CANLILAR NASIL OLUŞTU VE GELİŞTİ
Yakın geçmişteki atalarımız acaba nasıl bir canlıydı?Daha önce neydik? Oksijenli ortamdaki yaşam nasıl bir canlıyla başladı?
Bilim çevrelerinde, insanların ve hayvanların atasının, bir barsak paraziti (giardia)ne benzer bir canlıdan türediği görüşü ağırlıkta.
Dünya var olduğundan beri üzerinde milyarlarca canlı, yaşam sürdü. Bu gün de en az 30 milyon tür yaşamını sürdürüyor. Elbette tüm canlıları birer birer sayma ve sınıflandırma olanağı yok. 18. yüzyılda Linnaeus, 10 000 canlıyı sınıflayabilmişti. Daha sonraları canlıların nasıl sınıflandırılacağı konusu gündeme geldi. Bir yol, organizmaları gözle görülebilir özelliklerine göre sınıflamaktı( Taksonomi).
Darwin' le birlikte bu bakış açısı değişti. Canlılar soy ağaçlarına göre sınıflandırılmaya başlandı. Bu sınıflandırma, evrimsel ortaya çıkışın izini sürer.
Güneş Sistemi' nin yaşi yaklaşik 4.5 milyar yil.
İlk canlıların oksijensiz ortamda, 4.5 milyar yıl önce türediklerini biliyoruz. O zamanlarda atmosfer, büyük oranda azot ve daha az oranlarda karbon dioksit, metan, amonyak gazlarıyla ve az miktarda su buharından oluşmuştu. Oksijen yoktu. Ozon da yoktu. Ozon tabakası olmayınca Güneş' ten gelen morötesi ışınlar, yeryüzünü tüm şiddetiyle bombalıyordu. Bu morötesi ışınlar, yüksek enerjili ışınlardı.
Moleküllerin Yaşam Savaşi
Morötesi ışınlar, bol miktarda çakan şimşek ve yıldırımlar, milyonlarca yıl boyunca, mevcut basit molekülleri parçaladı. Parça birimler, birleşerek yeni moleküller oluşturdu. Bazı moleküller, başka moleküllerin oluşmasını kolaylaştırdı. Böylesi maddelere katalizör diyoruz. Bazı moleküller, kendinin aynısı olan moleküllerin oluşmasını da kolaylaştırır ( kendi kendinin katalizörü, otokatalizör). " Bugün artık kopyalama (çoğalma) işleminde belli protein ve enzimler aracı oluyor. İkinci olarak, "kendinin tıpkısı" bir molekül yaratmak, özelliklerini "yeni kuşak" moleküle aktarmak demek oluyor ki, bu da "kalıtım" mekanizmasının müjdecisidir. Kopyalama işlemi sırasında arada bir hatalar oluyordu. Yeni yaratılan moleküllerin büyük bölümü, bu hatadan ötürü bulundukları ortama uyamıyor, hemen parçalanıyordu; ya da ortama uysa bile çoğalabilme özlelliğini kaybediyor ve çoğalamıyordu. Ancak, çok nadiren de olsa, bazı hatalı moleküller hem ortama uyabiliyor hem de çoğalma yeteneğini kaybetmiyordu. Ortalığı dolduran bu değişik moleküller yeni bir tür oluşturuyorlardı. Bu da canlıların çeşitliliğini sağlayan" mütayon" mkanizmasının başlangıcını oluşturdu." Bu değişik moleküller, canlı çeşitliliğinin başlangıcıydı. Bazı moleküller sıcağa, yüksek enerjiye dayanıklıydı; onlar "hayatta" kalıyordu. Bunlar diğerlerinin dayanamayacağı ortamlarda çoğalabiliyordu. Kimileri sıcaktan parçalanıyor ve "ölüyor" du.(Prof. Dr. Orhan Kural, Bilim ve Teknik 343. sayı)
Sudan Doğan Yaşam
Moleküllerin yaşam savaşi suda, deniz ve göllerde kök salmişti. Suyun dişindaki moleküller, morötesi işinlarin bombardimaniyla paramparça oluyordu. Su ise bu işinlarinin bombardiman ateşini kesiyordu. Denizlere ve göllere siginmiş moleküller, uzaylilarin saldirisina ugramiş dünyalilar gibi adeta bir siginaktaydilar. Su, sicakligi sabit bir ortamdi; ayrica moleküllere hareket ve yaşama olanagi taniyan iyi bir akişkandi."Yaşayan" moleküller, giderek daha karmaşik yapilar geliştirdi. teel yapilari, " çift sarmal" olarak bildigimiz DNA idi. Bu moleküller, çevrelerine bir zarf yaparak kendilerini diş etkilerden bir ölçüde korumayi başardilar ve böylece ilk bakteriler oluştu. Bu noktaya gelme, yaklaşik yarim milyar yil aldi.
