felsefe taşı

Organik Moleküllerden Volvox’a

Organik Moleküllerden Volvox’a
Ekim 08
14:57 2015

Sevgili okuyucu yolculuğumuzun yeni bir aşamasına ulaştık. Daha önceki yazılarımızda atlamalar yaparak evrimin değişik aşamalarına yer vermiş ve bir yazıda amino asitlerin dünya ve evrendeki oluşumunu ve deneysel kanıtını sunmuş bir diğer yazıda da insanın evrimini anlatmaya çalışmıştık. Bu konuda derin bilgiye ulaşmak isteyen okuyucu elbette gerek bilimsel makaleleri gerekse bu konudaki çeşitli zorluk derecelerinde bulunan kitapları okuyabilirler, burada sadece konunun genel hatlarını çizmek istiyorum. Yazılarımızda iki noktamız açık kaldı birisi bugün okuyacağınız organik bileşiklerden insana olan yolculuk ki, elbette bu, milyarlarca yıl süren çok uzun ve derin bir yolculuktur, ne tek bir makale ne kitaplar anlatmak için yeterlidir. Ve bizim yapacağımız sadece genel mantığını vermekten ibarettir. Diğeri ise büyük patlamadan itibaren yine benzer bir süreçle dünyaya kadar olan yolculuk, ona bir başka yazıda değineceğim.

Hani herkes bilim kurgu sever, uzayda başka bir yerde bir yaşam vardır, oraya gideriz ve onlarla temasa geçeriz, bu temas bazen barış bazen savaş şeklinde olabilir. Ama bana kalırsa bilim kurgunun ta kendisi bilimdir. Bilim öyle heyecan verici ve sonsuz bir yapı ki, insan içinde var olan özellikleri, doğal evrimsel süreçleri gördükçe, başka insanlar neden bilim kurguya ihtiyaç duyar diye de düşünmeden edemiyor.

Her şeyden önce daha ilk yazımızdan (Hayat Ölümden Doğar) itibaren yaşam ile ölümün bir arada yürüdüğünü ama hiç kuşkusuz yaşam ilk başlangıcında canlılığın cansız maddelerden ortaya çıktığını vurgulamıştık. Her şey kesinlikle kendinden önceki başka bir şeyden (canlı ya da cansız) türer. İster meteorlarla dünyaya getirilsin ister dünya atmosferinin kendilerine sunduğu olanaklarla ortaya çıksın, daha önceki yazımızda sözünü ettiğimiz gibi amino asitler, yine meteorların dünyaya çarpması sonucu ortaya çıkan kraterlere, o günkü atmosferik koşullarda yaşanan aşırı yağışlar ve meteorların içinde bulunan suların dolması nedeniyle, bu suların içinde dünyanın onlar için gerekli koşulları sağlaması nedeniyle ortaya çıkmışlardı. Ki bildiğiniz gibi bu dönemde dünyada serbest oksijen yoktu ve olsaydı eğer, yaşam zaten oluşamazdı çünkü oluşacak bütün organik bileşiklerin yanmasına neden olurdu. Oksjien suyun içinde bağlı biçimde bulunuyordu. Diğer maddeler ise yerin içinde tektonik hareketler nedeniyle hidrotermal bacalar aracılığıyla açığa çıkan amonyak, metan ve su buharı idi. Oparin ve Calvin bu maddelere ek olarak, karbonhidratların, yağların da herhangi organik bir maddenin dahli olmadan denizlerin dibinde inorganik maddelerden oluştuklarını deneysel olarak kanıtladılar. Böylece dünya üzerindeki o zamanki denizler organik bir et suyuna döndü. Ve birbiri üzerine biriken bu organik ama canlı olmayan maddeler birbirleri ile kimyasal bağlar kurarak daha kompleks molekülleri oluşturdular. Yağ molekülü bunlardan biridir ve yağ molekülü Karbon, Hidrojen, Oksijen ve Nitrojen atomlarının yan yana dizilmesiyle oluşur. Böylece son derece basit bir şekilde sözünü ettiğimiz moleküller o günkü atmosferin oluşturduğu koşullar nedeniyle yan yana gelip basit yağ molekülünü oluşturmuşlardır. Yağ molekülünün bir özelliği etrafına suyu çekmesi yani su sever olmasıdır ki evrim için ilginç biçimde en önemli özellik de budur. Yağların bir de suyu sevmeyen kısmı vardır ki, o molekülün iç kısmında durur. Dış kısmı ise su ortamında suyu seven moleküllerin oluşturduğu yapıdır ve bu iki katmanlı yağ molekülü çevresine suyu sararak durur ve suyu içeri geçirmediği için su onun için bir zırh oluşturur. İşte şimdi size ilk atamızı tanıtmaktan onur duyuyorum. Koaservat. Atmosferin bütün zararlı radyasyon etkilerinden uzakta, okyanusların tabanında, hidrotermal bacaların etrafında bundan 3,9 milyar yıl kadar önce hücreye benzeyen ilk yapı olan Koaservat işte böyle meydana geldi ve o bugünkü bilimsel bilgilerimiz ışığında tüm canlıların ilk atasıdır. Ve görünümü sistem bu noktaya resim koymamıza izin vermediği için aşağıdaki linkte görebileceğiniz gibidir:

