SORU:

İlk hücreler nasıl tesadüfen bir araya gelmiş olabilir ki?

İDDİA:

   En ilkel hücreler, şans eseri bir araya gelemeyecek kadar karmaşıktır.

(Ayrıca bkz: Abiyogenezin olasılığı)

CEVAP:

   1. Biyokimya şans işi değildir; şans ve zorunluluğun birlikteliğidir. Bunun sonucunda da kaçınılmaz biçimde karmaşık yapılar oluşur. Amino asitler ve diğer karmaşık moleküllerin uzayda bile oluştukları bilinmektedir. Moleküller, kuantum yasalarına bağlı olmakla olasılıkçı davranırlar, ama bir yandan da fizik yasalarının zorunluluğundan kaçamazlar. Dolayısıyla dünyada yaşamın başlaması zaten kaçınılmazdı; fakat ne zaman ve nasıl başlayacağı konusunda şanş faktörü devreye girmiştir. Aynı şekilde, uygun şartların var olduğu diğer gezegenlerde de yaşamın ortaya çıkmış olması çok büyük bir olasılık dahilindedir.(18;19;20;21;22)

Konuya devam etmeden önce, evrim ve abiyogenezin farkını anlatan şu kısa cevabı da lütfen okuyunuz:Evrim, bir abiyogenez teorisi olmadan temelsiz değil midir?

   2. Hiç kimse en ilkel hücrelerin neye benzediğini bilmiyor. Bugün etrafımızdaki hücreler milyarlarca yıllık evrimin bir ürünüdür. Kendi kendini kopyalayan en eski molekül, olasılıkla bugün yaşayan herhangi bir şeyden çok daha basitti; kendi kendini kopyalayan moleküllerin bu kadar karmaşık olmaya ihtiyaçları yoktur(8) ve protein yapan sistemler (17; 15) de basit olabilir.

3. Bu iddia inanılmazlık argümanına (ing. argument from incredulity) bir örnektir. Hiç kimse yaşamın kökenine ilişkin sorulara cevap vermenin zor bir sorun olduğunu inkar etmiyor. Bu sorun henüz çözülmemiş olsa da, çözülmesinin imkansız olduğu anlamına gelmez. Aslında, bu alanda Dünya’daki yaşamın kökeni sorusuna olası cevaplar veren birçok çalışma yapılmış ve hipotezler üretilmiştir:

• Panspermia, yaşamın Dünya’dan farklı bir yerden geldiğini söyler. Ancak bu hipotez, ilk yaşamın nasıl ortaya çıktığına cevap vermez.

Proteinoit mikrokürecikleri:(4;5;6;12) Bu hipotez, kendi kopyalarını üreten ve “canlı” diyebileceğimiz kimi yapıların nasıl ortaya çıkabileceğine dair makul bir açıklama getirir. Kuramın temel güçlüğü, modern hücrelerin mikroküreciklerden nasıl ortaya çıktığını açıklamakta yatar.

Kil kristalleri:(1) Bu hipotez, ilk kopyasını üreten yapıların kildeki kristaller olduğunu söyler. Metabolizmaları olmamasına ya da çevreye tepki vermemelerine rağmen, bu kristaller bilgi taşır ve ürerler. Yine de, kilden DNA’ya geçiş için bilinen bir mekanizma yoktur.

Ortaya çıkan hiperdaireler: Bu hipotez, ilk yaşamın kademeli bir şekilde ortaya çıkışına ilişkin bir açıklama sunar ve aşağı yukarı şu aşamalardan geçtiğini öne sürer:
(1) organik bileşiklerin basit bir ilksel çorbası. (bu neredeyse kaçınılmaz gibi görünüyor);
(2) yarı-katalitik olan ve kısmen modern tRNA’ya(2) ya da peptit nükleik asit’e (10) benzeyen nükleoproteinler;
(3) hiperdaireler ya da biraz da olsa kendi kendini kopyalama özelliği içeren hiperdaireler veya ilkel biyokimyasal yollar;
(4) daha karmaşık olanlarının ilkel bir zarla çevrelendiği hücresel hiperdaireler;
(5) ilk basit hücre.
Karmaşıklık hipotezi, kendi kendini düzenlemenin olanaksız olmadığını öne sürer. (Abiyogenez kuramına ilişkin bu görüş, diğerleri arasında şu anda en popüler olanıdır.)
Demir-sülfür dünyası:(13;16) Karbon monoksitin peptitlere dönüşümü için gereken tüm adımların, yüksek ısı ve basınç altında, demir ve nikel sülfat tarafından katalize edilerek meydana gelebildiği gösterilmiştir. Böylesi koşullar, su altındaki hidrotermal bacalarda mevcuttur. Demir sülfat çökeltileri, hem katalizör görevi yapmış, hem de hücre duvarlarının öncülleri olmuş olabilirler.(9) Peptitlerden amino asitlere kadar uzanan bir peptit döngüsü, metabolizma için bir ön koşuldur ve böylesi bir döngü, demir-sülfür dünyasında ortaya çıkmış olabilir.(7)

