengeyi korumak adına alkalin yapılı kimyasallar salgılayarak asidi dengelerler (bunların salgısını tetikleyen asidin vücuda girişi sonucu hücrelerde meydana gelen kimyasal değişimlerdir). Dolayısıyla her canlı varlık, "elinden geldiğince" (yani genleri ve biyokimyasal yapısı izin verdikçe) iç dengesini ve yapısını korumaya çalışır. Bunu, enerji sarf ederek yapmak zorundadır (bkz: termodinamik yasaları ve evrim). Eğer başarılı olamazsa (enerjisi yetmezse), iç dengesi veya genel yapısı bozularak "ölür". İşte canlılık ile cansızlık arası geçiş böyle tanımlanmaktadır. Görülebileceği gibi tüm bu basamaklar tamamen mekaniktir.

5) Belli Bir Organizasyona Sahip Olma: Modern canlılık tanımının iki ayağından biri az önce izah ettiğimiz iç denge ise, ikincisi bu maddedir. Her canlı yapı iç denge sonucu korunan bir yapıya sahiptir. Modern canlılık tanımı dahilinde -az sonra anlatacağımız gibi- her canlı, varlığını koruduğu sürece organizasyonunu da korumak zorundadır. Aksi takdirde cansız konuma geçecektir. Organizasyona sahip olma durumu da, zaten adından da anlaşılabileceği gibi tamamen fiziksel bir konudur. Çünkü bir canlının dış yapısını, şeklini, büyüklüğünü, vücut ölçülerini belirleyen fizik yasalarıdır. Dünya'nın yerçekim ivmesi, üzerindeki birçok canlının şekilsel niteliklerini sınırlandırmaktadır. Örneğin Mars'a giden bir birey, orada yaşadıktan sonra Dünya'ya dönecek olursa buraya adapte olması neredeyse imkansızdır. Çünkü kütleçekim ivmesi Mars'ta, Dünya'dakinin 3'te 1'i kadardır. Bu da, tüm kemik yapısının fiziksel etkiler altında değişmesini gerektirir. Ancak kemiklerimiz bu kadar kolay değişemeyeceğinden ötürü, belli bir süre sonunda Mars'ta eriyerek küçülseler de, Dünya'ya dönünce tekrar sertleşerek eski hallerine dönemezler ve birey iskelet ve kas sorunları çeker. Araştırmacılar, Dünya'nın yerçekim ivmesi herhangi bir şekilde farklı olacak olsaydı, üzerindeki tüm canlıların fiziksel özelliklerinin de farklı olacağını izah etmektedirler. Çünkü organizasyonumuz, vücudumuzun dış yüzeyi ile iç hacmi arasındaki dengeyi de belirlemektedir. Bu denge, ancak belli sınırlara kadar korunabilmektedir. Bu sınırları belirleyen fiziki dış koşullardır.

6) Metabolik Faaliyetler Gerçekleştirme: Metabolizmanın mekanikliğini anlamanın en basit yolu, solunum gibi bir faaliyeti düşünmektir. Daha önce de değindiğimiz gibi, solunum bir yanma tepkimesidir. Yani oksijen, tıpkı demirin paslanması sırasında gözlemlediğimiz gibi bir tepkime sonucu, glikozu yakar (elbette, buradaki yanmaktan kasıt alev almak demek değildir). Bu yanma sonucunda oluşan kimyasallar, vücut içerisinde bulunan diğer kimyasal yolaklara katılarak, glikozun içerisindeki enerji açığa çıkarılmış olur. Böylece, yukarıda izah ettiğimiz gibi, üretilen enerji çeşitli işlerde harcanarak yapı sürdürülebilir. Diğer tüm metabolik faaliyetler de, tamamen kimyasal ve fiziksel etkilerle açıklanabilir. Örneğin "acıkma" refleksinin nasıl oluştuğunu düşünerek pratik yapabiliriz (ipuçları: midenin belli bir düzeyde boşalması, kandaki kimyasal oranlarında değişmeler, beyindeki bölgelerin uyarımı)

