@godoşu beklerken, entryi direkt buraya kopyalıyorum :)
her şey ama her şey, evrenin ve termodinamiğin altın kuralı olan minimum enerji maksimum düzensizlik ile başladı. atomlar bu düzensizliği gösteren en küçük yapılar, elektronların enerjisi sebebiyle. bir atom daha fazla enerji harcamamak için elektronlarını verme-alma-paylaşma yoluna gider. bu yolla moleküller oluşur. moleküller de kararsız olabilir, yani daha az enerji harcamak isteyebilir. bu yolla da moleküller bir araya gelerek molekül komplekslerini oluşturur. sonrasında bu kompleksler bize hücreyi, hücreler organizmayı, organizmalar türü, tür ise ekosistemi önümüze getirir.
bundan 4,5 milyar yıl önce oluşan yeryüzünde ilk ortaya çıkan kimyasallar hepimizin bildiği üzere mineraller idi. peki, bu yolla dna, rna, protein, karbonhidrat, lipid, replikasyon, metabolizma nasıl oluştu ve gelişti?
burada herkesin bildiği, stanley miller-harold urey deneyi işin içine giriyor. bu iki deli bilim insanı ilk atmosfer koşullarını önümüze getirerek, temel yapıtaşlarının nasıl oluştuğunu bize gösterdiler. ancak bir sıkıntı vardı, bu yapıtaşlarının oluşması için atmosferin indirgeyici bir atmosfer olması şarttı. sonrasında buna sebep olabilecek şeyler henüz keşfedilemediğinden deneyin kabul edilemez olduğu söylendi. ancak ki, şu an yapılan ve teorize edilen araştırmalara göre (burada işin içine jeoloji giriyor), bu indirgeyici atmosferi oluşturan yapılarda gerekli olan metan ve amonyak kaynağının yanardağ çıkışlarının olabileceği öne sürüldü. aynı zamanda hala yeryüzünde var olan çamur volkanlarının ve derin deniz kaynaklarında meydana gelen patlamaların bu indirgeyici ortamı sağladığı özellikle düşünülmektedir. esasen, kuvvetli bir teori olduğu da yadsınamaz.
şimdii, buradan şuraya geliyoruz; tamam temel yapıtaşları oluştu. peki dna nasıl oluştu?
şöyle ki, 2002 yılında paul&joyce arkadaşlar ribozimler (ribozim: enzimatik aktivitesi olan rna molekülleri) üzerinde çalışırlarken bir rna keşfettiler. bu rna, self-replicating bir rna olan r3c ligaz ribozom idi. bu rna, içerdiği baz dizisine göre 3d konformasyonu kazanarak kendi kendini replike edebilme özelliğine sahip. ve bu replikasyon aşamasında bu rna molekülü kendini stabil tutuyor. yani demek istediğim şu şekil üzerinde görülebilir. yani bu molekülün kendisi stabil değil, çünkü rna molekülleri tek zincirli olduğundan çabuk parçalanırlar, ancak replikasyon sonucu stabil oluyorlar çünkü çift zincirli hale geçiyorlar. işte bu molekül muazzam bir molekül. neden mi? çünkü dna da çift zincirli ve oldukça ama oldukça stabil bir yapı. dolayısıyla, rna'nın dna'dan daha önce ortaya çıktığı ve bu rna'daki bilginin daha kalıcı hale gelebilmesi için dna'nın oluştuğu, böylece bilginin depolanarak rna davranışının kontrolünün sağlanmasının gerçekleştirildiği düşünülmekte. elbette bu da bir teori. ancak sağlam bir teori olduğu bilim camiasında özellikle konuşma konusu.
peki, bu rna molekülü ortamda var diyelim. e bir şekilde kendini stabil hale getirmeye çalışıyor diyelim, tamam. ancak çevre denilen bir etmen var ortada. nasıl değişeceği bilinmeyen bir şey bu. dolayısıyla, bu rna molekülü çevreden korunmak isteyecek. kendini yaşatması için korunmak zorunda. bunu nasıl yapacak?
burada da keşfedilen bir şeyler var. bunlara protobiont deniliyor. bu yapılar biyolojik hayatın ilk prototipleri. bunlar şu şekil yapılar. yani bu tipler, dış çevreden izole bir ortam oluşturuyorlar kendi kendilerine. test tüplerinde dahi bunu gerçekleştirdikleri kanıtlandı. yani, rna molekülümüz bu prototipin içine girmiş ve çevre şartlarından korunmuş olabilir. bu da bize hücrenin nasıl oluştuğunu gösteriyor.
gelelim hücreye.
hücre hayatta kalmak isteyecek. bunun için çeşitli faaliyetler göstermesi lazım. bu faaliyetler özetle; yapılarda oluşan hasarların tamiri, yeni molekül sentezleme, gerekli moleküllerin ve enerjinin dışarıdan alınması, düşmanlara karşı savunma kimyasallarının salınması, hücre içinde üretilen kirleticilerin atılması vs vs.
hücre bunları başarıyla gerçekleştirdi evet fakat ölüm kaçınılmaz. uzun vadede tek çaresi kendinden bir kopya oluşturması ve böylece kendini yedeklemesi. neden? çünkü kopyalardan biri ölürse, diğeri hayatta kalabilir. peki bu yeni kopya, önceki hücrenin tüm faaliyetlerinin düzenlenmesi bilgisini nereden bilecek?
buradaki keşif: genetik materyal. hücre, genetik materyali ile bu faaliyetlerin düzenlenme bilgisini kopya hücresine aktaracak. ancak, bu kopyalama işlemi illa karbon kopya şeklinde mi olmalı?
hayır. niçin? çünkü çevre şartları öyle bir değişebilir ki hiçbir kopya yaşayamayabilir. bu sebepten hücre mutasyon geçirecek ki çevresel değişikliklere karşı uyum sağlanabilecek değişiklikler meydana gelsin.
