Dünya Üzerinde Ne Kadar Yaşam Var Oldu?
Tüm organizmalar canlı hücrelerden oluşur. İlk hücrelerin tam olarak ne zaman ortaya çıktığını belirlemek zor olsa da, jeologların en iyi tahminleri en az 3,8 milyar yıl öncesine işaret ediyor. Peki Dünya’daki ilk hücreden bu yana bu gezegende ne kadar yaşam oldu? Ve Dünya’da ne kadar yaşam var olacak?
Current Biology’de yayınlanan yeni çalışmamızda, Weizmann Bilim Enstitüsü ve Smith College’dan meslektaşlarım ve ben bu büyük soruları hedef aldık.
Dünya’da Karbon
Her yıl yaklaşık 200 milyar ton karbon birincil üretim olarak bilinen yolla alınır. Birincil üretim sırasında, atmosferdeki karbondioksit ve okyanustaki bikarbonat gibi inorganik karbon, enerji için ve yaşamın ihtiyaç duyduğu organik molekülleri oluşturmak için kullanılır.
Günümüzde bu çabaya en önemli katkı, güneş ışığı ve suyun temel bileşenler olduğu oksijenik fotosentezdir. Ancak, geçmişteki birincil üretim oranlarını deşifre etmek zorlu bir görev olmuştur. Bir zaman makinesi yerine, benim gibi bilim insanları geçmiş ortamları yeniden inşa etmek için eski tortul kayalarda bırakılan ipuçlarına güveniyor.
Birincil üretim söz konusu olduğunda, antik tuz yataklarındaki sülfat formundaki oksijenin izotopik bileşimi bu tür tahminlerin yapılmasına olanak sağlamaktadır.
Çalışmamızda, yukarıdaki yöntemle elde edilen eski birincil üretime ilişkin önceki tüm tahminleri ve diğerlerini derledik. Bu verimlilik sayımının sonucunda, yaşamın başlangıcından bu yana 100 kentilyon (veya 100 milyar milyar) ton karbonun birincil üretimden geçtiğini tahmin edebildik.
Bunun gibi büyük rakamları hayal etmek zordur; 100 kentilyon ton karbon, Dünya’nın içerdiği karbon miktarının yaklaşık 100 katıdır ve Dünya’nın birincil üreticileri için oldukça etkileyici bir başarıdır.
Birincil üretim
Günümüzde birincil üretim esas olarak karadaki bitkiler ile algler ve siyanobakteriler gibi deniz mikro organizmaları tarafından gerçekleştirilmektedir. Geçmişte, bu ana katkıda bulunanların oranı çok farklıydı; Dünya’nın en eski tarihi söz konusu olduğunda, birincil üretim esas olarak hayatta kalmak için oksijenik fotosenteze dayanmayan tamamen farklı bir organizma grubu tarafından gerçekleştiriliyordu.
Farklı tekniklerin bir kombinasyonu, farklı birincil üreticilerin Dünya’nın geçmişinde en aktif oldukları zaman hakkında bir fikir verebilmektedir. Bu tekniklere örnek olarak en eski ormanların belirlenmesi ya da biyobelirteç adı verilen moleküler fosillerin kullanılması verilebilir.
Çalışmamızda bu bilgileri, Dünya’nın tarihsel birincil üretimine en çok hangi organizmaların katkıda bulunduğunu araştırmak için kullandık. Sahneye geç çıkmalarına rağmen, kara bitkilerinin muhtemelen en fazla katkıda bulunduğunu gördük. Bununla birlikte, siyanobakterilerin en fazla katkıda bulunmuş olması da çok makuldür.
Toplam yaşam
Şimdiye kadar ne kadar birincil üretim gerçekleştiğini ve bundan hangi organizmaların sorumlu olduğunu belirleyerek, Dünya’da ne kadar yaşam olduğunu da tahmin edebildik.
Bugün, ne kadar gıda tüketildiğine bakarak kaç insanın var olduğu tahmin edilebilir. Benzer şekilde, birincil üretim oranını modern ortamda kaç hücre bulunduğuna göre kalibre edebildik.
Organizma başına düşen hücre sayısı ve farklı hücrelerin boyutlarındaki büyük değişkenliğe rağmen, tek hücreli mikroplar küresel hücre popülasyonlarına hakim olduğu için bu tür karmaşıklıklar ikincil hale gelmektedir. Sonuçta, günümüzde yaklaşık 1030 (10 noninilyon) hücrenin var olduğunu ve Dünya’da şimdiye kadar 1039 (bir duodesilyon) ile 1040 arasında hücrenin var olduğunu tahmin edebildik.
Dünya’da ne kadar yaşam olacak?
Dünya’yı daha genç bir yıldızın yörüngesine taşıma becerisi dışında, Dünya’nın biyosferinin ömrü sınırlıdır. Bu ürkütücü gerçek, yıldızımızın yaşam döngüsünün bir sonucudur. Güneş, doğuşundan bu yana, çekirdeğindeki hidrojen helyuma dönüştükçe son dört buçuk milyar yıldır yavaş yavaş daha parlak hale gelmektedir.
Çok uzak bir gelecekte, bundan yaklaşık iki milyar yıl sonra, Dünya’yı yaşanabilir kılan tüm biyojeokimyasal güvenlik önlemleri sınırlarını zorlayacak. Önce kara bitkileri ölecek, ardından okyanuslar kaynayacak ve Dünya ilk zamanlarındaki gibi büyük ölçüde cansız kayalık bir gezegene dönecek.
Ancak o zamana kadar, Dünya tüm yaşanabilir ömrü boyunca ne kadar yaşam barındıracak? Mevcut birincil üretkenlik seviyelerimizi ileriye doğru tahmin ederek, Dünya’yı yaklaşık 1040 hücrenin işgal edeceğini tahmin ediyoruz.
Bir dış gezegen olarak Dünya
Sadece birkaç on yıl önce, ötegezegenler (diğer yıldızların yörüngesinde dönen gezegenler) sadece bir hipotezdi. Şimdi ise sadece onları tespit etmekle kalmıyor, uzak yıldızların etrafındaki binlerce gezegenin pek çok yönünü tanımlayabiliyoruz.
Peki Dünya bu cisimlerle nasıl kıyaslanabilir? Yeni çalışmamızda, Dünya’daki yaşama kuş bakışı bir göz attık ve Dünya’yı diğer gezegenlerle karşılaştırmak için bir ölçüt olarak ortaya koyduk.
Ancak benim gerçekten ilginç bulduğum şey, Dünya’nın geçmişinde radikal bir şekilde farklı bir yörünge ve dolayısıyla Dünya’yı ev olarak adlandırabilecek radikal bir şekilde farklı bir yaşam miktarı üretmek için neler olmuş olabileceğidir. Örneğin, ya oksijenik fotosentez hiç gerçekleşmemişse ya da endosimbiyoz hiç olmamışsa?
Kaynak: https://www.iflscience.com
Derleyen: Figen Berber
Bazaltik Volkanik Patlamalara Su Değil Karbondioksit Neden Olur