Canlılığın Kökenine Dair

Dünya üzerinde yaşam nasıl ortaya çıktı? Bu konuda birden fazla görüş, birden fazla hipotez var. Canlılığın temelini oluşturan moleküller, bir kısım araştırmacıya göre, gezegen üzerinde kendiliğinden meydana geldi. Bir kısım araştırmacıya göre ise bu süreçte, uzaydan gelen moleküler “canlılık tohumları” rol oynadı. Bilim dünyası, her iki görüşe yönelik araştırmalar ve deneyler yürüterek, bu sorunun henüz kesin olmayan cevabını aramaya devam ediyor.

Gezegenimizdeki canlılığın ortaya çıkmasından bu yana 3 milyar yıldan fazla zaman geçti. Şu anda doğada gördüğümüz canlılık çeşitliliğinin öyle o kadar kolay ortaya çıkmadığı kesin. Daha da kesin olan şeyse, o ilk ortaya çıkışın çok daha zor olduğu. Neden mi? Çünkü işin özü her zaman kimya. Ve kimya, daima belirli kurallar istiyor. Atomların bir araya gelebilmeleri de, sonrasında bir arada kalabilmeleri de belirli koşulları gerektiriyor.

Bizim bildiğimiz şekildeki canlılığın yapı taşları olarak kabul edilen belirli elementler var. Örneğin, en basit moleküller arasında yer alan karbonhidratlar (kaba tabirle şekerler) için karbon, oksijen ve hidrojen gerekli. Bir üst aşamaya, yani amino asitlerin temel yapısına geçmek istersek, bu tarife iki element daha eklememiz gerek: azot ve fosfor. Elimizde sadece beş tane element var. Ancak bu beş elementin farklı sayılarda ve farklı şekillerde bir araya gelmesiyle, daha da önemlisi bir arada kalabilmesiyle, bir sürü karbonhidrat ve amino asit elde edebiliyoruz. Amino asitlerin farklı sayılarda ve farklı şekillerde bir araya gelmesiyle de proteinler oluşuyor. Ya DNA ve RNA? Onlar için de yine bu beş element gerekli.

Peki, bu elementler Dünya’da nasıl oluştular ve nasıl bir araya geldiler? İşte çok ama çok uzun zamandır cevabı aranan soru da tam olarak bu. Bu süreci başlatan şey, bir yıldırımdan kaynaklanan elektrik deşarjı mıydı yoksa kil katmanlarının içinde bulunan mineral kristalleri miydi? İlk oluşan molekülleri Güneş’in yok edici ışınlarından koruyan şey, buzulların altında oluşmaları mıydı? Yoksa denizin derinliklerinde ortaya çıkmış ve derinliğin koruyucu kucağında mı yok olmadan kalabilmişlerdi?

Londra’da bulunan University College (UCL) araştırmacıları, 2019 yılının sonunda yayımladıkları bir çalışmada, canlılığın denizlerin derinliklerinde bulunan hidrotermal ağızlarda oluştuğu ihtimalini destekleyen yeni kanıtlar sundular. Bu ağızlar, Dünyamızın kabuğunda bulunan minerallerin deniz suyuyla temas ettiği noktalar. Sıcak, tuzlu, alkali (yani pH derecesi 7’nin üzerinde) ve hidrojen içeriği zengin bir çorba düşünün. Bu çorba, az önce bahsettiğimiz üç temel elementin (karbon, oksijen ve hidrojen) kimyasal tepkimelere girip de karmaşık yapılı moleküller oluşturabilmesi için gerçekten uygun bir ortam olabilir mi?

Bu tip moleküller deneysel ortamlarda ilk kez oluşturulmuş değil. Ama daha önce hep soğuk veya serin, tatlı sularda başarıya ulaşılmıştı. Hidrotermal ağızlardaki ortamı taklit eden deneylerse elle tutulur bir sonuç verememişti. UCL ekibinin başındaki Dr. Sean Jordan’a göre bunun nedeni, az sayıda moleküle odaklanmaktı. Doğadaki molekül yelpazesinin son derece geniş olduğunu göz önünde bulunduran UCL bilimcileriyse, daha önce kullanılmayan bazı molekülleri işin içine kattılar ve ilk kez böyle bir ortamda moleküllerin kendi kendilerine oluştuklarını göstermeyi başardılar. Çalışmada ayrıca; uzun karbon zincirlerinin ortamdaki yüksek sıcaklık sayesinde veziküller (kesecik benzeri yapılar) oluşturabildikleri, bu veziküllerin elektrik yüklerini suyun alkali özelliği sayesinde koruyabildikleri, tuzun da bu vezikülleri çok daha kararlı hale getirmede rol oynadığı görüldü.

