Nasıl oluyor da trilyonlarca küçük makinelerden oluşuyorsunuz

Tim Flannery

The New York Review of Books, 9 Temmuz 2015 sayısı

İncelenen kitaplar:

Life’s Engines: How Microbes Made Earth Habitable

by Paul G. Falkowski

Princeton University Press, 205 pp., $24.95

A New History of Life: The Radical New Discoveries About the Origins and Evolution of Life on Earth

by Peter Ward and Joe Kirschvink

Bloomsbury, 391 pp., $30.00

1609’da Galileo Galilei, Hollanda tasarımı 20 kez büyüten teleskopunu göğe çevirdiğinde insan düşüncesinde bir devrim yarattığının farkında değildi. 10 yıl sonra, Galileo merceklerin sırasını değiştirerek çok küçük cisimleri bile büyütebileceğini keşfederek ikinci bir devrim imkanı yarattı. İnsanlık tarihinde ilk kez, vücudumuzu meydana getiren yapıları, hastalıkların sebeplerini ve üreme mekanizmasını görebilmek mümkün hale gelmişti. Ancak Paul Falkowski’nin Hayatın Makineleri (Life’s Engines) adlı eserinde belirttiğine göre:

Galileo, ters yüz edilmiş teleskopuyla gördüklerinden fazla etkilenmemişti. Gördüğü çok küçük cisimleri izah etmek bir yana anlamak için bile gayret göstermemişti.

Satürn’ün aylarından ve onların evrenin güneş merkezli modeline karşıtlıklarından etkilenmiş olan Galileo pireleri büyütmenin Italya’yı kırıp geçiren vebaya çare olabileceğini aklına bile getirmemişti. Bu yüzden, insanların en acımasız ızdıraplarından biri 3 asır daha sürecek, anlaşılmaz ve önlenemez şekilde milyonlarca can almayı sürdürecekti.

Belki, temelde insan hayran olduğumuz şeylerden etkilenmek ve küçümsediğimiz şeyleri görmezden gelmek gibi bir özelliğe sahip. Bu nedenle, bu gibi durumlar insanlığın gelişmesini defalarca geciktirmiştir. Galileo’nun tersyüz edilmiş teleskopuna bakmasından yarım asır sonra, mikroskopun öncüleri Antonie van Leeuwenhoek ve Robert Hooke çevremizde ve hatta içimizde Liliputyan bir dünya’nın varlığını gösterdiler. Ancak, ikisinin de öğrencisi yoktu ve araştırmaları mikroskopi için başka bir sahte şafak olarak sona erdi. Dünya, çok küçüklerin bilimde temel değişiklikleri gerçekleştireceği buluşları görmek için Alman üreticilerin gelişmiş mikroskopları üretmesinin gerçekleştiği 19. Yüzyılın ortalarını bekleyecekti.

Bugün, süregelen teknolojik buluşların tetiklemesiyle, “nanovers” (minüsküller alemine verilen isim)’in keşfi ilerleyerek sürmektedir. Alanın en büyük öncülerinden biri, bilimsel geçmişinin büyük kısmını fizik, kimya, biyoloji kesitlerinde geçiren biyolojik okyanus bilimcisi Paul Falkowski’dir. Life’s Engines: How Microbes Made Earth Habitable (Hayatın Motorları: Mikroplar Dünyayı Nasıl Yaşanabilir Kıldı) adlı eserinde 20. Yüzyılın en şaşırtıcı keşiflerinden biri üzerinde odaklanıyor. Buna göre, hücrelerimiz çok karmaşık bir seri “küçük motor” veya nanomakinelerden oluşuyor ve bu şekilde hayatın yaşamsal fonksiyonlarını yerine getirebiliyor. Çalışma sürprizlerle dolu, mesela, hayatın en önemli buluşları 3.5 milyar yıl önce gerçekleşiyordu, yani Dünya’nın oluşumundan 1 milyar yıl kadar sonra ki o tarihlerde planetimiz canlılar için yaşanmaz haldeydi. Böylesine akıl almaz karmaşa nasıl öylesine erken bir dönemde gerçekleşti ve öylesine vahşi bir çevrede hayatın kökeninde temel değişiklikler yapacak bir ortam doğdu.

