Yaşamın başlangıcını aramak

Yaşamın kökenleri, modern bilimin üzerine en çok kafa yorduğu gizemlerden biri. Tüm mevcut yaşam formlarının üzerine inşa edildiği (bakteriler ve insanlar) hücrelerin ortaya çıkışı ve evrimi hakkında bildiklerimiz, dünya üzerinde dört milyar yıl önce hüküm süren koşullarda gizli. İlk hücreler neden ve nasıl ortaya çıktılar? Bu kaçınılmaz mıydı, yoksa tamamen şans eseri mi meydana geldi? Bu, evrenin başka bir yerinde meydana gelebilir mi?

University College London’dan bir grup araştırmacı, işte tam da bu soruların cevaplarını araştırıyor. Dünya üzerinde ilk hücrelerin ortaya çıkışını incelemeye başlayarak çıktıkları yolculuk, çığır açan bir teleskop sayesinde yakında Samanyolu'nun derinliklerine uzanacak. Araştırmaların sonuçları, dünya üzerindeki yaşamın evrimi ve yaşamın kökenleri hakkında bildiklerimizi kökünden değiştirebilir.

YAŞAMIN ALIŞ-VERİŞ LİSTESİ

Genetik, Evrim ve Çevre bölümünden Dr. Nick Lane önderliğindeki University College London ekibi, “yaşamın beşiğinin”, 4 milyar yıl önce Dünya'nın yüzeyini kaplayan okyanus yatağında bulunan hidrotermal bacalar olabileceğini ileri sürüyor. Dr. Lane, bacaların her birini, hidrotermal sıvıların nüfuz ettiği “birbirine bağlı gözeneklerden oluşmuş bir labirent” olarak tanımlıyor. Derin deniz sistemlerini laboratuvarda yeniden yaratan ekip, bacaların, hidrojen bakımından zengin hidrotermal sıvıların, etraflarını saran karbondioksit bakımından zengin okyanus suyuyla tepkimeye girdiği elektrokimyasal reaktörler gibi işlev gördüğünü ortaya koydu. Bu inorganik kimyasallar reaksiyona girdiğinde, yaşamın kimyasal yapı taşları olan basit organik moleküller oluşturuyorlar.

Hidrotermal bacaların işlevi bunlardan ibaret değil. Gözenekli sistemlerdeki konveksiyon akıntıları, basit organik moleküllerin, hücrelerin içinde yüksek oranda yoğunlaşmasını sağlıyor. Yüksek yoğunluğa ulaşan organik moleküller, sırasıyla RNA ve DNA’nın temel bileşenleri olan riboz ve deoksiriboz gibi daha karmaşık moleküllerle etkileşime giriyor. Bu aşamada hücre benzeri yapılar ortaya çıkabilir. Dr. Lane bunu, “Yeterli derecede yüksek yoğunlukta üretebiliyorsanız, hücreye benzer özellikte yapılar kendiliğinden oluşur” şeklinde açıklıyor.

Hidrojen ve karbondioksitten hücre benzeri yapılara uzanan bu basit evrim hikayesini mümkün kılan ise hidrotermal bacalar. Bunlar, hem Dünya'da hem de Samanyolu'ndaki diğer gezegenlerde yaşamın kökenlerine dair ipuçları veriyor. Hidrotermal bacalar, su ile evrenin her yerinde bulunan ve demir bakımından zengin kayalık bir materyal olan olivin arasında oluşan basit bir kimyasal reaksiyonla oluşuyor. Bu nedenle sulak ve kayalık bir gezegende bulunmaları muhtemel. Dr. Lane bu konuyu şöyle ifade ediyor, “yaşam için gereken koşullar, ki ben bunlara yaşamın alış-veriş listesi adını veriyorum, Güneş Sistemi dışındaki milyonlarca hatta miyarlarca gezegende bulunabilir, yani bilimsel olarak, bakteri yaşam formu her yerde olmalı.” 

SAMANYOLU’NDA YAŞAMIN KÖKENLERİNİ ARAŞTIRMAK

”Alış-veriş listesi’nin uzunluğuna bakılacak olursa, evrende yaşam bulma olasılığı artık daha da artmış gibi görünüyor, ve mükemmel bir zamanlamayla, Güneş Sistemi dışındaki gezegenlerin atmosferlerini incelemek için geliştirilmiş ilk uzay teleskopu Twinkle sayesinde araştırmalar büyük ivme kazanacak. Şu ana kadar Güneş Sistemi dışında neredeyse 2000 gezegen keşfedilmiş, ancak bunların özellikleriyle ilgili elimizde kayda değer bilgi yok. University College London’daki ExoMol grubundan Katy Chubb’ın belirttiği gibi, “bu gezegenleri keşfedip duruyoruz, ancak artık bunların atmosferlerinde neler olduğunu, yapılarını ve üzerlerindeki koşulların nasıl olduğunu anlamaya çalışmak gerekiyor”.

Twinkle, University College London ve Surrey Uydu Teknolojisi’nden görevlilerin oluşturduğu bir Birleşik Krallık ekibi tarafından üç veya dört yıl içinde alçak dünya yörüngesine oturtulacak. Bu küçük ve düşük maliyetli uydu, Güneş Sistemi dışında bulunan en az 100 gezegendeki koşulları araştırmak üzere, spektroskopi, yani ışık ölçümü yöntemi kullanacak. Güneş Sistemi dışındaki bir gezegen, yörüngesinde olduğu yıldızın önünden geçerken, yıldız ışığının küçük bir kısmı gezegenin atmosferi içinden geçer. Bu ışığın gözlenmesi bilim insanlarının spektral bir ”parmak izi” oluşturmalarını sağlıyor. Bu da yörüngedeki gezegenin kimyasal bileşimi, sıcaklığı ve hatta hava koşulları hakkında bilgi edinilmesini sağlıyor. Bu devrim niteliğindeki uydunun ortaya koyacağı sonuçlar, Dr. Lane ve ekibinin çalışmalarıyla beraber bilim insanlarının bir zamanlar canlı yaşamına ev sahipliği yapmış ya da gelecekte yaşama ev sahipliği yapabilecek gezegenleri koşullarıyla birlikte belirlemelerine imkan verecek. 

Bu araştırma, 30 Haziran - 5 Temmuz 2015 tarihlerinde düzenlenen Kraliyet Bilimler Akademisi Yaz Bilim Sergisi’nde sunulmuştur.