Yaşamın Başlangıcı Hakkında - Çamur(Kil) Teorisi (Clay Theory)

Teorinin Oluşumu

Yıl 1966, yaşamın kökeni hala bir gizem. Darwin Türlerin Kökeni’ni yayınlayalı 1 asır olmuş. Dünyada yaşamın oluşumu hakkında ortaya atılmış pek çok teori yok. En çok kabul görüleni belki çoğunuzun da bildiği, dünyanın oluşumundan sonra denizlerde bulunan moleküllerin güneşten gelen uv ışınları ya da yıldırımlar ile enerji bulması ve yeni bileşikler kurmasıyla, RNA’nın çok düşük bir şans ile şak diye oluştuğunu söyleyen teori.Sonra genç bir bilim adamı geliyor, diyor ki ‘çamurdan geldik’.

Teorinin sahibi Graham Cairns-Smith, Glasgow Üniversitesi’nde bir organik kimyacı aynı zamanda da molekül biyolog.Kendisi bilimin yanında sanatla da ilgilenen birisiymiş,çok iyi bir ressam, fakat Cairns-Smith 30lu yaşlarında teorisini geliştirdikten sonra ömrünü bu teoriye adıyor ve bilim tarafını seçiyor.Graham Cairns-Smith’in teorisi inorganik kristallerin kendini aynı formlarda tekrarlamasının RNA tarzı kendini dolaylı ya da direkt kopyalayabilen organik moleküllerin evrilmesi için bir köprü oluşturması üzerine.

Çamurdan RNA’ya

Kimya iki dala ayrılır: inorganik kimya ve organik kimya. Organik kimya karbon temelli formların incelendiği daldır. İnorganik kimya ise geri kalan elementlerle ilgilenir. Neden karbon için ayrı bir dal var derseniz, karbon yaşamın temelini oluşturur ve çok fazla bileşimi bulunur. O kadar fazla ki incelenmesi yeni bir dal oluşturma gereksinimi oluşturmuş. 20.yy’da yaşamın kökeniyle ilgili teoriler organik kimya alanıyla ilişkilendiriliyordu, dediğim gibi organik kimya yaşam temelli kimya olduğundan bu gayet mantıklı. Cairns-Smith o zamana kadar ortaya atılan ve en çok kabul gören ‘organik molekul çorbası’ teorisini, RNA gibi kompleks bir yapının en azından milyon yıllar kadar kısa bir sürede oluşabileceğini, pek kafasına erdiremiyordu olacak ki inorganik molekül teorisini ortaya attı. Teorisinde Cairns-Smith kristaller gibi kendini kopyalayabilen yapıların, RNA’nın oluşumunu taş kemerin yapılışı gibi birikimli ve destekli bir şekilde sağladığını söylüyor.

Kristal, katı halde bulunan, büyük ve düzenli atom ya da molekül kümeleridir.Atomlar kararlı düzeye yani en düşük enerji seviyesine sahip olabilmek için bağ yaparlar.İyonik bağ elektron almak ve elektron vermek isteyen 2 atomun arasında oluşur.Bağ yapmış bu moleküller belirli düzenlerle bir araya gelerek kristalleri oluştururlar.Dolayısıyla kristalin herhangi bir kısmı(deformasyon yoksa) diğer tüm kısımlarıyla aynıdır.Yani bahsettiğimiz molekül yapıları kristal yapı içinde tekrarlanır.

Bizim ise ilgilenmemiz gereken konu kristallerin kendini kopyalayıp kopyalayamadığı.Evet, kristaller kendini kopyalayabiliyor, tabii bunu herhangi bir şekilde istemli olarak yaptıklarından değil.Yine atomların kararlı düzeye gelmek istemesi(aslında istemek dememem gerek, evren böyle işliyor entropi artar enerji azalır böyle olmasaydı şuan ne siz bu yazıyı okuyabiliyor ne ben yazabiliyor olurdum.) yüzünden. Kristaller tabaka tabaka oluşur ve yeni oluşturulan her tabaka bi alttakiyle aynı olmak zorundadır.

Evrimsel Bir İlerleme

Diyelim ki elimizde bir kristalin aşırı doygun bir çözeltisi var. Bu çözeltiye eğer bir kristal tohumu atarsanız göreceğiniz şey büyüyen ve kopyalanıp birleşen kristaller olacaktır(linkten ilgili deneyi izleyebilirsiniz). Şimdi bu çözeltiye aynı elementlerin farklı dizilimlerini(grafit ve elmas gibi, ikisi de karbon içerir fakat dizilimleri farklıdır.) içeren 3 farklı kristal tohumu attığımızı düşünün.En hızlı büyüyen kristal diğerlerine karşı baskın olacaktır.Bu basit bir doğal seçilime benzer.Peki, elimizde artık evrimin şartlarından bir tanesi var.Sonuçta teorimizin istediği şey evrim teorisiyle açıkladığımız yaşamın başlangıcında, bu kadar fazla rastlantısallık gerektirmeden birikimli bi şekilde RNA’nın oluşumuna neden olacak başka bir madde bulmak.Yani adım adım RNA’ya evrilmek.