Yani hidrotermal ağızlar, bu çalışma sayesinde “adaylar arasında biz de varız” dediler. Nitekim dünyanın en eski fosillerinin bir kısmı da bu tip ortamlarda bulundu.

Gelelim, Dünya üzerindeki canlılığın, uzayın başka bir yerinden gelmiş olabileceği görüşüne (ki bu görüşe panspermi deniyor). Uzayda yaşam izleri arayan bilim insanları, sadece başka potansiyel “alternatif Dünyalar” aramıyorlar. Yaşamın yapı taşları olarak kabul etiğimiz bazı moleküllerin uzayda seyahat etme olasılıklarını da araştırıyorlar. Gerçi böyle bir senaryoda “canlılık nasıl ortaya çıktı?” sorusu yine de geçerli. Sadece bu ortaya çıkışa sahne olan yer (ve doğal olarak da ortam koşulları) değişmiş oluyor.

Japonya’daki Tohoku Üniversitesi’nden jeokimyacı Yoshihiro Furukawa ve ekibi, Kasım 2019’da yayımlanan çalışmalarında, Dünya’ya düşen göktaşlarında riboz ve diğer şekerlerin varlığını tespit ettiklerini açıkladılar. Kuyrukluyıldızlar ve göktaşları gibi “uzaylı” cisimler üzerinde daha önce de çeşitli şekerler, etanol gibi alkoller, fosfat dahil muhtelif elementler, hatta amino asitler bulunduğu keşfedilmişti. Ama riboz varlığı ilk kez gösterildi.

Riboz, RNA yapısına katılan beş karbonlu bir şeker. Ve canlılığın kökeni söz konusu olduğunda, büyük önem taşır. Nedeniyse şu: “DNA mı daha önce ortaya çıktı yoksa proteinler mi?” sorusunda bir nevi “tavuk mu yumurtadan çıktı yoksa yumurta mı tavuktan?” benzeri bir ikilem var. Şöyle ki, DNA sentezi için proteinler gerekiyor, proteinlerin sentezi içinse DNA. İşte tam bu noktada yardıma yetişen molekülse, evet, RNA. Çünkü bu molekül, DNA gibi genetik bilgi taşımakla kalmıyor, bir enzim gibi işlev görerek hem DNA hem de protein sentezinde rol oynayabiliyor. RNA’nın olmazsa olmazı riboz da işte bu yüzden önemli.

Çok daha yakın zamanda, 2020 Şubat sonunda da, PLEX Corporation ve Harvard Üniversitesi işbirliğiyle yayımlanan bir çalışma ilk kez bir göktaşı bileşiminde protein keşfedildiğini duyurdu. Demir, lityum ve oksijen elementleri içeren bu protein, yani hemolitin, Dünya dışındaki bir kaynakta rastlanan ilk protein olarak bilim tarihine geçti.

Bir göktaşı üzerinde protein keşfetmenin neden bu kadar heyecan verici olduğunu anlamak zor değil. En basit molekülün bile kendi kendine oluşması için bir sürü koşulun doğru şekilde ve doğru bileşimde denk gelmesi gerekiyorken, protein gibi son derece karmaşık bir molekül söz konusu olduğunda nasıl bir tesadüfler zinciri gerektiğini düşünün. Araştırmacılara göre bir olasılık, yolculuğu süresince bu göktaşı inanılmaz şanslı bir kimyasal geçmiş yaşadı; tüm yapı taşları doğru zamanda, doğru şekilde karşı karşıya gelerek birleşti. Kim bilir, belki yakın gelecekte başka şanslı geçmişlerden sıyrılıp gelen göktaşları, bize daha heyecan verici keşifler sunar.