7) Adapte Olabilmek: Bunu canlılık kriterleri arasına eklemek bile ciddi bir tartışma konusudur. Çünkü adapte olmak bir özelliğin değil, bir sürecin adıdır. Bir yapının niteliksel ve niceliksel özelliklerine bakarak adapte olup olamayacağını anlayamayız. Zira, adaptasyon bir bireyin özelliği değil, bir popülasyonun özelliğidir. Bu sebeple adaptasyon yetisini bir canlılık unsuru olarak saymak doğru değildir. Zaten modern bilim dahilinde adaptasyon (ve evrim), canlılığın sonucunda var olabilen bir yasa olarak görülmektedir. Biyotanın (canlılığın) olmadığı bir yerde, biyolojik evrimden bahsedilemez. Adaptasyonu bir canlılık belirtisi olarak görmek, konu içerisinde bir paradoks yaratmaktadır. Bu yüzden günümüzde bu madde canlılık nitelikleri arasında kabul görmez. Ne var ki, göreceği varsayılsa bile, bu durum da tamamen fiziksel ve kimyasal süreçlerin etkisiyle izah edilebilir. Zira adaptasyonu mümkün kılan, yapıların iç denge ve organizasyonlarını korumak adına birbirleriyle mücadele etmek durumunda kalması (çünkü kaynaklar sınırlıdır, çevre acımasızdır) ve bu mücadelede her bir bireyin diğeriyle eşit özelliklere sahip olmamasıdır (bkz: genetik). Bunun sonucunda oluşabilecek tüm durumlar, basit fizik ve kimya yasalarıyla incelenebilmektedir.

Tüm bunlardan ve çok daha fazlasından görülebileceği gibi, canlılığı "canlı" yaptığını iddia ettiğimiz unsurların hiçbiri, cansızlıktan bağımsız olarak düşünülemez. Peki, eğer özelliklerin kendilerinin canlılık ile alakası yoksa, nasıl bunlara sahip olan varlıklar, diğer varlıklardan farklı olabilmektedirler?

Modern Canlı-Cansız Tanımı: Kimyasal Evrim

İşte bu noktada, bir gerçeği görmemiz şarttır. Etrafımızdaki bazı varlıklar, diğerlerine göre oldukça aktiftirler ve bütünlüklerini diğerlerine göre çok daha başarılı olarak koruyabilirler. Dolayısıyla etrafını inceleyen insanlar da, çoğunlukla kolay ve alışageldiğimiz bir biçimde canlılar ile cansızları birbirinden ayırabilirler. Peki böylesi niteliksel farklılıkların varlığı, canlı-cansız ayrımı yapabilmemiz için yeterli midir?

Hayır! Modern tanımlamada bile canlı ile cansızın özünde birbiriyle tamamen aynı olduğu gerçeği yatmaktadır ve bilim insanlarının büyük bir kısmı bu gerçeği kabul ederler. Dolayısıyla hangi tanım yapılırsa yapılsın, bu gerçek akıldan çıkarılmamalıdır: Canlı ve cansızlar arasında, hiçbir fark bulunmaz.

Peki, en azından anlaşma kolaylığı sağlamak ve varlıkları kategorize edebilmemiz açısından modern canlılık tanımı nasıl yapılmaktadır?

Bunun için aslında yapmamız gereken oldukça basittir: en başından beri insanların yaptığı gibi, etrafımıza bakmak gerekir. Ancak onların muğlak biçimde tanımladığının aksine, daha kapsayıcı ve net bir tanım yapmak yerinde olacaktır. Etrafımıza baktığımızda, bazı varlıkların bütünlüklerini aktif olarak koruyabildiklerini ve belirli, daha doğrusu düzenli bir organizasyonları olduğunu ve daha da önemlisi, bazı varlıklarda bu ikisinin aynı anda bulunduğunu görürüz. Bunun haricinde tanıma katmaya çalışacağımız her nitelik, gereğinden fazla istisna yaratarak tanımın kapsayıcılığını bozacaktır.

Şimdi, bu tanımı yapabilmemizi sağlayan şu 2 ana özelliğe daha yakından bakalım:

1) Organizasyon: Bu kavrama birçok farklı açıdan yaklaşmak mümkündür. Ancak bu noktada bizim ilgilendiğimiz organizasyon tipi, bütünlüğünü belli bir düzeye kadar koruyabilen ve dış etkilere karşı belli bir düzeye kadar dağılmayan bir yapının bulunmasıdır. Evren'deki her varlık, gerekli şiddetteki etkinin altında atomlarına ve hatta daha fazlasına ayrılacaktır (örnekler: bir bölgeye atılan atom bombası, insana hızla çarpan bir araba, kayaya indirilen bir balyoz darbesi, vs.). Ki zaten bu gerçek de bize her varlığın özünde aynı olduğunu ve canlı ile cansız ayrımının doğada bulunmadığını bir diğer açıdan göstermektedir.