Kişisel açıdan, Falkowski’nin çalışması oldukça iddialı. Bizler vücudumuzun milyarlarca hücreden oluştuğuna inanırız, ama Falkowski, bizim aynı zamanda trilyonlarca elektrokimyasal makineden oluştuğumuza ve bu makinelerin aklımız ve bedenimizin büyük bir doğruluk ve hassasiyetle en nazik faaliyetleri koordine etmekten sorumlu olduklarına dikkat çekiyor. Evrimi ve bu karmaşıklığın idamesini düşünürken, hayretimiz bizleri kuşku sınırlarına fırlatıyor.

Falkowski’nin biyolojik makinelerinin en eskilerinden biri, protein sentezinden sorumlu protein ve nükleik asitlerin kombinasyonu olan ribozom. Bu oluşum öylesine küçük ki elektron mikroskopla bile görünmesi imkansız. 400 milyon kadar ribozomu bu cümlenin sonundaki nokta’ya sığdırmak mümkün. Sadece, partiküllerin hareketlerini hızlandıran ve çok güçlü X-dalgalarının oluşmasına yol açan sinkotronların (synchotrons) icadıyla ribozomların çalışmaları ortaya çıkarılabildi. Ribozomlar, genetik kodumuzda gömülü talimatları kullanarak adalelerimizde ve diğer organlarımızda bulunan kompleks proteinleri yaparlar. Bu proteinlerin yapımı kolay bir işlem değildir. Ribozomların DNA’mızla doğrudan teması yoktur. Bu nedenle, DNA’dan genetik bilgiyi alan taşıyıcı (messenger) RNA’yı okumak zorundadırlar. Ribozomlar bir çift dişli gibi çalışan iki ana kompleksten ibarettir: RNA’nın üzerinde gezerler ve oluşan proteine amino asit bağlarlar.

İster bakteride isterse vücutta olsun tüm ribozomlar, aynı şekilde çalışırlar ve oluşan protein zincirine saniyede on ila yirmi amino asit eklerler. Bu şekilde, her seferinde bir protein eklenerek, vücudumuz tamamlanıncaya kadar bu minik mekanik işlemler sürer. Bütün canlılar ribozom’lara sahiptir ve bu karmaşık mikromakineler hayatı oluşturan ortak atalarda da mevcut olmalılar. Belki de onların gelişmesi hayat kıvılcımının ta kendisi olabilir. Ancak, ilk olarak ne zaman evrimleştikleri ve ne zaman fonksiyonel hale geldikleri bilimin iki büyük sırrı olmayı sürdürüyor.

Bütün makineler çalışabilmeleri için bir nevi enerjiye ihtiyaç duyarlar. Sadece ribozomların değil bütün hücre fonksiyonlarının ihtiyaç duyduğu enerji aynı kaynaktan – evrensel “enerji kuru” molekül olan adenozin trifosfat’tan (ATP) sağlanır. Hayvanlarda ve bitkilerde, ATP özel hücre yapıları olan mitokondrilerde üretilir. Mitokondri içinde işlev gören nanomakineler çok küçük biyolojik elektrik motorlarıdır ve mekanik benzerlerine şaşırtıcı şekilde paralel tarzda tevzi makarası (rotor), sabit bobin (stator) ve dönen katalitik başlık (rotating catalytic head) içerirler.

ATP nanomakinesi, hayatın gereksinim duyduğu elektriksel değişimleri (gradients) veya bir noktadan diğerine iyon konsantrasyonu ve elektrik potansiyeli farkını kullanarak enerji yaratır. Nanomakine, hücrenin yüksek yoğunluklu protonları (hidrojen iyonları) düşük yoğunluklulardan ayıran hücre zarı üzerinde bulunurlar. Aynen bir pilde olduğu gibi, protonlar yüksek yoğunluklu alandan düşük yoğunluklu alana geçerler. Ancak, bunu hücrede yapabilmek için, ATP nanomakinesinden geçmek zorundadırlar. Minik elektrik motorundan geçişleri rotoru saatin aksi yönünde döndürür. Rotorun yaptığı her 360 derece dönüş üç molekül ATP’nin oluşumuna yol açar.

