Yaşamı Ortaya Çıkaran Kıvılcım: ABİYOGENEZ

Dünya üzerinde yaşamın nasıl başladığı bilim insanlarının yüzyıllardır cevabını aradığı en büyük sorulardan biridir. Bugün var olan yaşamın ilerleyişi karmaşık biyokimyasal süreçlere dayanır ancak bu süreci başlatan ilk kıvılcım neydi? Abiyogenez teorisi, yaşamın milyarlarca yıl önce Dünya’daki basit kimyasal bileşiklerden doğal süreçler sonucunda oluştuğunu öne sürer. Bu yazıda abiyogenez kavramını, ortaya atılan bilimsel modelleri ve yaşamın kökenine dair yapılan önemli deneyleri inceleyeceğiz. Hazırsanız başlıyoruz!

“Abiyogenez” ismi Yunanca “-a” (değil) + “bios” (yaşam) + “genesis” (köken) isimlerinden gelmektedir. Bu teoriye geçmeden önce ilk olarak yaşamı tanımlamamız gerekir ki aradığımız şeyin ne olduğunu iyi bilelim. Yaşamın nasıl tanımlandığı önemlidir çünkü dünya dışı yaşam bulma çalışmaları, bu tanım çerçevesinde şekillenmektedir. Birçok bilim insanı ve NASA gibi bilim kuruluşlarının tanımları vardır. Tabii bu tanımlara “Yaşam, cinsel yolla bulaşan bir hastalıktır.” tarzı edebî ve azıcık da bayat tanımlamalardan bahsetmiyoruz. Bunların hepsine tek tek değinmek yerine kısaca “Merriam-Webster sözlüğünden yaşamı: Metobolizma, üreme, uyaranlara tepki verme ve üreme kapasitesiyle kategorize edilen organizmik durum olarak kısaca açıklayabiliriz. Abiyogenez çalışması; yaşam öncesi kimyasal reaksiyonların, şimdiki dünya koşullarından çarpıcı bir şekilde farklı olan ve adeta cehennemi yaşayan dünya koşullarında yaşamı nasıl ortaya çıkardığını bulmayı amaçlamaktadır. Öncelikle biyoloji ve kimyanın araçlarını kullanır. Yaşam, karbon ve suyun özelleşmiş kimyası aracılığıyla işler ve büyük ölçüde 4 temel kimyasal aileye dayanır: lipitler, şekerler, proteinler ve nükleik asitler. Başarılı bir abiyogenez teorisi, bu molekül sınıflarının kökenlerini ve etkileşimlerini açıklamalıdır. Abiyogenez adına bir sürü hipotez ortaya atılmış ve deneyler yapılmıştır. Bunlardan en klasiği olan Miller-Urey deneyine bir bakış atalım.

Miller-Urey deneyinin amacı, yaşamın kimyasal kökenlerini aydınlatmak ve abiyogenez teorisine yönelik bazı yeni deneysel yaklaşımları geliştirebilmekti. Bu deney Dünya’nın ilk zamanlarındaki koşulları taklit eden bir ortamda proteinlerin temel kimyasal bileşeni olan amino asitlerin çoğunun inorganik bileşiklerden sentezlenebileceğini göstermiştir. Bu sebeple bu deneyi anlayabilmemiz için Dünya’nın ilkel atmosfer koşullarını iyi anlamamız gerekir. Kendi dönemlerinin mevcut bilimsel verileriden yola çıkan Miller ve Urey; gerçeğe oldukça yakın bir tahminde bulunarak ilkel atmosferde su, metan, amonyak, karbonmonoksit ve hidrojen bulunabileceğini öne sürdüler ve deney düzeneklerini buna göre tasarladılar.

Deneyin sonuçları ise oldukça netti: Yapmış oldukları tahminlerde eksikler olmasına rağmen bu ilkel atmosfer koşullarındaki gazların doğal süreçlerin taklit edilmesi sonucu girdikleri tepkimelerde, canlılığın yapısına katılan 20 tane amino asitin yanında yapımıza doğrudan katılmayan amino asitler bile üretilebilmiştir. Amino asitlerin doğal süreçlerle ilkel koşullar altında sentezlenebileceğini göstermek o dönem için çok büyük bir öneme sahipti. Bu nedenle de Miller ve Urey büyük bir üne kavuşmuştur. Kendi deneylerinden çok daha isabetli ve gerçeğe daha yakın deneylerin daha az konuşulmasının nedenlerinden biri de budur. Günümüzde de biliyoruz ki ilkel atmosfer koşullarında Miller ve Urey’in taklit ettiği ortamdaki gazlardan farklı gazlar da vardı. Bu gazların bulunduğu koşullarda tekrar edilen deneyler; Miller ve Urey’in deneyinden bile isabetli sonuçlar vermiş, canlılığın yapısına katılan neredeyse tüm organik moleküllerin doğal süreçlerle inorganik moleküllerden oluşabileceğini ispatlamıştır.

Elbette Miller-Urey deneyinin eksik tarafları olmasına rağmen asla bu deneyi yok saymamak ve küçümsememek gerekir. Miller-Urey deneyi, biyokimyanın abiyogenez sahasının pratik olarak doğmasını sağlayan ve bilim tarihinin gidişatını değiştirmiş olan çok büyük ve çok önemli, öncü bir deneydir.

Semih ÖZKAN