2) Aktivite: Bahsedilen, belli bir düzeye kadar dengeli olan organizasyon içerisinde, temel olarak iki biyolojik amaca hizmet edecek çeşitli aktivitelerin düzenli olarak sürdürülmesi demektir. Bu iki temel biyolojik amacı (başka yazılarımızda daha detaylı anlatacağımız gibi) şöyle tanımlayabiliriz: hayatta kalmak (veya varlığını sürdürmek) ve üremek (veya çoğalmak). Bu aktiviteler, tamamen biyokimya temelli ve teknik olarak "cansız" olmakla birlikte, bizlerin yapacağı "canlı" tanımının belirlenebilmesi için, organizasyon ile birlikte olmazsa olmazdır. 

Canlılığı tanımlamamızı sağlayan aktivitenin en önemli bileşeni, genetik materyaldir. Çünkü organizasyonun sürdürülebilir olmasını sağlayacak olan aktivite, genetik kod tarafından düzenlenir. Şimdiye kadar genetik koda sahip olmadan tanımladığımız canlılığın iki niteliğini bir arada bulundurabilen hiçbir varlığa rastlanmamıştır. 

Dolayısıyla, burada anlaşılması gereken en önemli nokta, yukarıdaki iki olgunun mutlaka bir arada bulunması gerektiğidir. Eğer bu olguların ikisi de bir arada bulunmuyorsa, o varlığı, bizim "canlı" diyeceğimiz kategoriye koymak doğru olmayacaktır.

Biraz analiz yaparak örnekler üzerinden gidelim:

Kaya: Dev bir kaya parçası düşünün. Bu kaya parçasının belirli bir organizasyonu bulunmaktadır (dış şekli ve yapısı). Bu organizasyon, belli bir düzeydeki kuvvetlerin etkisinin bulunduğu durumlar haricinde oldukça sabit ve değişmezdir. Yani kolay kolay kırılmaz, dağılmaz, parçalanmaz. Bu özelliği ile kaya, canlılığın "organizasyon" kriterini sağlamaktadır. Ancak bu organizasyonu dahilinde hiçbir aktivite bulunmaz. Varlığını aktif olarak sürdürmesine olanak sağlayacak hiçbir olay bünyesinde gerçekleşmez. Bu açıdan kaya, net bir şekilde, modern canlılık tanımına göre "cansız" bir varlıktır.

Sinek: Öte yandan ufacık bir sinek, belli bir organizasyona sahiptir ve belli bir düzeye kadar kuvvetlere dayanabilmektedir. Bu açıdan, organizasyonu kolay kolay bozulmaz ve aradığımız kriteri sağlar. Aynı zamanda, organizasyonu dahilinde sürekli olarak hayatta kalma ve üremeye yönelik bir aktivite gerçekleşmektedir. Bu aktivite gerek beyninden kaynaklı olsun, gerek kas hücrelerinden kaynaklı olsun, bir şekilde, tamamen cansız tepkimelerle yürütülmesine rağmen, en nihayetinde hayatta kalma ve üremeye yöneliktir. Dolayısıyla sinek, iki kriterimize de uyarak canlı bir varlık olduğunu göstermektedir.

Sünger: Hayvanlar Alemi içerisinde bir şube olarak karşımıza çıkan bu canlı grubu, canlılığın oldukça muğlak bir tanım olduğunu göstermek için faydalıdır. Süngerler, esasında gelişmiş bir hücre kolonisidir. Dışarıdan bakıldığında cansız gibi gözükseler de, esasında hücrelerden oluşan ve belli bir şekle sahip olan yapılardır (yani bir organizasyona sahiptirler). Her ne kadar bu şekil asimetrik olsa da, bu canlılar dışarıdan bir etki olmadığı sürece bu şekillerini korurlar. Aynı zamanda, bu canlılar içerisinde bir aktivite de bulunmaktadır. Yani bu canlılar organizasyonlarını koruyabilmek ve varlıklarını sürdürmek için aktif olarak enerji sarf ederler. Ne var ki, organizasyonlarını bozmak son derece kolaydır. Eğer ki süngerleri bir rendeden geçirecek olursanız, milyonlarca hücreye ve hücre kümesine ayrılacaktırlar. İşte burada ilginç bir durum karşımıza çıkar: canlılık, adeta "el değiştirir". Artık sünger eski bütünlüğünü yitirmiştir, dolayısıyla canlı değildir. Ancak zaten artık ilgilenebileceğimiz bir yapı da kalmamıştır ortada. Elimizde kalan hücreler ve hücre yığınları ise organizmalarını ve aktivitelerini sürdürebilirler, dolayısıyla halen canlıdırlar. Üstelik bu parçalar bir araya gelerek yeni bir sünger yapısı oluşturabilirler. Bu bize yaşam ve ölümle ilgili çok ilginç fikirler verebilir. Her ne kadar süngerlerde organizasyonun bozulması tolere edilebiliyor olsa da, daha karmaşık canlılarda bu mümkün olamamaktadır. Ancak canlılığın yapının durumuna göre belirlendiğine dair güzel bir örnek olarak bunu da sunmak istedik.