Canlılar ATP yaratmak için çok sayıda primer enerji kaynağı kullanırlar. En ilkel canlılar archaea’lardır. Bakteriye benzemelerine rağmen, farklı bir gruptur ve üyeleri Dünya’nın ilk zamanlarında muhtemelen her türlü enerjiyi kullanmışlardır. Metanojen (Methanogens) denen bazıları karbondioksit’i hidrojenle reaksiyona sokarak ATP’yi yapmak için gereken elektrokimyasal değişim (gradient) yaratırlar, metan yan ürün olarak çıkar.

Diğerleri amonyak, metal iyonları ve hidrojen gazını elektrokimyasal değişim yaratmak için kullanırlar. Bakteriler de çeşitli enerji kaynakları kullanırlar, ancak bir noktada bir grup bakteri fotosentez için güneş ışığını kullanmaya başlamıştır. Bu işlem diğer kaynaklarınkinden çok daha fazla enerji üretti ve sahip olanlara büyük bir evrimsel üstünlük sağladı. Falkowski meslek hayatının büyük kısmını fotosentezin derin sırlarını aydınlatmakla ve dünyayı nasıl değiştirdiğini araştırmakla geçirdi.

Fotosentezi “sihir gibi” diye tanımlar. Yaptığı tanım bunu açıklar:

Reaksiyon merkezinde bulunan çok özel bir klorofil molekülü bir fotondan enerji alınca, ışık parçacığının enerjisi klorofil molekülünden bir elektronu fırlatır. Saniyenin milyarda birinde, klorofil molekülü artı yükle yüklenir.

Klorofil molekülündeki elektron “boşluğu”, membranın bir yanında özel bir şekilde tutulan dört mangan atomundan alınan bir elektronla doldurulur. Mangan dörtlüsünde oluşan elektron “boşluğu” ise bir su molekülünden alınan elektronlarla doldurulur. Bu işlem su molekülünün parçalanmasına ve serbest oksijen’in açığa çıkmasına neden olur.

Fotosentez termodinamiğin 2. Kanunu (kaostan düzen çıkması)’nun yerel ve geçici bir değişimine izin verir. Gerçekten sihirsel, ancak 2014’ün başlarında fotosentezin Falkowski’nin kitabında yazdığından daha da sihirsel olduğu bulundu. İngiltere’deki bilimadamları fotosentez işleminde quantum mekaniğinin rol oynadığını ve bu şekilde elde edilen enerjinin etkin şekilde transferinin dalgaboyu tarzında iletildiğini buldular.¹

Eğer kimya sizi fazla ilgilendirmiyorsa, Falkowski, fotosentezin nasıl olduğunu mikroskopik bir ses ve ışık gösterisiyle anlatan alternatif bir yol öneriyor. Burada ışık elbette performansın enerjisini veren foton, ses ise klorofil molekülü tarafından sağlanıyor, zira bir elektron kaybettiğinde molekül “pop” diye ses çıkarıyor. Bu fenomen Alexander Graham Bell tarafından 1880’de keşfedilmiş ve “fotoakustik etki” dediği bu olayı fotofon (photophone)  adını verdiği cihazında kullanmıştı. Bell, fotofon’u kablosuz telefon mesajını 200 metreyi aşkın bir mesafeye iletmekte kullanmış ve bunu yaptığı en büyük buluş olarak açıklamıştı. Belki öyleydi, zira fiber optik iletişimin öncülüğünü yapmıştı.

Falkowski’nin bahsettiği sofistike nanomakineler’in, vücudumuzda olduğu gibi, tek bir kompleks hücrede bulunması peri masalı gibi inanılmaz bir olaydır. Mikroplar aralarında “quorum sensing” denen bir sistemle irtibat kurarlar ve bu özelliklerini topluluklarındaki ve çeşitli mikrop türlerinin olduğu ekosistemlerindeki muhtelif fonksiyonları açıp kapatmakta kullanırlar. Quorum sensing, bir mikrop diğerini yuttuğunda da işe yarar ki bir milyar yıl önce büyük bir hücre küçük olanı yuttuğunda birbirleri arasında iletişim kurulmuştu. Quorum sensing, potansiyel bir gıdanın hazmedilmeden yutan mikroorganizmanın içinde yaşamasını sağladı. Sonra, yeni hayali (chimeric) veya genetik açıdan karışık bireyin yararına genlerin açılıp kapanmalarını sağladı. Chimera’da bir arada bulunan iki genom bazı genlerin değişimini yaparak tek bir varlık gibi çalışmalarına sebep oldu. Bu değişimler sonucunda, yutulan organizma mitokondri’ye dönüştü ve ilk ökaryotik, yani çekirdek ve diğer karmaşık yapıları içeren, hücreye ATP sağlamaya başladı.

