Home � Bilim | Sergilenenler

Gezegenimizdeki Yaşamın Kısa Bir Tarihçesi (1. bölüm)

 

 

   Temeli esasen Tevrat'a dayanan, oradan da diğer kutsal kitaplara geçerek günümüzde bilimin karşısında adeta bir inanç duvarı örülmesine neden olan yaratılışçılık akımına göre Tanrı Dünya'yı 6 günde yaratmıştır. Kuran’dan örnek vermek gerekirse: “O, gökleri ve yeri altı günde yaratan, sonra Arş’a kurulandır.” (Hadîd/4) Yine Tevrat ve İncil’de de benzer söylemler vardır: “Çünkü ben, RAB yeri göğü, denizi ve bütün canlıları altı günde yarattım, yedinci gün dinlendim.” (Mısır’dan Çıkış 20:11) Kimi teolog bu noktada “6 gün” tabirini “6 evre” diye değiştirerek, gerçeklerle uyuşmayan bu metinleri kılıfına uydurmaya çalışır. Oysa bilim, kutsal kitaplardaki yaradılış mitlerini çoktan çürütmüştür.

 

   Dünya yaklaşık olarak 4,5 milyar yıl, Evren de 13,8 milyar yıl önce oluşmuştur. Elimizdeki son verilere göre gezegenimizdeki yaşam ise en az 3,5-3,8 milyar yıl önce (2017; Güncelleme: 4,2 milyar yıl), yani Dünya oluştuktan yaklaşık 1 milyar yıl sonra başlamıştır. Ancak hem ülkemizde hem de dünyada varlığını sürdüren bilim karşıtı akımlar nedeniyle birçok insan, kutsal kitaplarda yazan rakam ve süreçleri temel alarak bilimsel gerçekleri göz ardı etmektedir. Neden inanmayı arzuladığımız şeyleri var olan bilimsel gerçeklerin üzerinde tutarız; merak ettiğimiz onca sorunun cevabı bir adım ötemizdeyken, cevapların olduğu tarafa yönelmektense neden tam aksi yöndeki puslu bölgeyi tercih ederiz; tek evrensel dil olan bilime neden ısrarla sırt çeviririz? Elbette bu sorular bu yazının konusu değil. Ama devam etmeden önce üzerlerinde biraz düşünmemiz gerektiğine inanıyorum. Bu bağlamda birkaç örneğe göz atabiliriz.

 

   Yaratılışçıların iddialarına göre sürüngenler sürüngen olarak, balıklar balık olarak, memeliler memeli olarak ve insanlar da insan olarak yaratılmıştır. Oysa bugün biliyoruz ki Dünya’daki yaşam bütün canlıların paylaştığı ortak bir atayla başlamış; yavaş ve aşamalı bir şekilde, canlıların çeşitlenerek türemesiyle, uzun bir evrim sürecinden geçerek bugünkü halini almıştır. Üstelik evrim devam etmektedir. Yine kutsal kitaplara göre hayvanlar (ki o zamanlar bilinen hayvan türlerinin sayısı sınırlı olduğu için bahsi geçenler sadece evcil olan keçi, koyun, deve, sığır, eşek, katır vb hayvanlar ve kuşlardan ibarettir) insanlardan önce, insanlara hizmet etsin diye, üstelik de evcil halleriyle yaratılmıştır. Oysa biz bugün biliyoruz ki hayvanların evcilleştirilmesi insanlık tarihi açısından çok yeni bir gelişmedir; ilk popülasyonları 200 bin yıl önce Afrika’da ortaya çıkan ve uzun süre avcı-toplayıcı olarak yaşayan modern insan Homo sapiens, ancak MÖ 10.000 yıllarına gelindiğinde bitki ve hayvanları evcilleştirmeye başlamıştır. Kaldı ki gezegenimizde bu evcil hayvanlardan çok önce, onları da kapsayan koca Memeliler sınıfının esamesi bile okunmuyorken, hatta ortalıkta “hayvan” diye bir canlı bile yokken başka birçok canlı türü oluşmuş, evrilmiş, çeşitli sebeplerle nesilleri tükenmiş, geriye kalan az sayıdaki şanslı tür de soyunu devam ettirmeyi başarmıştır. Bugün insan da dahil olmak üzere doğada gördüğümüz her canlı, bu şansı yakalamış olan ataların soyundan gelmektedir. Canlıları sadece hayvanlar ve bitkiler olarak iki sınıfa ayıran, hepsini de insanın ihtiyaçlarını karşılamak için yaratılmış varlıklar olarak gören, insanın bir hayvan olduğu gerçeğini yok sayan ve tabii bu arada bitki ve hayvan sınıfına girmeyen bakteri, arke, mantar, protista gibi diğer canlıları da hiç hesaba katmayan bu çağ dışı ve hepsinden öte gerçek dışı yaklaşımın günümüzde halen taraftar bulduğunu görmek gerçekten üzücü. Bu nedenle mevcut bilgilerimizin ışığında Dünya’daki yaşamın tarihçesine kısaca bir göz atmamızın faydalı olacağını düşünüyorum. Ancak bilimsel bilginin bir gereği olarak, aşağıdaki verilerin, özellikle de tarihlerin ileride elde edilebilecek yeni kanıtlarla değişebileceğini hatırlatmak isterim.