http://www.microporetech.com/coacervate.html

Böylece moleküler evrim dediğimiz henüz canlılık aşamasına ulaşmamış ama bugün sizlerin bu yazıyı okumasını sağlayan evrim başlamış olmaktadır. Artık hücre içi yapıları dış ortamdan arınmış, hücre içinde bir miktar sıvı bulunmaktadır ama bu tüm bu yapı dış ortamdaki sudan tamamen ayrılmış durumdadır. İşte bu ilk hücredir ve ilginç bilgi şudur; günümüz canlılarının hücre içi tuzluluk oranları okyanusun tuzluluk oranıyla temel anlamda aynıdır. İşte ben buna bilim kurgu derim!

Peki cansızı canlıdan ayıran temel özellik nedir, elbette üreme. Bir canlının üreyebilmesi için genetik materyale ihtiyacı vardır bugünün dünya canlılarında bu materyalin adı DNA ve RNA’dır. Şimdi, koaservatların oluşup çevresine de bir zırh oluşturması sonucunda üreme aşamasına geçebilmesi için içine genetik materyali alması gerekmekte ama ilk genetik materyel DNA mıdır RNA mı? ve nasıl oluşmuştur. Bu konuda uzun süren tartışmalar yaşanmış ve önce DNA mı RNA mı oluşmuştur tartışması sürmüştür bugün ise temel olarak bu tartışma sonlanmış gibi görünüyor. Çünkü ribozim (ribonükleit asit enzimi) keşfedilmiştir ve bu molekül hem kalıtım materyali hem enzim işlevi görmekte ve kimyasal tepkimelerin aktivasyon enerjisini düşürmektedir. Ribozim milyonlarca süren bir süreç içinde aynı koaservat gibi ortaya çıkmıştır, çok basit bir yapısı olan Ribozim ortamdaki moleküllerin milyonlarca yıl süren çeşitli birleşme ve ayrılma denemeleri sırasında ortaya çıkmıştır ki, bugün 500 kezden fazla yinelenerek kanıtlanan Urey-Miller deneyi bunu göstermiştir (daha önce anlatmıştık). Ribozim kendini kopyalama yeteneğiyle ve yine o günkü ortamın moleküllerini kullanarak kendinden ilk RNA molekülünü yapmayı başarmıştır. Koaservat içindeki tepkimeleri düzenleme özelliği kazanan RNA ile koaservat çevresine hakim duruma gelmiştir çünkü artık kendinden yeni bir koaservat üretebilmektedir, bu da sonradan büyük çalılarda göreceğimiz üzere çevreye uyum sağlayan organizmaların avantajlı olup bulundukları ortama hakim olmalarını sağlayan kurala uyumludur. Yani Doğal Seçilim’e. RNA koaservat içinde kendinden bir kopya çıkarmış ve kendi molekül diziliminin karşıtı olan bu kopyayla bir araya gelerek kimyasal bağ kurmuştur işte bu moleküle de DNA denmiştir. Böylece kendini kopyalayabilip üreyen ilk organizma ortaya çıkmıştır. Burada yine iki soru sorulabilir bu organizma canlı mıdır? Ve RNA ve DNA nasıl olmuş ta kendiliğinden sentezlenmiştir?