İşlem ne kadar imkansız görünse de, onu çok daha tuhaf bir olay takip etti. Bir şekilde bu yeni yaratılan ikili organizma fotosentez yapabilen başka bir bakteriyi yuttu. Aynı şekilde o da yutan organizmanın içinde yaşamını sürdürdü ve quorum sensing’i kullanarak ikili organizmanın “hemen hemen sihirsel” nanomakinesi ile uyum sağladı. Bu yeni oluşan “üçlü organizma” dünya’da bulunan bütün bitkilerin atası oldu.

Falkowski’nin ifadesine göre, Dünya’yı mikroplar kontrol eder. Onu bildiğimiz şekliyle yarattılar ve biyosfer dediğimiz küresel elektron pazarını yaratarak devam etmesini sağlıyorlar. Falkowski’ye göre, Dünyamızı hücrelerin çok sayıda minik elektrik motorları ve diğer elektrokimyasal nanomakine sistemleri tarafından çalıştırılan büyük ve tek bir elektriksel alet olarak görebiliriz. Dünyayı bu şekilde görmek, modern bilimde bugüne kadar düşünmediğimiz tehlikelere yol açabilir.

Bazı moleküler biyologlar mikroorganizmalara gen transferi yaparak daha önce hiç var olmayan yeni hayat formları yaratma peşindeler. Diğerleri ise hücresel nanomakine sistemleri nasıl daha iyi çalıştırılabilir üzerinde kafa yormaktalar. Falkowski şunu öneriyor:

Organizmaları kurcalayıp yapılarını bozmak yerine, entelektüel yeteneğimizi ve teknolojik birikimimizi, bu nanomakinelerin nasıl evrimleştiğini ve planete hayat makineleri olarak nasıl yayıldığını anlamak için kullanmalıyız.

Nanomakinelerin evrimini anlamakta ne kadar yol aldığımızı Peter Ward ve Joe Kirschvink’in son kitabı A New History of Life (Hayatın Yeni Tarihi)’nde okuyabilirsiniz. Her iki yazar da geleneksel düşünceye karşı ve kitapları da bir o kadar gelenek dışı. Hayatın evrimi konusundaki fikirleri çoğu tartışmaları bıçak sırtı gibi kestiği için kitapları okunmaya değer. Paleontolog’un görevi antik mozaikleri birleştiren sanatçılara benzer: Zamanda ne kadar geri gidersek, daha az mozaik parçası buluruz. Nanomakinelerin evrimini anlamaya çalışanların onbinlerce parçadan oluşan bir resmi, yarım düzine parçadan oluşturmaya çalışmaları ile eşdeğerdir. Zaman ve huzursuz Dünyamız geri kalanını yok etmiştir. Bu inanılması güç handikap’a rağmen, Ward ve Kirschvink’e göre, yeni teknolojiler sayesinde, en azından doğru soruları sorabiliyoruz.

Dünya’nın yaşını hemen hemen doğru bir şekilde +/- 10 milyon yıl farkla 4,560 milyon yıl olarak tahmin ediyoruz. Onu takip eden yarım milyar yıl ki Hadean Eon diye bilinir çok önemliydi. Büyük bir asteroit Dünyamıza çarptı, ayın oluşumuna ve Dünyanın bir erimiş kaya kütlesine dönüşmesine yol açtı. Dünya soğudukça, bugünkü çekirdek ve katmanları oluştu. Dünya’nın en eski kayaları – Batı Avustralya’daki minik 4.4 milyar yaşında zirkon kristalleri, o döneme dair yegane fiziksel delillerdir. Kimyasal analiz okyanus suyunun yer kabuğu ile yerözeği arasında kalan bir katman olan manto içine emildiğinde oluştuklarını gösterdi. Bu nedenle, asteroit çarpmasından sonra Dünya’nın hızla soğuduğu ve okyanusların oluşma sürecinde olduğu sonucuna varabiliriz.