çevre şartlarının nasıl değişeceğini hücre önceden kestirebilir mi?
tabii ki hayır. o halde ne yapacak; mutasyonlar rastgele oluşturulacak, mümkün olduğunda çok sayıda kopya alınacak. neden mi? çünkü, birbirinden farklı genetik materyale sahip kopya sayısı ne kadar fazlaysa değişen çevre şartlarından en az birinin hayatta kalma şansı yüksek olsun diye.
işte burada da evrimin başladığı noktaya geliyoruz.
(akılda şöyle bir soru olabilir; "mutasyonlar nasıl rastgele oluşabilir yahu?" diye. genetik materyal ne denli küçükse mutasyon geçirme olasılığı da o denli yüksektir. en basit örnek; çekirdek genomu daha az mutasyon geçirirken (yaklaşık 3300 megabazdan oluşur), mitokondri genomu (16,6 kilobazdan oluşur) daha fazla mutasyon geçirir. çünkü daha küçüktür. dolayısıyla, hücre kafasına göre ya şurada bi mutasyon oluşturayım diyecek zekaya elbette sahip değil, bu zaten süreç içerisinde, replikasyonun kendiliğindenliği sebebiyle gerçekleşen bir durum.)
buraya kadar tamamız sanırım.
devam ediyorum: şimdi hücre genetik çeşitliliğini arttırmak isteyecek ki uzun vadede kopyalarının yaşama şansı olsun. her birey diğerinden bağımsız olarak kendini kopyaladığından, her biri diğerinden bağımsız mutasyon oluşturur. e bizim genetik materyalimiz oldukça sınırlı. eğer hayati genlerde bir mutasyon olursa ne olacak?
bu genetik çeşitlilik üzerinde negatif bir etki. o zaman hücreler, genetik materyal değişimini gerçekleştirecek. bu şu demek; çiftleşme. yani hücreler genetik materyal alış-verişi yapacak. yahu olur mu öyle şey demeyin. hala oluyor. nasıl mı? buyrun size en basit e.coli'deki plazmit aktarımı, yani konjugasyon.
e şimdi, bu genetik çeşitlilik arttı, yeni yeni bireyler ortaya çıktı. fakat bireyler birbirinden çokça farklılaşırsa genetik alış-veriş mümkün olmayacak. bunun için hücre ne yapacak, bireyler ancak kendilerine genetik olarak yakın olan bireylerle genetik materyal alışverişinde bulunacak. dolayısıyla, bu hücreler özelleşecek ve tür dediğimiz şey ortaya çıkacak.
genetik çeşitliliği başka nasıl arttırabiliriz?
el cevap: eşeyli üreme, rekombinasyon, cinsiyet ayrımı. en basit şöyle anlatayım; insanda niçin erkek ve dişi diye iki ayrı birey var? ve erkekler niçin çok fazla sperm üretiyor da kadınlarda yalnızca tek bir yumurta var? tek yumurta tek sperm olsaydı olmaz mıydı? mekanizma basit; erkeklerde spermatogenez esnasında gerçekleşen çoklu sperm üretimi sayesinde, her bir sperm birbirinden oldukça farklı genotipe sahip. bu da mayoz bölünmedeki rekombinasyonlardan kaynaklı. dolayısıyla her sperm birbirinden farklı, yani genetik çeşitliliğe sahip. dolayısıyla, cinsiyetler ayrılıyor, bu da yetmiyor farklı farklı mekanizmalarla çeşitlilik daha da arttırılmaya çalışılıyor.
çeşitlilik tüm hızıyla artıyor diyelim. tür ve birey sayısı da artıyor. ama çevredeki kaynaklar sınırlı, kaynakları ve enerjiyi en iyi kullananın yaşama şansı artar değil mi? çözüm nedir?
çözüm yine evrenin altın kuralında. hücreler daha az enerji harcayarak daha fazla verimle işlevlerini gerçekleştirmeye çalışacak. kaynakları daha iyi kullanmak isteyecek. bunun için;
hücrelerarası görev paylaşımı: çok hücrelilik ortaya çıkacak. bir hücre bir işlevi gerçekleştirirken, diğer hücre başka bir işlev gerçekleştirerek bir arada bulunacaklar ve minimum enerji harcayarak çevredeki kaynakları daha iyi kullanacaklar.
bireyler arası görev paylaşımı: erkek-dişi cinsiyetin ortaya çıkması. böylece genetik çeşitliliği arttıracaklar.
türler arası görev paylaşımı: sosyal türlerin ortaya çıkışı, kompleks ekosistem ve birlikte evrimleşme. tüm canlıların hayattaki işbirliği ile yaşama şansı daha da artacak.
sonuç: ekosistemde çok sayıda farklılaşmış organizma ortaya çıkar, bütün türler birbirine bağlı hale gelir, türlerin beslenme-üreme ve diğer faaliyetleri birbirine göre düzenlenir. besin zincirleri oluşur. evren altın kuralı olan minimum enerji maksimum düzensizliği gerçekleştirir. böylece süreç işlemeye devam eder.
-------------------
hayır bahsedilen deney urey miller deneyi değil. ancak bağlantılı elbette, oradan köken almış denilebilir yani. protobiontlar şöyle yapılar:
www.orionsarm.com