Yaşamın Kökenine Işık Tutan Yeni Modeller
Dünya’da ilk yaşam belirtileri, yaklaşık dört milyar yıl önce mikroplar şeklinde ortaya çıktı. Bilim insanları, hala bu mikropların tam olarak ne zaman ve nasıl ortaya çıktığını belirlemeye çalışırken, yaşamın ortaya çıkışının Dünya’nın erken dönemlerinin kimyasal ve fiziksel özellikleriyle karmaşık bir şekilde iç içe geçtiği açıktır.
Rochester Üniversitesinde yer ve çevre bilimleri doçenti olan Dustin Trail, “Gezegenimizin erken dönem kimyasal özellikleri farklı olsaydı yaşamın farklı başlayabileceğinden ya da hiç başlamayabileceğinden şüphelenmek mantıklı.” diyor.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Peki milyarlarca yıl önce, Dünya nasıldı ve hangi özellikleri yaşamın oluşmasına yardımcı olmuş olabilir? Science dergisinde yayınlanan bir makalede, Trail ve Colorado Boulder Üniversitesinde araştırma görevlisi olan Thomas McCollom, bunu bulma arayışında önemli bilgileri ortaya koyuyor. Araştırma sadece yaşamın kökenini keşfetmek için değil, aynı zamanda diğer gezegenlerde yaşam arayışı için de önemli çıkarımlara sahip.
Trail, “Şu anda insanlığın diğer gezegenlerde, uydularda ve diğer gezegen sistemlerinde yaşam aradığı heyecan verici bir dönemdeyiz.” diyor. “Ancak kendi gezegenimizde yaşamın nasıl, hatta ne zaman başladığını hâlâ bilmiyoruz. Bizimki gibi araştırmalar, yaşamın ortaya çıkışını desteklemiş olabilecek belirli koşulların ve kimyasal yolların belirlenmesine yardımcı oluyor; bu çalışmaların gezegenimiz dışında yaşam arayışında önemli bir rol oynayacağı kesin.”
Yaşamın Ortaya Çıkışında Metallerin Önemi
Yaşam ve kökenleri üzerine yapılan araştırmalar, tipik olarak genlerin ve işlevlerinin incelenmesi olan genomik; proteinlerin incelenmesi olan proteomik ve hücresel işlevlerin yerine getirilmesinde metallerin önemli rolünü araştıran metalomik adı verilen yeni bir alan dahil olmak üzere çeşitli disiplinleri içerir. Yaşam evrimleştikçe belirli metallere duyulan ihtiyaç da değişti ancak Trail ve McCollom, milyarlarca yıl önce mikroplar ilk ortaya çıktığında hangi metallerin mevcut olabileceğini belirlemek istedi.
Trail, “Farklı yaşamın kökeni senaryoları için hipotezler önerildiğinde, bilim insanları genellikle tüm metallerin mevcut olduğunu varsaymışlardır çünkü Dünya tarihinin en erken zamanları için sıvıların metal konsantrasyonları hakkında jeolojik olarak sağlam kısıtlamalar sağlayan çalışmalar yoktu.” diyor.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bu eksikliği gidermek için Trail ve McCollom, milyarlarca yıl önce litosferdeki (yerkabuğu ve üst mantoyu içeren Dünya’nın dış katmanı) sıvıların bileşimini ve özelliklerini inceledi. Bu litosferik sıvılar, kayaların ve minerallerin çözünmüş kısımlarını, Dünya’nın iç kısmı ile mikrobiyal yaşamın oluşmuş olabileceği dış kısmındaki hidrotermal havuzlar arasında taşımak için kilit yollardır. Araştırmacılar milyarlarca yıl önce var olan metalleri doğrudan ölçemeseler de, sıvıların özelliklerini belirleyerek, gezegende yaşamın ortaya çıktığı dönemde Dünya’nın içi ve dışı arasında hangi metallerin ve metallerin konsantrasyonlarının taşınmış olabileceği konusunda çıkarımda bulunabilirler.
Milyar Yıllık Minerallerdeki İpuçları
Milyarlarca yıllık kayaçlar ve mineraller, genellikle Dünya’nın en eski tarihi hakkında tek doğrudan bilgi kaynaklarıdır. Çünkü kayaçlar ve mineraller, oluştukları dönemde Dünya’nın bileşimi hakkında bilgi saklarlar.
Araştırmacılar, milyarlarca yıl önceki litosferik sıvıların oksijen basıncını, klor içeriğini ve sıcaklığını belirlemek için yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıklı deneyler gerçekleştirdiler ve bu sonuçları, Batı Avustralya’daki bölgelerde toplanan sağlam bir mineral türü olan erken Dünya zirkonlarına uyguladılar. Daha sonra bu bilgileri bilgisayar modellerine girdiler. Modeller, litosferik sıvıların özelliklerini simüle etmelerine ve buna bağlı olarak hangi metallerin sıvıların içinden geçerek Dünya yüzeyindeki hidrotermal havuzlara ulaşmış olabileceğini simüle etmelerine olanak sağladı.
Yaşamın Nasıl Ortaya Çıktığını Anlamak
Araştırmacılar model simülasyonlarının gösterdikleri karşısında şaşırdılar. Örneğin birçok yaşamın kökeni araştırmacısı, bakırın, yaşama yol açabilecek kimyada olası bir bileşen olduğunu düşünmektedir. Ancak Trail ve McCollom, analizlerindeki kısıtlamalar altında bakırın bol miktarda bulunabileceğine dair bir kanıt bulamadılar.
Test ettikleri ve yüksek konsantrasyonlarda bulunabilecek bir metal ise manganezdi. Yaşamın kökeni senaryolarında nadiren dikkate alınsa da, günümüzde manganez; vücudun kemik oluşturmasına yardımcı olur ve enzimlerin, karbonhidratları ve kolesterolü parçalamasına yardımcı olur.
Trail, “Araştırmamız, manganez gibi metallerin ‘katı’ Dünya (yeryüzü-kara) ile Dünya yüzeyinde ortaya çıkan biyolojik sistemler arasında önemli bağlantılar olarak işlev görebileceğini gösteriyor.” diyor.
Trail, araştırmanın yaşamın kökeni üzerine çalışan bilim insanlarının deneylerine ve modellerine daha somut veriler girmelerine yardımcı olacağını söylüyor.
“Bu bilgiler ışığında tasarlanan deneyler, yaşamın nasıl ortaya çıktığının daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.”
Kaynak: https://phys.org
Derleyen: Simge Kara