Okyanusların var olmasına rağmen, Hadeon Eon’da Dünya yaşanmaz haldeydi. Asteroit çarpmaları planeti sürekli sarstı ve okyanusları kaynatıp, atmosferi değiştirdi. Ancak, 4 milyar yıl önce, her şey yerine oturmaya başladı. 1.5 milyar yıl süren Archean Eon başladı. Onun ilk 1/3’ünde nanomakineler ya oluşmaya başladı veya Ward ve Kirschvink’e göre başka bir yerden gelip Dünya’yı kolonize etti.

Hayatın kökenin tartışırken, Ward ve Kirschvink bizleri hayat ve ölüm gibi basit terimlerle düşünmek yerine “arada bulunan yeni keşfedilmiş yer” olarak düşünmemizi önermekteler. Hayatın en uzak kökenleri RNA’nın canlı olmayan amino asitler diye bilinen organik prekürsor moleküllerinde yatar. Bunlar meteoritlerde bulunmuştur ve evrende yaygın şekilde bulunduklarına  inanılmaktadır. Kökenlerinin Dünya öncesi dönemlere gittiği sanılmaktadır. Nanomakineler hayatın gerçeğidir, bir hücrede bir araya geldiklerinde kendini yöneten ve çoğaltan bireyler yani canlılar haline gelirler.

Isua, Grönland yakınlarında bulunan 3.8 milyar yaşındaki kaygan bir grafit tabakası’nın Dünya’da hayatın en eski delili olduğuna inanılıyordu. Ancak, son araştırmalar gösterdi ki grafiti oluşturan karbon canlılar tarafından üretilmemişti. Diğer en eski delil’in Batı Avustralya’da bulunan 3.5 milyar yıllık mikroskopik alg fosili olduğu sanılıyordu. Ancak, son çalışmalar, “fosillerin” yaşının daha genç olduğunu, aslında fosil bile değil kristal olduklarını gösterdi. 2012’de yapılan bir araştırmaya göre, bakteri ekosistemlerine ait 3.49 milyar yaşındaki fosiller, Batı Avustralya’nın Pilbara bölgesinde keşfedildi ki en eski yaşam delili olduklarına inanılıyor.²

Charles Darwin, hayatın “güneşin ısıttığı sığ su birikintilerinde” oluştuğu spekülasyonunu yapmıştı. Ancak, Dünya oluştuğunda yüzeyi muhtemelen tamamıyla okyanuslarla kaplıydı. İlk 2 milyar yılında ozon tabakası olmadığından, sığ suların hayatın kökenine imkan yaratacağına inanmak mümkün değil, zira ultraviyole radyasyonu hassas RNA oluşumunu yok edecekti.

Halihazırda en makul görülen öneri hayatın termal sularla okyanus ortasındaki sırtlarda bulunan sıcak su kaynaklarında başladığına işaret etmektedir. Oralardaki şartlar RNA dahil amino asitlerin ve moleküllerin daha uzun zincirler oluşturmalarına neden olmuş olabilir. Onlar da metabolize olma ve üreme özelliği kazanmış olabilir. Okyanus ortasındaki sırtlar okyanus suları tarafından ultraviyole radyasyona maruz kalmayacaklardı. DNA için gereken elementlerce de zengindiler. İlaveten, en eski hayat formlarının çoğunluğu termofil’lerdir (kaynamaya yakın suda yaşayan canlılar). Bu teoriyle ilgili sorun, suyun RNA’yı yapan nükleik asit polimerlerine saldırıp parçalamasıdır. Korunmadıkları takdirde, ısıyla da parçalanırlar.

