İlk canlı nasıl ve neden çoğaldı ya da üredi?

Bunu anlamak için önce ilk canlıların enerji kaynaklarını anlamalıyız.

Canlıların besin edinmek, dolayısıyla enerji üretebilmek için bildiğimiz 3 temel yöntemi bulunuyor: ototrofi (fotosentez gibi yöntemlerle kendi besinini üretebilme), heterotrofi (avlanarak beslenme) ve kemotrofi (etraftaki kimyasal tepkimelerden faydalanarak enerji üretme). Genellikle okullarda, ilk canlıların heterotrof oldukları öğretilmektedir. Ancak liselerde öğretildiğinin aksine, günümüzde Heterotrof Hipotezi de geçerli kabul edilmemekte; en azından öğretildiği şekliyle kabul edilmemektedir. Okullarda genelde Ototrof Hipotezi'nin ilk olarak ileri sürüldüğü, sonrasında ise yanlışlanarak Heterotrof Hipotezi'nin kabul ediliği öğretilir. Bu tam olarak doğru değildir. Üstelik bu hipotezler, aslında Abiyogenez Teorisi'nin alt başlıklarıdır; ancak öyle oldukları asla öğrencilere söylenmez. Sanki öylesine konularmış gibi geçiştirilir. Halbuki bunlar, cansızlıktan ilk olarak evrimleşen canlılığın nasıl enerji ürettiğine yönelik modern bilimin yaklaşımlarıdır.

Ototrof Hipotezi

Ototrof Hipotezi, ilk canlıların fotosentez ile enerji ürettiklerini ileri sürer. Ancak bu (okullarda da öğretildiği gibi) pek makul değildir; çünkü yaşamın temellerinin okyanus temellerindeki volkanik bacalarda ve bu bacaların içerisindeki kimyasalca zengin, sıvı açısından seyreltik mikroodacıklarda oluştuğunu bugün biliyoruz. Muhtemelen yaşamın başladığı bu okyanus tabanları, günümüzdeki kadar olmasa da yine de yüzlerce metre derinliğe sahipti ve dolayısıyla Güneş ışınları buraya ulaşamıyordu. Bu sebeple fotosentez (ışıktan enerji üretimi) yönteminin ilk olarak evrimleşmesi mümkün değildi. Bu hipotez, yaşamın atmosferde veya karalarda değil, okyanus tabanlarında başladığını keşfetmemizle birlikte terk edildi.

Heterotrof Hipotezi

Bunun üzerine bilim insanları Heterotrof Hipotezi üzerinde durdular: ilk canlıların birbirlerini yiyerek enerji ürettikleri fikri. Bu, Ototrof Hipotezi'ne göre çok daha makul bir yaklaşımdır. Çünkü gerçekten de ilkin hücreler birbirleriyle kimyasal olarak etkileşebilirler; hatta basit seviyeli bir fagositoz (cisimleri hücre içine alarak "yemek") bile muhtemelen yapabiliyorlardı. Ancak kısaca "avlanarak beslenme" diyebileceğimiz heterotrofi de muhtemelen canlılığın ilk enerji bulma yöntemi değildi. İlkin canlıların çok erken dönemde etraflarındaki büyük molekülleri "yiyerek" enerji sağlamaya başladıkları doğrudur; ancak bu, çok büyük ihtimalle "ilk yöntem" değildir.

Kemotrof Hipotezi

Bu da bizi son ve en muhtemel seçeneğe götürüyor: Kemotrof Hipotezi. Abiyogenez yazı dizimizden okuyabileceğiniz gibi, canlılığın tamamen doğal ve kimyasal süreçlerle cansızlıktan evrimleştiği düşünülmektedir. Dolayısıyla canlılığı "canlı" yapan enerji üretimi ve bunun düzensizliğe karşı koymak için kullanımı da kimyasal tepkimelerle mümkün olmaktaydı. İlk canlıların enerjilerini etraflarındaki kimyasalları ve bunların doğal olarak girdikleri kimyasal tepkimeleri kullanarak, herhangi bir avlanma veya ışığa muhtaçlık olmaksızın üretebildikleri düşünülmektedir. Buna yönelik her geçen gün önemli verilere ulaşılmaktadır.

Günümüzde iki temel kemotrofi türü vardır: organik kemotrofi (kemoorganotrofi) ile inorganik kemotrofi (kemolitotrofi). Aslında kemotrofi, enerji üretilen kimyasalların vücuda göre konumuna bağlı olarak heterotrofinin ya da ototrofinin bir alt başlığı olabilir. Bazı kemotroflar dış tepkimelerden enerji üretirken (yani bir nevi dışarıda üretilen enerjiyi "yiyerek" kullanırken), bazıları vücutlarının içerisinde bu kimyasal tepkimelerin ürünü olan enerjiyi tüketirler (yani bir nevi kendileri üretirler). Dolayısıyla kemotroflar, heterotrof ya da ototrof olabilirler. Ancak ilk canlıların, heterotrofik kemotrof oldukları düşünülmektedir: yani kendi vücutları dışarısındaki kimyasal tepkimelerden üretilen enerjiyi tüketen yapılar... Bu sebeple okullarda "Heterotrof Hipotezi kabul edilmektedir." şeklinde öğretilir.

Sonuç

Mart 2013'te Science dergisinde yayımlanan bir makale, Dünya'nın karanlık okyanus tabanlarında yaşayan mikropların, etraflarındaki kayalarda meydana gelen kimyasal tepkimelerden faydalanarak, tamamen kemosentez (kimyasal sentezleme) yöntemiyle enerji üreterek hayatta kalabildiklerini göstermektedir. Tam da beklendiği gibi, bu mikroorganizmalar da volkanik bacaların etrafında ve bu bacalar içerisindeki odacıklarda yaşamaktadırlar. Bu canlılar, ne Güneş ışığına ihtiyaç duyarlar, ne oksijene, ne de avlanmaya... Gezegenimizin %60 civarını kapsayarak okyanus tabanlarında yaşayan bu canlılar, muhtemelen gezegenimizin en büyük ekosistemini oluşturmaktadırlar. Bu, şu anlama gelir: Dünya gezegeninin en büyük ekosistemi, bizlerin hiç de alışık olmadığı bir şekilde enerji üretmekte ve hayatta kalmaktadır.^[1]

Bütün bu koşullar altında ilk canlılar, yani koaservatlar, belli bir büyüklüğe eriştikten sonra ya patlayarak yok olacaklardı ya da bir şekilde küçülecek ve yaşamayı sürdüreceklerdi. Bunun sebebi biyolojik değil, fizikseldir.

Yapılarından ötürü bu ilk koaservatların neredeyse hiçbiri bu soruna bir çözüm bulamadı ve yok oldular. Bu atalar yok oldukları için, günümüzdeki canlılık da bunların torunları değiller. Bir diğer deyişle, "üreyemeyen ataların" torunları da hiç var olmadığı için, bu soy hatları günümüze kadar ulaşamadı.

Ancak bir grup koaservat, bugünkü amitoz bölünmeye benzer şekilde, çok ilkel bir "ikiye ayrılma" özelliğine sahiplerdi. Buna sebep olan kimyasal kombinasyonlara sahip olanlar, kendilerinden ürettikleri kopyalara da bu kimyasal dinamiği aktardılar. Çünkü ilkin torunlar, atalarının kimyasal derişimini birebir taklit etmektelerdi. İşte bugün var olan her canlı, bu "üreyebilen koaservatların" birer torunu. İşte tam da bu nedenle halen varlıklarını üreyerek sürdürüyorlar.^[2]