Biyologlar, ilk yaşam formlarının mutasyon oranının günümüzdekinden 4.000 kat daha hızlı olduğunu düşünüyorlar. Bu da şaşılacak derecede hızlı gerçekleşen bir evrim sürecine işaret ediyor.
Popüler kültür, mutasyonları radyasyon ve zehirli balçığa bağlıyor ama kendiliğinden olan mutasyonlar da önemli. Kendiliğinden olan genetik mutasyonların çoğu ‘sitozin deaminasyonu’ndan kaynaklanır; sitozinden bir amino (basit, azot içeren hidrokarbonlar) grubunun kaybıdır. Sitozin, DNA’nın yaşam alfabesini oluşturan dört bazdan biridir.
Bu süreç, sitozini timine dönüştürür. DNA şifrelerini dönüştürerek üretilen proteinleri değiştirir. Sitozin deaminasyon oranı sıcaklıkla birlikte artar. Dünya üzerinde yaşam, sıcaklıkların daha yüksek olduğu bir dönemde ortaya çıktığı için, bu dönemde mutasyonun daha sık olduğu söylenebilir.
Bu düşünce yeni olmasa da, Kuzey Carolina Üniversitesi’nden Profesör Richard Wolfenden liderliğindeki bir ekibin Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınladığı makaledeki figürler olağanüstüdür.
Wolfenden, ilk yaşamın ortaya çıktığı zamanlardaki sıcaklıklar ile bu sıcaklıkların etkilerinin ölçümlerini birleştirdi. “Avustralya’daki kaya örneklerindeki kanıtlar, canlılarının 4.1 milyar yıl önce yeryüzünde ortaya çıktığını gösteriyor. Okyanuslar oluştuktan sonra canlılar neredeyse göz açıp kapama süresince oluşmuş gibi,” diyor. O zamanlarda Dünya hala çok sıcaktı. Yaşam, kimyasal reaksiyonların oluşabileceği bir noktaya kadar sıcaklıkların düşmesiyle birlikte başlamıştı.
Wolfenden’e göre, günümüzde türler suyun kaynama noktasına yakın sıcaklıklarda daha iyi gelişir ve hatta 121 ° C (250 ° F) ‘de daha hızlı gelişen organizmalar keşfedilmiştir. Makalede yazılana göre, bunun modern adaptasyonları temsil etmesine rağmen, “atalarımızın modern soyunun dizilerinden gelen dizilerden amino asit dizileriyle aktarılan proteinlerin tekrar yapılandırılması, önemli ölçüde ısıya ayarlıdır; onların modern neslinden aktarılmış proteinlerinkinden 30°C’den (54°F) daha yüksektir.”
Önceki ölçümler hangi sitozinin yüksek sıcaklıklarda deamine olma oranını hesaplayabiliyordu; ama Wolfenden, sıcaklık ve asiditenin sitozin ve benzeri molekülleri nasıl etkilediğini ölçerek bunu genişletti. pH değerinin hangi deneylerde fark yarattığını bulduktan sonra, sıcaklığın çok daha önemli bir faktör olduğu kanıtladı.
“Sitozin tabanlı mutasyonlar sıcaklık 100 ° C’ye yakın iken, günümüzdeki orana göre 4.000 kat daha fazla meydana geldi,” diyor Wolfenden. “Benim için, şaşırtıcı oldu. Ben eski oranın yeni orana göre daha hızlı olacağını zaten düşünüyordum ama bu kadar da değil.” Ayrıca, başka spontane mutasyonlar, sitozinden daha fazla sıcaklıktan etkilendi.
Organizmaların genlerini bozan bu tür güçlerle karşı karşıya kalıp, nasıl hala hayatta kaldıkları bilinmiyor ama bu çalışma yeni yaşam formlarının da geçmişte çok çabuk evrim geçirme ihtimalinin bulunmuş olması hakkında fikir veriyor.
Yazar: Stephen Luntz
Çeviren: Meltem Çetin Sever
Kaynak: IFL Science