Araştırmaların çoğu en eski hayat formları üzerinde odaklanmaktadır. Belki de ilk nanomakinelere ait kanıt bulmaya yönelmek daha akıllıca olacaktır. Kayalar üzerinde nanomakinelerin bıraktığı kimyasal imzalar araştırmaya layık bir delil olabilir. Mesela, araştırmalar atmosferik azot’un nanomakinelerce yapıldığını göstermiştir. Amonyak’a oksijen katarak oluşturdukları nitrat’ın en az 2.5 milyar yıldır Dünya’da bulunduğunu biliyoruz. ³

Joe Kirschvink’e göre, Dünya’nın kayaları nanomakinelerin kökenini araştırmak için uygun yerler değil. Kendisi, nanomakinelerin kökenini eski Mars’ın buzullarında aramamız gerektiği gibi oldukça radikal bir teorinin baş savunucusu. Bu durum A New History of Life kitabında izah ediliyor ve son araştırmalarla destekleyici deliller gitgide artıyor. NASA’nın Curiosity araştırma robotu, mesela, eski Mars’ın nehirleri ve gölleri hakkında deliller buldu. Milyarlarca yıl önce Mars’ta muhtemelen bir okyanus ve buzullar vardı. Kızıl planet çıplak RNA zincirlerinin oluşabilmesi için Dünya’dakinden daha az vahşi bir ortama sahip olabilirdi. Kirschvink, ayrıca ilk hayat formları tarafından uzay seyahatinin imkansız olmadığını da söylüyor. Mars Dünya’dan daha küçük ve yerçekimi de daha zayıf. Bu nedenle, asteroitlerin savurduğu tonlarca kaya parçası Mars yerçekiminden kolayca kaçmış olabilir. Deneylerden öğrendiğimize göre, Marstan gelen meteoritler sterilize olmadan Dünya’ya ulaşabilirler.

Ancak, eğer nanomakineler Mars’ta oluştuysa, Darwin Eşiğini (Darwinian Treshold) aşıp gerçek canlılara çoktan dönüşmüş olmalıydılar. Kirschvink Dünya’nın atmosferinin uygun bir fidelik imkanı yarattığı fikrini tartışmaktadır. Kuvvetli rüzgarlar ve hava akımlarıyla havada kalan Marslı RNA fragmanları birbirleriyle karışmış, bir zincirden ötekine fragman değişikliği yapmış olmalıdır. Doğal Seleksiyon işlevsel olarak daha karmaşık ve etkin yollara yönelebilirdi ve o formlar çoğalabilirdi. Sonuçta, belki yağ damlacıklarından oluşan hücre cidarlarıyla çevrili bu formlarla oluşmakta olan nanomakine’ler arasında kitlesel gen transferi yavaşlayacak ve kimyaları stabil hale gelecekti.

Nobel sahibi Christian de Duve’e göre,  bu noktada hayat canlı olmayan ögelerden hızla, belki de dakikalar içinde oluşabilirdi. Lipit hücre cidarının arkasında emniyet içinde olan RNA okyanusa girebilir, sıcak su kaynakları civarındaki zengin kaynaklardan yararlanabilirdi. O noktadan sonra Darwin evrimi sıcak ortamda gelişen canlıların kurtuluşunu sağlayabilirdi. Bu hikaye’nin, şüphesiz, bilimsel kanıtı bulunmamaktadır. Bu sadece bir senaryo’dur. Buna rağmen, gelecekteki araştırmalara mesnet teşkil ettiğinden yararlıdır.

A New History of Life ilk kıvılcımdan bugüne hayatın tüm uçuş rotasını kapsamaktadır. Klasik görüşe göre, hayatın oluşumundan sonra geçen bir milyar yılda pek bir şey olmadı. Sonra, birkaç yüz milyon yılda, oksijen Dünya’nın yüzeyini tamamen değiştirdi. Oksijen o güne kadar oluşan en kompleks nanomakinelerden, yani fotosentez yapabilen üçlü organizmalardan geldi. Ancak, Falkowski’nin nanomakineleri’nin oluşumundan önce geçen 1 milyar yıllık ara bana hayal mahsulü gibi geliyor. Hayat makinelerinde meydana gelen inanılmaz değişimler onları basit nanomakinelerden planet-değiştiren fotosensitörlere evrimleştirmişti.

Dünya’nın oksijenlenmesi hala bir muammadır. Fotosensitörler tarafından üretilen oksijen organik maddelerle hemen reaksiyona girerek serbest atmosferik oksijen artışının önüne geçmiş olmalıydı. Gerçekten de üçlü organizmanın ilk doğuşunu takip eden yüz milyonlarca yılda olan buydu. Atmosferde serbest oksijen birikseydi yapılması gereken, onunla temasa giren organik maddeleri ondan uzaklaştırmaktı.