Önce ikinci soru; önünüzde 700 milyon yıl olduğunu düşünün. Bu uzun yıllar boyunca çevrenizde bulduğunuz size benzeyen ya da benzemeyen her varlıkla merhabalaşıyorsunuz ve bir gün merhabalaştığınız bir diğer varlık size muhteşem bir uyum gösteriyor, gözleriniz anında kilitleniyor, vücutlarınız titriyor ve artık hayatınızı birlikte geçirmeye karar veriyorsunuz. Kimyasal bağ işte böyle bir şey, moleküller karşılaştıkları diğer moleküllerle birleşmeyi deniyor, deniyor, deniyor, yüz milyonlarca yıl geçiyor ve birden biriyle birleşiveriyor ve yeni bir yapı ama çevresindeki tek tek dolaşan diğer moleküllere üstün bir yapı ortaya çıkıyor. Bu sefer bu birleşik yapı kendi içinde yeni bir yüzlerce milyon yıllık süreçte doğal olarak yeni birleşmeler deniyor, milyonlarca yıl olmuyor ve sonra oluyor işte RNA! Yani işin sırrı kimyasal bağ yapabilmekte, onu da doğal ortam size sağlıyor ama sırrı size vermiyor kendiniz bulacaksınız, yani ışığa tek başına yürüyeceksiniz, sizi aşağı çekmek isteyen kötü niyetli moleküller olabilir ama siz direnip sizin en çok uyum sağlayacağınız moleküle ve onun sağladığı ışığa yürürsünüz.

Gelelim ilk soruya, burada canlılık ile canlılık arasındaki ayrımı şöyle düşünebiliriz. Koaservat içine girip kendini kopyalayan ve içinde bulunduğu hücre diyebileceğimiz bu ilk yapıdan bir tane daha üreten RNA ve DNA ve onların içinde olduğu hücre canlı değildir. Bundan çok daha karmaşık moleküller bütünü içinde gerçekleşen moleküler tepkimeler canlılıktır. Ve o günkü ortamı tekrar hayalinizde canlandırın, ortamda bir bilinç yoktur, sadece bazı kimyasal bağlar diğerlerine göre daha başarılı olmuştur ve su, yağ ve genetik materyal birlikteliği kendini çoğaltmayı başarmıştır, doğal seçilim kendini göstermiş ve belli bir ortamda bulunan moleküller kendi aralarında bağ kurmuşlardır. İlk canlının oluşması böylece mümkün olmuştur.

Sonuçta anlayacağınız gibi daha önce de söylediğimiz şey doğrudur, canlı cansız bütün evren, evrendeki (içinde yaşadığımız) her şeyin kökü tek ve aynıdır, evrendeki bütün yapılar aynı fizik ve kimya yasalarına tabidir ve bu kendiliğinden oluşmuş kurallara göre (temeli Büyük Patlama) işlev gösterirler. Dolayısıyla canlı ile cansız arasında hiçbir fark yoktur ve topraktan gelen toprağa gider deyiminin bize anlattığı gibi maddi varlığımız işlevini yitirdiğinde (ölüm) genlerimize kadar her bir küçük parçamız evren içinde başka yapılar içinde varlığını sürdürmeye devam eder.

RNA oluşumuna dönersek bildiğiniz gibi proteinleri RNA molekülü sentezler. Ve ilk organik çorba dediğimiz dünya denizlerinde RNA oluşumuyla birlikte proteinlerin RNA’larca sentezlenmesi ve bunların ilk hücre benzeri kılıf içine girmeleriyle DNA sentezlendi ve DNA kendini kopyalayarak ilk genetik kodu oluşturmaya başladı. DNA kopyalanmaya başladıktan sonra bu bilgiyi yine sayısız deneme yanılma süreci sonucunda saklamayı başardı. Böylece bugün bize kadar gelen genetik materyal aktarımı gerçekleşti. Bu aktarımı gerçekleştiremeyen moleküller ise yok oldular yine doğal seçilim ilkesi gereğince.