Bakteriyi Küçümsemeyelim!
Bakteriler bir anlamda en ilkel canlılar. Ama bakterileri küçümsemeyelim. " Biz, her zamanki insan merkezli bakışımızla "en başarılı yaratık insandır" der ve bunu hiç sorgumlamayız. Oysa ki, bizim türümüz olan homo sapiens sapiens' in bilemediniz en fazla 100 bin yıllık bir geçmişi var, geleceği de pek parlak görünmüyor. Bakteriler 3.5 milyar yıldır var, heryere yayıldılar, değil insan, başka hiçbir canlının yaşayamayacağı koşullar altında dahi yaşamaya uyum sağladılar ve insanlar yok olduktan sonra da, hiçbir şey olmamışçasına varlıklarını sürdürecekleri kesin. Üstelik bakterilerin olmadığı bir dünyada başka hayatın olması da pek düşünülemez. şimdi siz söyleyin, gerçek başarı kiminki? Bir süre sonra bazı bakteriler, işbirliğine giderek yeteneklerinde özdeşleştiler, bu küçük bakteriler toplumu da ilk hücrelerei yarattı. Bu hücrelerin bazıları çoğalma sırasında bölünürken birbirinden ayrılmadılar ve zamanla çok hücreli organizmalar oluştu. Bu da yaklaşık olarak 3 milyar yıl önce oldu....."
"Derken, yaklaşik 2 milyar yil önce, doga en büyük keşfini yapti: Cinsiyet.... O zamana kadar, bakteriler ve hücreler tek başlarina bölünerek çogaliyorlardi. Bölünme sirasinda kendileri ile ilgili yapisal ve davranişsal her türlü bilgiyi (yani genetik kodu) taşiyan DNA' lar kopyalaniyor ve iki yeni varlik arasinda paylaşiliyordu. Bu temel işlem, hiç degişmemişti..... Derken, bazi hücreler çogalirken kendi DNA' larina bir başka hücrenin DNA' larini katarak genetik kodlari kariştirmayi keşfettiler. Sonuçta her iki hücreden farkli bir hücre meydana geliyordu. Birden bire, mütasyon çok büyük bir hiz kazandi ve çeşitlilikte bir patlama oldu. Bunun önemi şöyle anlaşilabilir: Ilk 2 milyar yilda evrim, ancak bazi basit organizmalar yaratabildi. Cinsiyetin keşfinden sonraki 2 milyar yilda ise bugün çeremizde gördügümüz bu inanilmaz çeşitliligi yaratti."
Kendini, Türünü Koru ve Çoğal
"Bu sıralarda orada bulunnsaydınız, deniz ve göllerin içindeki bakterileri, tek ve çok hücreli canlıları görebilseydiniz aklınıza gelecek cümlecik mutlaka şu olurdu: " Bir faaliyet, bir faaliyet...!" Gerçekten de bu canlı-ların adeta oraya buraya koştuklarını, hızla çoğaldiklarını, bazılarının diğerlerini yediğini, bazılarının ise ortaklıklar kurup bir takım üstünlükler sağladıklarını görecektiniz. Bütün bunlar taa başından beri süregelen 1 numaralı genitik emrin uygulanmaları idi : "Kendini, türünü koru ve çoğal ". Bunu yerine getirmek için bütün türler kendilerine uygun taktik ve stratejiler geliştiriyor, bunlardan en başarılı olanların sahipleri ortama egemen oluyor, diğerleri yok oluyordu. Bu amansız mücadele hiç dinmeden bugüne kadar geldi.
Cinsiyetin keşfinden 500-600 milyon yil sonra önemli bir adim daha atildi. Bazi bakteriler atik olarak oksijen üretmeye başladilar. Başlangiçta, varolan canlilar için bir zehir olan bu yeni gazi kullanarak enerji üretmeyeyi ögrenen canililar büyük üstünlük sagladilar, çünkü yeni enerji üretim mekanizmasi eskiye göre çok daha verimli idi." ( Bilim ve Teknik,TÜBITAK, 343. sayi s: 29 ; Prof. Dr. Orhan Kural)
“Atmosferdeki oksijen miktarının ancak % 1' e ulaşması yaklaşık 2 milyar yıl önce gerçekleşmiştir." Bugünkü yaşamın sürdüğü ortamın büyük bir kısmı oksijenli kara ortamı olduğu, ve insanoğlu da bu ortamın bir üyesi olduğu için, oksijensiz yaşamın önemi gözden kaçabilir. Oysa oksijensiz ortamın canlıları, yakından tanıdığımız gelişmiş, çok hücreli canlıları incelerken değerli açılımlar sunabilir. 3-4 milyar yıl öncesinin oksijensiz ortam canlılarının yaşadığı ortamda ancak iz miktarda oksijen vardı. Canlıların evriminde oksijenin rol oynamaya başlamasından çok önce, 500 milyon yıl boyunca, oksijensiz ortam canlılarının hükümranlığı sürmüştü. Bu sürecin ortalarında bir yerde, Güneş enerjisini kullanarak fotosentez yapan bir prokaryot türü; siyanobakteriler türemişti.... Büyük olasılıkla, bugün soluduğumuz oksijen moleküllerinin bir kısmı da, yaklaşık 2 milyar yıl önce, siyanobakterilerce üretilmiştir."