Tamam, elimizde doğal seçilime benzer bir model var. Ama evrimsel bir gelişimden bahsedeceksek birkaç şey daha lazım, mesela kalıtsal çeşitlilik ya da mutasyonlar.Doğada kil,çamur ve kayaç kristalleri çok sık görülür. Bu kristallerin çeşitli yapıları vardır. Bazıları kaktüse benzer, bazıları çiçek gibi açar, ama hepsi doğal yolla oluştuğu için kusur bulundurma olasılıkları çok yüksek olur. Kristalin bir tabakasında kusur varsa diğer tabakalar da bu kusurla oluşturulur, dolayısıyla bir kısım mutasyon geçirmiş gibi görülebilir.Eğer ki bu tabaka uygun şekilde kristalden koparsa artık elimizde yeni bir kristal yapısı var demektir.

Bir özellik daha eklendi, gittikçe modele yaklaşmaya başlıyoruz.Elimizde kendini kopyalayan ve mutasyona uğrayıp çeşitlenebilen kurgusal bir kristal imgesi var.Son bir şey daha gerekiyor.Bu kristallerin yapısının bir şekilde kendi kopyalanma olasılıklarını etkilemesi lazım. Bu kısım için teorinin çok güzel anlatıldığı, Richard Dawkins’in Kör Saatçi kitabından bir alıntı yapmak istiyorum :

‘Killer akarsuların akışı boyunca kayaçlardan aşındırıp çözelti halinde taşıdığı metal iyonları ve silisik asit gibi yapıtaşlarından oluşur. Akarsuyun akış yönünde, aşağıda bir yerlerde doğru koşullar oluştuğunda, bu yapıtaşları tekrar kristalize olarak killeri oluşturur.Belirli bir kil çeşidinin birikip birikmeyeceği, birçok şeyin yanı sıra, akarsuyun hızına ve akış biçimine bağlıdır. Öte yandan, kil birikimleri de akarsuyun akışını etkileyebilir.Toprağın yapısını yeniden şekillendirerek akışı hızlandırma özelliğine sahip bir kil çeşidi düşünün. Elde edilecek sonuç, bu kilin yeniden aşındırılarak taşınması olacaktır. Bu kil çeşidi, tanım gereği, pek başarılı değildir. Rakip bir kil çeşidi lehine akışı değiştiren bir kil çeşidi de başarısız olacaktır.’

Bu kadar çabamız aslında Cairns-Smith’in teorisinin küçük ama önemli bir kısmını açıklamak içindi: İnorganik bir molekülün birikimli seçilim ile nasıl evrilip değişebileceğini anlamak.Şimdi diğer kısma geçelim, inorganik moleküller nasıl oldu da organik bir yapının oluşmasına yol açtı ?

Organik moleküller inorganik kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılır, çünkü akışkanların akışını ve inorganik parçacıkların parçalanması ya da çoğalmasını etkilerler.Mesela petrol mühendisleri çamurun temizlenmesi ve akışının denetlenmesi için organik molekülleri kullanıyorsa, birikimli seçilimin kendini kopyalayan minerallerde benzeri bir kullanıma yol açmaması için hiçbir neden yok.Bu şekilde kullanılan organik moleküller zamanla nükleik asitlerin oluşmasına pekala yol açabilir. Üstelik RNA’nın elektron yüklü yapısının kristallerin birbirine daha sıkı bağlanması için kullanılıyor olabildiği üzerine hipotezler var.

Genetik Devralış

Bu olayların gerçekleşmesi tabii ki milyonlarca yıl sürüyor. İnorganik moleküller organik moleküller ile birleşiyor, kendini kopyalayan yeni yapılar oluşuyor. Bir noktadan sonra nükleik asitlerin oluştuğunu varsayalım. Bu noktadan sonra nükleik asitler kendini kopyalama sırasında o kadar işlevli olacaktır ki inorganik moleküllere artk gerek kalmadan nükleik asitler RNA’yı , RNA proteinleri oluşturacak ve en sonunda DNA oluşacak.İşte buna ‘genetik devralma’ denir.Bu noktadan sonra inorganik kopyalayıcılardan çok daha iyi işlev gören organik kopyalayıcılar sayıca çok fazla olacak ve evrimleşerek hayatı oluşturabileceklerdir.


Kaynaklar ve İleri Okuma

  • DAWKINS Richard, Kör Saatçi, TÜBİTAK Yayınları, 1998
  • Martha Henriques, The idea that life began as clay crystals is 50 years old, BBC,24 Ağustos 2016
  • Scripps Research Institute,How Did Life Begin? RNA That Replicates Itself Indefinitely Developed For First Time,January 10 2009
Paylaş Yorumlar