Şimdi daha fazla detaya kitaplar dolusu bilgiyle girilebileceğinden burada kesmek ve kısaca ilk kompleks hücrenin yukarıda açıklanan ilke yoluyla oluşması sonucunda ortamda bulunan hücre bolluğuna geçmek istiyorum. bu hücre bolluğunda o zaman bazı hücreler biraraya gelmeye başladılar, hâlâ her biri kendi başına birer hücreydi ama birlikte hareket edebiliyordu. Bu birlik yapısının önündeki hücreler ortamdaki besinleri kendi içlerine almaya ve fazlasını arkadaki hücrelere iletmeye başladılar, arkadaki hücreler ise ileri doğru hareket etmeyi sağlıyorlardı bugün biz bu yapıya Volvox kolonisi diyoruz ve çok hücreli olmasa da çok hücreli yapıya geçişin en önemli aşamasıdır Volvox kolonisi.

Evrim küçük değişimlerin birikmesi (birikimli seçilim) ilkesine göre yürür. Önemli olan her birimizin bu en baştaki koaservat oluşumu ve DNA sentezine ve oradan tek hücreye ve Volvox kolonisine giden milyarlarca yıl süren uzun aşamanın temellerini anlamamızdır. Çünkü ancak en küçük özelliklerin üst üste birikerek yeni ve daha gelişmiş bir özellik oluşturabileceğini anlarsak evrimi anlamamız mümkün olmaktadır. Düşünün ki dünyanın başlangıcından 700 milyon yıl sonra dünyanın biraz soğuması sayesinde bu işlem başlamış ve sonraki 3,58 milyar yılda günümüz düzeyine ulaşmıştır. Ve düşünün ki bundan 65 milyon yıl önceki dinozorların toplu yok oluşu ve tüm canlı türlerinin yüzde 95’inin dünya üzerinden yok olması gerçekleşmeseydi bugün biz olmayacaktık. Ve insanlık tarihi sadece 150 bin yıllık bir geçmişe sahip, bütün memelilerin tarihi 65 milyon yıllık bir geçmişe sahip. Bunların tümü gerçekten birikimli seçilim ilkesinin yaşadığımız gezegen üstünde gerçekleşmesiyle mümkün oldu.

Sonraki yazılarımızda ilk memelilerin evriminden insana doğru ve Büyük Patlama’dan dünyaya doğru yolculuklarımızı sürdüreceğiz.

1.731 kez okundu
Paylaş

İlginizi Çekebilir

  • İnsanın Evrimiİnsanın Evrimi Bu yazımızda felsefeden ya da bilimsel felsefeden de uzaklaşmak ve tamamen bilimin içine girmek istiyorum. Bilim derken elbette genetikle desteklenmiş insan evrimine. Birkaç aydan beri her […]
  • Bir Kum Tanesidir, Bütün EvrenBir Kum Tanesidir, Bütün Evren İlk yazımda hayat ölümden doğar demiş ve gerçek bir olguyu anlatırken felsefeden yardım almıştım. Sonra Evrenin ve Evrimin Birliği dedim ve Büyük Patlamadan evrimin dünyada ortaya çıkışına […]
  • Aydınlanma DönemiAydınlanma Dönemi 18.yy felsefesine 'Aydınlanma Felsefesi' denir.Bu felsefenin içinde yer aldığı döneme 'Aydınlanma Çağı' adı verilir.Burada ki aydınlanma ne demek,kim aydınlatılacak,aydınlatılmak istenen […]
  • Bilim KilisesiBilim Kilisesi Bilgi toplumunu, sanayi toplumu paradigmasıyla yetişenlerin elinden almak imkansız mı? Hani şu otuz sene içinde “metodu gereği” iki dünya savaşı çıkaran zihniyetin elinden! Geçen hafta […]

Sosyal Medyada Takip Edin

Üye Olun

Yazarlar

Kategoriler

Takvim

Aralık 2016
P S Ç P C C P
« Kas    
 1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031  

Arşivler