Günümüzde yaşayan canlıların nasıl bir evrim süreciyle bugünkü hallerini aldıkları çok uzun zamandır bilim insanlarının tartışma konusudur. Canlıların evrimi Evrim Kuramı ve genetik araştırmalar sayesinde artık büyük oranda aşama kat edilmiş olan bir tartışmadır. Buna göre canlıların milyarlarca yıl boyunca basitten karmaşığa evrimleştiğini artık biliyoruz.
Peki her şeyin başlangıcı nasıl oldu? Dünyada ilk canlı yaşamı ne zaman ve nerede başladı? Deniz Şahin, Bilim ve Gelecek Kitaplığı’ndan çıkan 50 Soruda Yaşamın Tarihi başlıklı kitapta bu soruları şöyle yanıtlıyor: (1)
“Dünyada yaşam ne zaman başlamıştır?
“Elde edilen en eski fosil kaynakları, yaşamın dünya üzerinde milyarlarca yıldır var olduğunu gösteriyor. Güney Afrika ve Avustralya’da bulunan ve “stromatolit” adı verilen tarihöncesi fosil kayalar, önemli mikro fosil kaynaklarıdır. (Şekil 1) Mikroorganizmaların üst üste katmanlar halinde birikmesi ile oluşan bu kayalardaki fosil örnekleri, yaşamın günümüzden en az 3,5 milyar yıl önce var olduğunu gösteriyor. Kayalar üzerinde, özellikle siyanobakterilerin (mavi-yeşil alg olarak da bilinir) ataları olduğu düşünülen hücre fosilleri yoğun olarak bulunuyor.
“Yine bu dönemden kalma kayalarda yapılan incelemelerde 3,8 milyar yıllık biyolojik karbon örneklerinin bulunması da, canlılığın ilk ortaya çıkışının bu döneme kadar geriye gidebileceği anlamına geliyor.
“Yaşamın nasıl başladığının çözülmesi hem heyecanlı hem de meydan okuma gerektiren bilimsel bir problemdir. Şimdiye kadar 3,5 milyar yıldan eski fosil örneği bulunamamıştır. Dünya’nın ilk zamanlarındaki kimyasal ve fiziksel şartlarını bilmediğimizden, ilk organizmaların oluştuğu ortam koşullarının tekrar yaratılması zordur. Yine de, araştırmacılar kendiliğinden çoğalan organizmaların nasıl oluştuğunu ve evrimleşmeye başladığını anlamak üzere hipotezler kurmuşlar ve bu hipotezlerin olasılığını laboratuvar şartlarında test etmişlerdir. Bu hipotezlerin hiçbiri üzerinde genel ortak bir uzlaşmaya varılmamışsa da, bu tür temel soruların çözümünde ilerlemeler kaydedilmiştir.
“Yaşam nerede başladı?
“Yaygın olan bilimsel görüşe göre yaşam, ilk Dünya’nın oksijen ya da oksitleyici diğer gazlar bulunmayan indirgen ortamında oluşmuştu. İnorganik moleküllerden organik moleküller oluştu ve birikti. Karmaşık yapıdaki biyomoleküller de, bu organik moleküllerden oluştu.
“İlk hücrelerin büyük olasılıkla fermentatif heterotroflar (2) olduğu düşünülüyor. Henüz oksijenli solunum ya da fotosentez gelişmemişti ve gerekli enerji ortamda bulunan enerji kaynaklarından sağlanıyordu.
“Yaşamın dünya üzerinde nerede ortaya çıktığı sorusu kesin olarak cevaplandırılamasa da, farklı hipotezlerde öne çıkan yerler arasında okyanus diplerindeki hidrotermal bacaların çevreleri ya da volkanların çevrelerindeki ufak su birikintileri bulunuyor. Yaygın olarak kabul edilen fikir ise, yaşamın sularda ortaya çıktığıdır. Bunun nedeni ise, ilkel Dünya atmosferinde henüz ozon tabakası bulunmadığından, Güneş’ten gelen yüksek enerjili ışınların canlılığın atmosferde oluşmasını büyük ihtimalle engelleyecek oluşudur.
“Şimdi önde gelen hipotezlerden okyanus diplerindeki hidrotermal bacalara göz atalım. Bu bacalarda kimyasalların bolluğu ve sağladığı enerji, ilk canlılığın başlaması için uygun ortam oluşturmuş olabilir. (Şekil 2) Deniz suyu, okyanus dibindeki çatlaklardan diplere doğru sızar ve alt tabaka olan manto tabakasının sıcaklığıyla ısıtılarak tekrar yukarı çıkar. Deniz tabanından çıkan su, çok sıcak (400 °C) ve mineral bakımından oldukça zengindir. Özellikle demir ve sülfür daha sıcak olan “siyah duman bacalarından” salınırken; baryum, kalsiyum ve silikon ise sıcaklığı daha düşük olan “beyaz duman bacalarından” salınır. Bu suyun kaynamayışının nedeni, okyanus dibindeki yüksek basınçtır. Sıcak su okyanus tabanının soğuk suyu ile karşılaştığında, mineraller çökerek bu bacaları oluşturur. Suyun tam çıkış bölgesi aşırı sıcak olduğu halde, çevresine doğru daha ılımlı sıcaklık kuşakları oluşturur. İşte bacanın sıcak suyu ve okyanusun soğuk suyu arasındaki ılıman bölgeler, enerji ve mineral açısından zengin, ilk hücrelerin ortaya çıkabileceği düşünülen yerlerdir. İlk defa 1977’de ortaya çıkarılan hidrotermal bacaların Pasifik ve Atlantik Okyanusları’nda diğer örnekleri de bulunmuştur. Bacalar çevresinde, ışıksız ortamda, farklı bakteri türlerinden dev boru kurtçuğuna, midyeden karidese kadar farklı türler yaşamlarını sürdürmektedir.”
Haftaya yeni bir soruyla yine birlikte olacağız. O zamana kadar yaşamın başlangıcına ilişkin şu eğlenceli animasyona (3) göz atabilirsiniz:
Kaynaklar:
1) Şahin, Deniz, 50 Soruda Yaşamın Tarihi, Bilim ve Gelecek Kitaplığı, İstanbul, 2011, ss.123-125.
2) Fermentatif heterotrof: Oksijensiz ortamda yaşayan, fermantasyon yapan ve büyümek için hazır organik karbon tüketen organizmalardır.
3) Jon Perry, “Can Science Explain the Origin of Life?”, Stated Clearly youtube kanalı, 31.03.2014.
