Görsel açıklaması: Antik prokaryotik mikroorganizmalar tarafından oluşturulan stromatolit.
Yeni bir araştırmaya göre, karmaşık yaşam, bugün aşina olduğumuz çokhücreli organizmaların ortaya çıkmasından çok önce Dünya’da görülmüş olabilir.
Genel olarak karmaşık yaşamın evriminin, 4,5 milyar yılda bir kez görülebilecek nadirlikte bir olay olduğu düşünülmektedir. Ancak yeni araştırmalar, neslimiz başlamadan önce kompleks hücrelerin evrimleşmesinin ve en az bir kez ya da belki de birkaç kez sona erdiği koşulların varolduğunu ileri sürüyor.
Bu ne anlama geliyor? Milyarlarca yıl önce, dünyada bugün gördüğümüz her şeye tamamen benzeyen başka karmaşık yaşam biçimleri olabilirdi. Bir saniye geriye gidelim. Dünya yaklaşık 4,5 milyar yıldır var. Yaklaşık 3,7 milyar yıl önce, gezegen hâlâ nispeten yeniyken, bugün dünyada gördüğümüz üç krallıktan ikisi -bakteri ve arkea- ortaya çıktı.
Bu basit, tekhücreli organizmaların, milyarlarca yıl boyunca, üçüncü yaşam krallığı olan ökaryotların ortaya çıktığı 1,75 milyar yıl öncesine kadar, tek başlarına hayatta kaldığı düşünülüyor. Ökaryot soyağacı, gezegen üzerindeki tüm karmaşık organizmaları kapsar; bunlara hayvanlar (yani bizler), bitkiler, mantarlar ve protistler dahildir.
Ökaryotların tam olarak nasıl ortaya çıktığına ilişkin tartışmalar hâlâ devam ediyor, fakat en kabul gören hipotez, bir bakterinin bir arkea hücresini yutmasının, ikisinin simbiyotik ilişkiler geliştirerek, birlikte çalışarak daha karmaşık hale gelmelerine yol açmasıdır. Sonunda, arkealar bugün hücrelerimizde gördüğümüz mitokondriler haline geldiler.
Bu senaryonun gerçek olup olmamasına bakılmaksızın, araştırmacılar olayın ancak zamanlama sayesinde gerçekleşebileceğini düşünüyor; bunun öncesinde ökaryotik izolasyon yapılamamasının nedeni, atmosferimizde henüz yeterli oksijenin olmamasıydı.
Oksijen siyanobakteriler sayesinde milyarlarca yıl önce oluşmaya başlamıştı, ancak karmaşık bir yaşam için uygun olan seviyelere ulaşabilmesi -yaklaşık 1,6 milyar yıl önceye- uzun zaman aldı. Ya da en azından biz böyle düşünüyoruz.
Washington Üniversitesi tarafından yürütülen yeni bir araştırmada, 2,4 ila 2 milyar yıl önce Dünya atmosferinde, aniden tekrar azalmadan önce, yeterli miktarda oksijenin olduğunun kanıtları bulundu. Bu, ökaryotların ilk fosil kanıtından önce de, kompleks yaşama yönelik bileşenlerin mevcut olduğunu göstermektedir.
Astrobiyoloji uzmanı Roger Buick, “1,75 milyar yıl öncesine uzanan karmaşık hücrelere dair fosil kayıtları var,” diyor, “Fakat en eski fosil, mutlaka yaşamış en eski fosil değildir, çünkü bir fosilin korunma şansı düşüktür.” Buick şöyle devam ediyor: “Bu araştırma, karmaşık hücrelerin evrim geçirebilmesi ve fosil kanıtlar bulunmasa da ekolojik açıdan önemli hale gelebilmeleri için çevrede yeterli oksijen bulunduğunu işaret ediyor. Bu olduğu anlamına gelmez, ama olabilme şansının varolduğunu gösterir.”