Korunaklı organofil yüzeylerde polimerleşme:(14) Kendi kendini kopyalayan ilk moleküller, silikaca zengin yüzeylerdeki ufacık girintilerde biçimlenmiş; böylece çevrelerini saran kayalar da bu moleküller için ilk hücre duvarı vazifesi görmüş olabilir.

• Henüz hiç kimsenin düşünmediği bir şey de olabilir.

 

   Video önerileri:

Yeni başlayanlar için yaşamın kökeni

* Canlı moleküllerin cansız süreçlerle üremesi

 

Kaynaklar:

1. Cairn-Smith, A. G. 1985. Seven Clues to the Origin of Life, Cambridge University Press.

2. de Duve, Christian. 1995a. The beginnings of life on earth. American Scientist 83: 428-437. 

3. Fox, S. W. 1960. How did life begin? Science 132: 200-208.

4. Fox, S. W. 1984. Creationism and evolutionary protobiogenesis. In: Science and Creationism, ed. A. Montagu, Oxford University Press, pp. 194-239.

5. Fox, S. W. and K. Dose. 1977. Molecular Evolution and the Origin of Life, Revised ed. New York: Marcel Dekker.

6. Fox, S. W. et al. 1995. Experimental retracement of the origins of a protocell: It was also a protoneuron. In Ponnamperuma, C. and J. Chela-Flores, pp. 17-36.

7. Huber, Claudia, Wolfgang Eisenreich, Stefan Hecht and Günter Wächtershäuser. 2003. A possible primordial peptide cycle. Science 301: 938-940.

8. Lee, D. H. et al. 1996. A self-replicating peptide. Nature 382: 525-528.

9. Martin, W. and M. J. Russell. 2003.

10. Nelson, Kevin E., M. Levy and S. L. Miller. 2000. Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule. Proceedings of the National Academy of Science USA 97: 3868-3871.

11. Ponnamperuma, C. and J. Chela-Flores (eds.). 1995. Chemical Evolution: Structure and Model of the First Cell. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.

12. Pappelis, A. and S. W. Fox. 1995. Domain protolife: Protocells and metaprotocells within thermal protein matrices. In Ponnamperuma, C. and Chela-Flores, pp. 129-132.

13. Russell, M. J. and A. J. Hall. 1997. The emergence of life from iron monosulphide bubbles at a submarine hydrothermal redox and pH front. Journal of the Geological Society of London 154: 377-402. 

14. Smith, J. V., F. P. Arnold Jr., I. Parsons, and M. R. Lee. 1999. Biochemical evolution III: Polymerization on organophilic silica-rich surfaces, crystal-chemical modeling, formation of first cells, and geological clues. Proceedings of the National Academy of Science USA 96(7): 3479-3485. 

15. Tamura, K. and P. Schimmel. 2001. Oligonucleotide-directed peptide synthesis in a ribosome- and ribozyme-free system. Proceedings of the National Academy of Science USA 98: 1393-1397.

16. Wächtershäuser, Günter. 2000. Life as we don’t know it. Science 289: 1307-1308.

17. Ball, Philip. 2001. Missing links made simple. Nature Science Update (15 Mar.). 

18. Mahlon B. Hoagland, Hayatın Kökleri (TUBITAK, 1993; Alfa Bilim Dizisi, 2012’de basılacak)

19. Jacques Monod, Rastlantı ve Zorunluluk (Alfa Bilim Dizisi, 2012)

20. Cairn-Smith, A. G. 1985. Seven Clues to the Origin of Life, Cambridge University Press.

21. de Duve, Christian. 1995a. The beginnings of life on earth. American Scientist 83: 428-437.

22. Fox, S. W. 1960. How did life begin? Science 132: 200-208.

  • Paylaş
  • submit to reddit