Falkowski’ye göre, Dünya’nın oksijenlenmesi biraz şansa ve ihtimallere bağlıydı. Ward ve Kirschvink de bu görüşe katılıyor ve en büyük ihtimalin bugün fosil yakıtlar dediğimiz oluşumlar olduğuna dikkat çekiyor. Fosil yakıtlar ve diğer gömülü organik moleküller milyonlarca yıl önce oksijenden uzaklaştırılmış maddeler ve yer kabuğunda atmosferdeki oksijene eşit miktarda bulunuyorlar.

İhtimaller üzerindeki evrimsel değişime bağlılık Ward ve Kirschvink ilk büyük hayvanların evrimini tartışırken de konu edilmektedir. Onların evrimi yarım milyar yıl önce Cambrian Patlaması denen evrede gerçekleşti.  Bilim adamları, bunun neden o zamanda ve kısa sürede oluştuğunu uzun zamandır tartışıyorlar. Ward ve Kirschvink bir cevaplarının olduğunu düşünüyor ve “Gerçek Kutup Kayması” (True Polar Wander) ile izah ediyorlar. Temelde, kıtaların yeryüzünde yer değiştirdiği ve yerçekimi merkezini değiştirdiği fikrine inanılıyor.  Yaklaşık yarım milyar yıl önce yerçekimi merkezini değiştirdiler ve Dünya’nın dış tabakası merkezine ters şekilde hareket etmeye başladı. Milyonlarca yıl içinde, aslında kutuplarda bulunan kara parçaları ekvatorla eşit hizaya geldi. Bu güneye doğru kayış, klatratlarda hapsolmuş metan’ın açığa çıkmasına neden oldu, sera gazlarının serbest kalması iklimi ısıttı ve biyoçeşitlilikte artışa zemin hazırladı. Bu teorinin kısmen doğru olduğuna dair kanıtlar mevcut. Dünya’nın kutuplarından garip şeyler olurken kompleks hayat oluşmaya başladı. “Gerçek Kutup Kayması” Mars gibi başka gezegenler için de geçerli. Ama yine, Ward ve Kirschvink bu teori ile sınırları zorluyorlar.

Hem Life’s Engines hem de A New History of Life bilim adamı olmayanlar için okunması kolay olmayan kitaplar, ama çok şey öğrettikleri bir gerçek. Galileo’nun teleskopu ve mikroskop gibi, çok küçük (Falkowski) ve çok büyük (Ward ve Kirschvink) resme odaklanıyorlar. Her ikisi de hayatın kökeni ve onu takibeden evrim hakkında yeni fikirlerle dolu. Birlikte ele alındığında, hayatın kökenine yönelik sonraki büyük sorunun ne olduğu ve nasıl araştırılması gerektiği konusunda yardımcı oluyorlar.

1 Jon Cartwright, “ Quantized Vibrations Are Essential to Photosynthesis, Say Physicists,” physicsworld.com, January 22, 2014

2 Nora Noffke, Daniel Christian, David Wacey, and Robert M. Hazan, “ A Microbial Ecosystem in an Ancient Sabkha of the 3.49 GA Pilbara, Western Australia, and Comparison with Mesoarchean, Neoproterozoic and Phanerozoic Examples,” GSA Annual Meeting, November 2012.

3“ Billions of Years Ago, Microbes Were Key in Developing Modern Nitrogen Cycle,” (e) Science News, February 19, 2009.

Resim alt yazıları:

Staphylococcus aureus bakterisinin elektron mikroskopuyla çekilip renklendirilmiş resmi. Mikroplar üzerindeki son bir National Geographic makalesine göre Staphylococcus aureus “üçte birimizin burnunda yaşayan zararsız bir bakteri. Ama kötüye dönüp, cilt enfeksiyonlarına veya daha kötüsüne yol açabilir”.

Bakteri-enfekte eden virüs veya faj’ın renkli transmisyon elektron mikrografı. National Geographic’e göre, fajlar planette en yaygın bulunan hayat formları, sayıları evrendeki tüm yıldızların sayısını aşıyor ve trilyonlarcası vücutlarımızda yaşıyor.

Orijinal makale: http://www.nybooks.com/articles/archives/2015/jul/09/how-you-consist-trillions-tiny-machines/