Atmosferdeki oksijen miktarı arttıkça oksijene bağımlı bakteriler türedi. Bunlar, hücre zarı, hücre çekirdeği, bağımsız organeller gibi öğelerle donatılmış canlı türleriydi. Oksijen enerji metebolizmasında olağanüstü bir verimlilik artışı sağlamıştı. Öte yandan oksijenin zehir (toksik) özlelliğini gidermek için canlılar enzim (biyolojik katalizör) üretmeliydi Ayrıca oksijene dayanmayan fotosentez sistemlerinin, oksijen kullanan sistemlerden mekanik bakımdan çok daha basit oluşu, oksijenli fotosentezin evrim tarihinin ileri bir aşamasında ortaya çıktığını gösteriyor." Zamanla atmosferde çoğalan oksijen, ozon tabakasını yarattı, bu da morötesi ışınları önemli ölçüde kestiği için artık canlıların sudan çıkmalarına engel kalmadı. Sonuçta karalar, hızla artan bir bitki ve hayvan çeşitliliği ile doldu. Bitkiler oksijeni üretiyor, hayvanlar tüketiyor, hayvanlar karbon dioksit üretiyor, bitkiler tüketiyordu. Bitkiler enerjilerini Güneş' ten alıyor, hayvanların bazıları bitkilerin bu hazır enerjilerini, onları yiyerek alıyor, bazıları ise daha yoğun bir enerji almak için diğer hayvanları yiyorlardı.Daha sonra da ölen hayvanlar, yapı maddelerini, çürüyen vücutları ile toprağa geri veriyor, bu da bitkiler tarafından alınıyor, çıkar zinciri tamamlanıyordu. Herkes gül gibi geçiniyordu. Bu, o kadar iyi işleyen bir mekanizma idi ki günümze kadar değişmeden geldi. Bütün bu gelişmeler sırasında, her adımda genetik bilgilere sürekli yenileri ekleniyordu. Genellikle eski bilgiler kalıyor, yeni edinilenler ekleniyordu. Buna örnek olarak, virüslerin (yalnızca bir parazit olarak yaşayabilen en basit canlıdır) genetik kodunda yaklaşık 10 bin "bit" vardır (Buradaki "bit", parazit değil, "bilgi taneciği" diye tanımlanabilecek olan bilgi ölçüsü). Bir bakterininkinde 1 milyon, bir amibinkinde 400 milyon ve bir insanınkinde yaklaşık 5 milyar bit vardı. Hemen gözünüze çarpmıştır, bir amip ile bir insan arasında genetik bilgi olarak yalnızca 10 kadar bir katsayı var, bu çok aşağılayıcı değil mi? Değil aslında, o fazla bitlerin bir kısmı çok önemli bir gelişme için kullanılmış: Bir yazılım üretme ve depolama organı, yani beyni geliştirmeye." (Orhan Kural, Bilim ve Teknik 343. sayı)
Fotosentez, yalnız oksijenle olmaz. Örneğin, elektron vericisi olarak su yerine hidrojen sülfürü kullanan fotosentez sistemleri, atık olarak oksijen yerine kükürt salar. Oksijensiz ortamın canlıları bu yolla yakıt olarak yalnız Güneş enerjisini kullanabilir. Tek hücreli bu ilk hayvanlar, giderek oksijen kullanmaya başladı.
Organizmaların, oksijenli yaşama görece hızlı bir biçimde uyum sağladıkları düşünülüyor. Bu kurama göre, organizmalar oksijenle beslenen küçük organizmaları bünyelerine almıştı. Bu küçük organizmaların mitokondri organelinin atası olduğu düşünülüyor. Mitokondri, hem kendisi, hem de konakladığı hücre için oksijeni ATP enerjisine dönüştürüyordu. Buna karşılık büyük hücre de mitokondri için protein sentezliyordu. Günümüz hücrelerindeki mitokondri organeli, işte bu bakteri benzeri atadan türemiştir. mitokondriye bitki ve hayvan hücrelerinde, ayrıca bitkilerin kloroplastlarında rastlanır. Mitokondri, kendi DNA sına sahiptir ve hücre bölünürken bağımsız biçimde kendi kendini kopyalayabilir. Elde edilebilen en eski mitokondrili fosil 850 milyon yıl öncesine ait. ( Bilim ve Teknik 332. sayı, Özgür Kurtuluş)