Ekibin söylediği şey, ilk ökaryotik yüz milyonlarca yıl önce evrimleştiği için, içeriğin bulunduğunun varsayılmasıydı, ancak bunun gerçekten olup olmadığından hâlâ emin değiliz. Öyleyse bu varsayımsal yaşam evrimleştikçe, bugüne kadar nasıl hayatta kalamadı? Araştırma, atmosferde ilk oksijen “kabarcığının” olmasına rağmen kısa bir süre sonra büyük olasılıkla yaşam biçimlerinin sona erdirdiğini gösteriyor. Bunu anlamak için ekip, 2,4 ila 2 milyar yıl önceki sedimanter parçalarını sıkıştıran selenyum kimyasal elementinin izlerini analiz etti. Selenyumun oksijenin varlığı ile değişip değişmediğini veya oksitlendiğini görmek için araştırma yaptılar; bu reaksiyonlar kayalarda, depolanan selenyum izotopları oranında iz bırakır.
Buick, geleneksel olarak Dünya’daki oksijenin “hiç olmadığı, sonra biraz olduğu, sonra çokça olduğu” bir geçmişe sahip olduğunun varsayıldığını belirtiyor. “Fakat şimdi olduğu gibi, oksijenin oldukça yüksek olduğu ve daha sonra tekrar azaldığı yaklaşık çeyrek milyar yıl kadar bir dönem vardı” diyor.
Bu, karmaşık yaşamın çeşitlenmesi ve gezegende tutunması için yeterli zaman değildi, ancak oksijen çöktüğünde tekrar canlanmadan önce bazı kompleks organizmaların ortaya çıkmış olması mümkündür. Geçmişte, araştırmacılar, “oksijen aşısı” olarak bilinen bu erken oksijen artışının gerçekleşmiş olabileceğini tahmin etmişti, ancak bu durum ilk kez ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir.
Aynı teknik, Güneş Sistemimizin dışındaki Dünya benzeri gezegenler üzerindeki tarihi oksijen düzeylerini ölçmek için de bir gün kullanılabilir; böylelikle onları, şimdiye kadar yaşama ev sahipliği yapmış olabilirler mi diye değerlendirebilmemizi sağlar. Peki, yeryüzündeki oksijen seviyelerinin erkenden yükselmesine, ancak tekrar azalmasına ne neden oldu?
İskoçya’daki St Andrews Üniversitesi araştırmacılardan Eva Stüeken “Bu, milyon dolarlık bir soru” diyor, “Neden oldu ve neden bitti bilinmiyor.”
Buick, “Dünya tarihinin eşi benzeri görülmemiş bir zamanıydı,” diye ekliyor. “Selenyum izotop kayıtlarına bakılırsa, bu benzersiz bir dönemdir. Öncesine ve sonrasına bakarsanız, her şey farklıdır.”
Karmaşık yaşamın ilk ökaryotlardan önce ortaya çıkıp çıkmadığından emin olamayız, ancak dünyadaki karmaşık yaşamın yolunu açan koşulların, daha önce düşündüğümüz kadar nadir veya benzersiz olmayabileceğini saptamak ilginçtir.
Bu araştırma Proceedings of the National Academy of Sciences’ta yayımlanmıştır.
Çeviren: Bünyamin Tan
Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniv. Klasik Türk Edebiyatı YL
Kaynak: “Fiona Macdonald”, http://www.sciencealert.com/complex-life-could-have-existed-on-earth-at-least-once-before
Deniz Şahin
Bilim ve Gelecek Kitaplığı “50 Soruda” dizisinin yedinci kitabı olan 50 Soruda yaşamın tarihi, yaşamın evrimine yoğunlaşıyor. İtü Moleküler Biyoloji […]
Mehmet Özdoğan
Siz arkeolojiyi nasıl bilirdiniz? Ülkemizin önde gelen arkeologlarından Prof. Dr. Mehmet Özdoğan, bu kitapta arkeoloji biliminin mutfağına mercek tutarken, bu […]
Çağlar Sunay
Ülkemizin az sayıdaki nitelikli popüler bilim yazarlarından Çağlar Sunay, “50 Soruda” dizisinin onuncu kitabı olan 50 Soruda Evren’de, bilimin geçmişindeki […]
50 Soruda Bilim ve Bilimsel Yöntem’de bilgibilim, bilim felsefesi, bilim tarihi bağlamında dolaşan sorular, A. Osman Gürel, Alâeddin Şenel, E. […]