Bilim İnsanları Dünya’da Kaç Canlı Hücre Olduğunu ve Daha Ne Kadar Olacağını Hesapladı
Tüm organizmalar canlı hücrelerden oluşur. Peki ama ilk hücreden bu yana gezegenimizde kaç hücre yaşamıştır? Ve Dünya’da şimdiye kadar kaç hücre var olacak? Yeni bir çalışmada bilim insanları bu soruları yanıtlamaya çalıştılar.
Bilim insanlarının sordukları soru, diğer şeylerin yanı sıra önemli, çünkü yanıtlar diğer gezegenlerde yaşam arayışına yardımcı olabilir. Öyle büyük hacimlerden ve kütlelerden bahsediyoruz ki, yaşam uzak uzayda da görülebilen bir gezegen özelliği haline geliyor.
Tüm organizmalar canlı hücrelerden oluşur. İlk hücrelerin tam olarak ne zaman ortaya çıktığını tespit etmek zor olsa da jeologlar bunun en az 3,8 milyar yıl önce gerçekleştiğini tahmin ediyor.
Peki, Dünya’da ilk hücrenin ortaya çıkışından bu yana gezegenimizde ne kadar yaşam var oldu? Ve Dünya’da ne kadar yaşam var olacak?
Dünya’da Karbon
Her yıl yaklaşık 200 milyar ton karbon, birincil üretim olarak bilinen yolla emilmektedir. Birincil üretim sırasında, atmosferdeki karbondioksit ve okyanuslardaki bikarbonatın bir parçası olan inorganik karbon, enerji üretmek ve yaşam için gerekli organik molekülleri oluşturmak için kullanılır.
Günümüzde bu büyük üretime en görünür katkı, temel bileşenleri güneş ışığı ve su olan oksijenik fotosentezdir. Bununla birlikte, geçmişteki birincil üretim oranını deşifre etmek basit bir iştir. Bilim insanları, bir zaman makinesi yerine, geçmiş ortamları yeniden inşa etmek için eski tortularda kalan ipuçlarına güvenirler.
Birincil üretim söz konusu olduğunda, antik tuz yataklarındaki sülfat formundaki oksijenin izotopik bileşimi bu tür tahminlerin yapılmasına olanak sağlamaktadır.
Çalışmalarında bilim insanları, bu yöntem kullanılarak elde edilen eski birincil üretimin yanı sıra diğer birçok tahminleri de derlediler. Bu “sayımın” sonucunda bilim insanları, yaşamın başlangıcından bu yana 100 kentilyon (veya 100 milyar milyar milyar milyar) ton karbonun birincil üretimden geçtiğini tahmin edebildiler.
100 kentilyon ton karbon, Dünya’da bulunan karbon miktarının yaklaşık 100 katıdır.
Birincil üretim
Günümüzde birincil üretim esas olarak karasal bitkilerden ve algler ve siyanobakteriler gibi deniz mikroorganizmalarından gelmektedir. Geçmişte bu birincil üreticilerin oranı oldukça farklıydı.
Dünya’nın en eski tarihinde, birincil üretim esas olarak oksijenik fotosentez kullanmayan tamamen farklı bir organizma grubu tarafından gerçekleştiriliyordu.
Farklı yöntemlerin bir araya gelmesi, bilim insanlarının Dünya’nın geçmişinde farklı birincil üreticilerin en aktif olduğu zamanları haritalandırmasına olanak sağlamıştır.
Bu yöntemlere örnek olarak en eski ormanların belirlenmesi ya da moleküler fosillerin kullanılması verilebilir.
Çalışmada bilim insanları bu bilgileri, Dünya’nın tarihsel birincil üretimine en çok hangi organizmaların katkıda bulunduğunu bulmak için kullandılar. Bilim insanları bunun muhtemelen kara bitkileri olduğu sonucuna vardı. Bununla birlikte, siyanobakteri olması da muhtemeldir.
Tüm yaşam
Bilim insanları, tüm zamanlardaki birincil üretim miktarını ve bunu hangi organizmaların gerçekleştirdiğini belirleyerek, Dünya üzerinde ne kadar yaşam olduğunu tahmin etmişlerdir.
Bugün, tüketilen gıda miktarına dayanarak kaç insanın var olduğunu kabaca belirleyebiliyoruz. Benzer şekilde, birincil üretimin modern çevrede var olan hücre sayısına oranını da kalibre edebildik.
Bir organizmadaki hücre sayısı ve farklı hücrelerin boyutlarındaki büyük değişkenliğe rağmen, tek hücreli mikroplar küresel hücre popülasyonlarına hakim oldukça bu tür karmaşıklıklar ikincil hale gelmektedir.
Sonunda bugün yaklaşık 10^30 (yani 30. dereceden 10) hücre olduğunu ve Dünya’da 10^39 ila 10^40 arasında hücrenin var olacağını hesaplayabildik.
Dünya’da ne kadar yaşam olacak?
Dünya’nın daha genç bir yıldızın yörüngesinde dönme olasılığı dışında, Dünya’nın biyosferinin ömrü sınırlıdır. Bu acı gerçek, yıldızlarımızın yaşam döngüsünün bir sonucudur.
Güneş, doğuşundan bu yana, çekirdeğindeki hidrojen helyuma dönüştükçe son dört buçuk milyar yılda giderek daha parlak hale geldi.
Uzak gelecekte, bundan yaklaşık iki milyar yıl sonra, Dünya’yı yaşanabilir kılan tüm biyojeokimyasal savunmalar sınırlarına ulaşmış olacak. Önce kara bitkileri yok olacak, ardından okyanuslar taşacak ve Dünya bir kez daha başlangıçtaki neredeyse cansız kayalık gezegen haline gelecek.
Ancak o zamana kadar Dünya’da ne kadar yaşam olacak? Mevcut birincil üretkenlik seviyesini tahmin ederek, Dünya’da yaklaşık 1.040 hücrenin yaşayacağını tahmin ediyoruz.
Bir dış gezegen olarak Dünya
Sadece birkaç on yıl önce, ötegezegenler (diğer yıldızların yörüngesinde dönen gezegenler) sadece bir hipotezdi. Artık sadece onları tespit etmekle kalmıyor, aynı zamanda uzak yıldızların yörüngesinde dönen binlerce uzak gezegenin birçok yönünü de tanımlayabiliyoruz.
Peki Dünya’nın bu cisimlerle nasıl bir ilişkisi var? Bilim insanları çalışmalarında, Dünya’daki yaşama kuşbakışı bir göz attılar ve Dünya’yı diğer gezegenlerle karşılaştırmak için bir ölçüt olarak almayı önerdiler.
Ancak geçmişte Dünya çok farklı bir yaşam miktarıyla çok farklı bir yörüngeye girmiş olabilir. Örneğin, oksijenik fotosentez ortaya çıkmamış olabilir. Bu yeni bir araştırma konusu.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Bilim İnsanları Dünya’da Kaç Canlı Hücre Olduğunu ve Daha Ne Kadar Olacağını Hesapladı
Antik DNA’dan Eksik X Kromozomlu İlk Tarih Öncesi İnsan Tanımlandı
/Bilim İnsanları Dünya’da Kaç Canlı Hücre Olduğunu ve Daha Ne Kadar Olacağını Hesapladı /