Virüs: Virüsler, çok uzun süreden beridir canlı mı yoksa cansız mı olduğu tartışılmakta olan; ancak çok büyük oranda bilim insanı tarafından "cansız" olduğu kabul edilen yapılardır. Bizim yaptığımız tanım dahilinde, zaten canlı olamayacağı kolaylıkla anlaşılabilmektedir. Çünkü virüslerin, belli bir konak hücre haricinde varlıklarını sürdürürken belli bir organizasyonları daima bulunur. Bir kılıf içerisinde, geçici olarak işe yaramayan bir genetik madde, sürekli olarak bir oraya bir buraya savrulur. Genellikle kristalize (ve net bir şekilde cansız) olarak bulunan bu yapı içerisinde herhangi bir aktivite olmadığı için virüsler konak dışarısındayken cansızdır (virüsler bir konak olmadan herhangi bir faaliyet gerçekleştiremezler). Peki ya konak içerisindeyken? Bu defa da, virüsün kılıfı, hücrenin dış çeperine yapışır ve genetik madde hücrenin içerisine akar. Bu genetik madde (virüsü temsil etmektedir), her ne kadar artık aktiviteye sahiptirse de, bu defa da kendisine ait bir organizasyonu bulunmamaktadır. Üstelik aktivitesi de oldukça sınırlıdır. Genetik materyal organizasyonunu korumak amacıyla enerji harcayamaz, dolayısıyla organizasyonu aktif olarak koruyamaz. Dolayısıyla virüs, hücre içerisinde de cansızdır. İşte buradan da anlaşılabileceği gibi virüsler, "canlı olmaya çok yakın olmalarına rağmen henüz olamamış, cansız" varlıklardır.

Tabii, tüm bu kategorizasyonu yaparken tekrar tekrar uyarmakta fayda görüyoruz: Doğada, aslında bu ayrım yoktur! Bu tanımlamayı insan türü olarak biz, birbirimizle iletişim kurabilmek ve doğadaki varlıkları kategorize edebilmek için var etmekteyiz. Dolayısıyla özünde bakıldığında bir virüs de, bir insan da cansızdır! Eğer ki bir gün bir kömür parçası, kategorizasyon yapabilecek düzeye ulaşacak olsaydı (bu, hipotetik bir açıklamadır), emin olun ki kategorizasyon için kullandığı öncelikler, bizimkilerden tamamen farklı olacaktır. Muhtemelen elmas ve grafit ayrıcalıklı olacak, bizleri var eden nükleotitler ve proteinler gibi diğer yapılar ikinci planda tutulacaktır. Bizim kategorizasyonumuzda da canlılar ön plana alınmaktadır ve cansızlar ikincil planda tutulmaktadır. Çünkü biz, kendimize ait özellikleri gördüğümüz yapılara öncelik/üstünlük vermekteyiz. 

Peki, en başından neden böyle bir ayrım görüyoruz? Doğada neden farklı özellikte yapılar var? Cansız özellikleriyle canlı özellikleri neden doğada var? İşte burada karşımıza kimyasal evrim kavramı çıkıyor.

Kimyasal evrim, Evrimsel Biyoloji'nin bilimin ve yaşamın her alanına dahil olmasıyla birlikte, biyokimya alanında çalışan bilim insanlarının keşfettikleri son derece güçlü bir doğa yasasıdır. Bu yasaya göre, canlılar üzerinde net bir biçimde gözlemlediğimiz evrimsel yasalar, biyokimyasal moleküller düzeyinde de geçerli olabilmektedir. Çünkü farklı molekül kombinasyonlarının oluşturduğu yapıların bazı versiyonları çevreye daha uyumluyken, bazıları daha uyumsuz olabilecektir. Bu yapıların, nükleotitlerin tepkimeleri yönlendirici özelliğinin etkisi altında evrimleşmeleri kaçınılmazdır. Çünkü her seferinde, genetik yapıdan ötürü oluşabilen biyokimyasal dizilerin ortama en uygun olanları varlıklarını sürdürebilecek ve canlılığın cansızlıktan evrimine katkı sağlayabilecektir. Yapısı uyumlu olmayan kimyasallar ise en başından elenecek veya canlılığa herhangi bir katkı sağlayamayacaktır. Bu da, canlılığın cansızlık içerisindeki evrimi sırasında olmuş olabilecek olaylara ışık tutmamızı sağlar. Üstelik, yapılan biyokimya deneylerinde kimyasal evrimin mümkün olduğu ve canlılığın evrimleştiğini düşündüğümüz okyanus tabanlarındaki volkanik bacalar etrafında geniş bir kimyasal çeşitliliğin bulunduğu ispatlanmıştır. Çeşitliliğin genişliği, evrimin de kaçınılmaz olduğunu göstermektedir.

Bu açıdan bakıldığında, vücudumuzda bulunan karbon ile kömür içerisinde bulunan karbon birbiriyle tamamen aynıdır. Peki neden bizdeki karbondan ve benzeri moleküllerden ötürü biz "canlı" olurken, kömür "canlı" olamamaktadır? Bunu, yukarıda yaptığımız gibi keyfi kategorizasyonlarımız haricinde açıklamanın bir yolu yoktur. İşte bu yüzden canlılık ile cansızlık arasında fark olmadığını belirtiriz.

Fakat aynı karbon atomlarına sahip kömür ve insan gibi varlıkların, birbirinden bu kadar farklı özelliklere sahip olabilmesinin sebebi, karbonun en başlarda, Dünya'nın oluşumundan sonraki 600 milyon yıl içerisinde, farklı alanlarda, farklı şekillerde değişmiş olmasındandır. Örneğin, sonraki yazılarımızda izah edeceğimiz koaservatların (en ilkin hücre yapısı) bünyesindeki karbon, günümüze kadar gelecek Hayat Molekülleri'nin temelini oluştururken, toprağın altında biriken karbon önce kömürü ve sonrasında elması oluşturmuştur. Karbon aslında aynı karbondur ancak ürün, çok uzun değişimler sonucunda, tamamen farklı olmaktadır. İşte kimyasal evrim, aynı karbonun bu kadar farklı nitelikte yapılar oluşturacak şekilde yönelmesinin sebeplerini açıklayabilmektedir.

Sonuç

Sonuç olarak, canlılık ve cansızlık sadece tanımlardan ibaret olan, iki varlık tipidir. Bu iki varlık tipi, tıpkı tüm canlıların ortak bir atası olması gibi, tüm varlıkların ortak atası olan ve genellikle (ve doğrulukla) "cansız" olarak düşünülen maddeden evrimleşmiştir. Özünde, ikisi de aynı cansız varlıktan, maddeden (ya da enerjiden) oluşmaktadır. Sadece, aşırı uzun süreli farklılaşma, onlar arasındaki bu derin farkları doğurmaktadır. Günümüzde, insanın sıradışı (!) olduğunu "düşünmemizi" sağlayan "düşünce" bile, tamamen cansız, elektro-biyokimyasal olaylar zinciri ile kolaylıkla açıklanabilmektedir.

Doğada, hiçbir varlığın doğa üstü bir özelliğine rastlanmamıştır ve şimdiye kadar ortaya atılan tüm doğa üstü iddialar, bilimsel gerçeklerle düzeltilmiş ve etkisiz kılınmıştır. Canlılık ve cansızlık da, her ne kadar günlük hayatta sıklıkla aksini kullansak da, birbiriyle tamamen aynı yapıya sahip, sadece özelleşme ve değişme konusunda farklılaşmış olan varlık tipleridir.

Bunu anlayan biri, Darwin'in heyecan ve hayranlıkla ifade ettiği bu yaşam görüşündeki muhteşemliği fark edebilecektir. Üstelik bu muhteşemliğin gücünü arttıran, bu hayat görüşünün gücünü doğadan ve salt gerçeklerden alıyor olmasıdır.