 

   İlk yaşam formlarının nasıl oluştuğuna ilişkin birçok hipotez (abiyogenez hipotezleri) ortaya atılmış olmakla birlikte, bu konuda henüz kesin kanıtlara dayanan bir görüş birliği yoktur. Ancak çoğu bilim insanı, yaşamın deniz tabanlarındaki hidrotermal bacalarda ortaya çıkmış olabileceğini ve DNA’dan ziyade RNA temelli bir yapıda olduğunu düşünmektedir. İşin esas aydınlatılması gereken ve hepimizin merakla beklediği çetrefilli kısmı budur, ama bu yazının konusu ondan sonraki süreci kapsadığı için şimdilik abiyogenezin ayrıntılarına girmeyeceğiz. Ayrıca yazı boyunca Dünya tarihi açısından oldukça uzak bir geçmişten bahsedeceğimiz için herhangi bir kafa karışıklığı olmaması adına myö kısaltmasını kullanacağımı da eklemek isterim (myö: milyar yıl önce.)

 

   Dünya’daki ilk canlılar, o zamanlar atmosferde serbest oksijen bulunmadığı için oksijensiz koşullarda yaşamaya uygun biçimde evrilmiş tek hücreli prokaryotlardı. (Prokaryot: Membranla çevrili bir çekirdeğe ve organellere sahip olmayan, tek hücreli organizma. Bazı prokaryotlar yaşam döngülerinin belli aşamalarında çok hücreli forma geçebilir, bazıları da koloniler halinde yaşar.) Şu an için bildiğimiz en eski canlılara dair doğrudan kanıtlar 3,48 myö’den kalmadır ve denizlerde yaşayan prokaryotik hücre yapısına sahip siyanobakterilere (mavi-yeşil algler) aittir. Fakat ilk yaşam formu olmak için fazla karmaşık görünen bu mikroorganizmalar, yaşamın bundan daha da erken başladığını düşündürmektedir. Nitekim Grönland’da bulunan ve biyojenik olduğu düşünülen 3,7 milyar yıllık sedimenter kayaçlar, yaşamın daha da eski olabileceğine işaret eder. Dünya üzerinde yaşamış (hala yaşayan veya soyu tükenmiş olan) tüm canlıların atasına Evrensel Ortak Ata ismi verilir. Günümüzde yaşayan tüm canlıların ortak atasına ise Son Evrensel Ortak Ata (LUCA; Last Universal Common Ancestor veya cenancestor) denir. İşte mevcut yaşamın kökeni olarak kabul edilen bu Son Evrensel Ortak Atanın, yukarıda sayılan sınır değerlerin ışığında 3,5 myö-3,8 myö arasında yaşadığı kabul edilir.


 

Şekil 1: Yaşamın üç alemi: Arkeler, Bakteriler ve Ökaryotlar & Son Evrensel Ortak Ata (LUCA)


 

   Bir önceki yazıda (Arkeler: Takdir Edilesi Şampiyonlar) değindiğim gibi, Arkeyan Devri'nin (3,6 myö-2,5 myö) başlarına denk gelen bu dönemde gezegenimizin hakimleri prokaryotlar; yani bakteriler ve arkelerdi. Evrimin en erken basamakları bu canlılarda gerçekleşti. Bu mikroorganizmaların hepsi kemoototroftu; yani karbon kaynağı olarak karbondioksit kullanıyor ve inorganik maddeleri okside ederek enerji elde ediyorlardı. Arkeler ile bakteriler arasındaki evrimsel ayrımın 3,5 myö-3,8 myö gerçekleştiği düşünülmektedir. Bu konuda farklı görüşler olmakla birlikte şu an için en fazla kabul gören yaklaşım, söz konusu ayrımın Bakteri alanı ile Arke ve Ökaryotların oluşturduğu klad arasında gerçekleştiği yönündedir.

 

   3 myö’ye geldiğimizde virüsleri görürüz; ama “canlı” derken bile iki kez düşünmemiz gereken ve sadece canlı sayılıp sayılmamaları değil, evrimsel geçmişleri konusunda da bir gizem olarak kalmaya devam eden virüsler, bu tarihten çok önce de gezegenimizde bulunmuş olabilir.

 

   İlkel bakterilerden evrilen ve en eski fosilleri 3,5 milyar yıllık olan siyanobakterilerin (mavi-yeşil algler) tam olarak ne zaman fotosentez yapmaya başladığı konusunda bilim camiasında tam bir fikirbirliği yoktur; bununla birlikte elimizdeki jeolojik kanıtlar, bu sürecin en az 3 myö başladığına işaret etmektedir. Ama şu kadarından eminiz ki, enerjisini fotosentezle elde eden, dolayısıyla atık madde olarak atmosfere oksijen salan siyanobakteri türlerinin evrilmesi Dünya’nın çehresini tamamen değiştirmiştir. Bu sürece kısaca değinmek uygun olur.


 

Şekil 2: Siyanobakteriler


 

   Biliyoruz ki ilkel Dünya atmosferinde serbest oksijen (O2) bulunmuyordu. Fakat fotosentez yapabilen siyanobakterilerin sahneye çıkmasından uzunca bir süre sonra (veya günümüzden yaklaşık 2,4 myö) atmosferde ciddi bir oksijen birikimi meydana geldi. Buna Büyük Oksijenlenme Olayı (Oksijen Devrimi) diyoruz. Ondan önce, siyanobakterilerin ürettiği oksijen özellikle demir gibi indirgenmiş minerallere bağlandığı için (demir oksit oluşumu) atmosfere geçemiyordu. Bu büyük “paslanma olayının” izlerini bugün, geçmişte çöken demir oksitin kırmızı şeritler şeklinde ortaya çıkardığı bantlı demir formasyonlarında görebilmekteyiz. Fakat siyanobakterilerin “dünyayı pasa boğmasıyla” okyanuslarda bulunan çözünmüş haldeki demir zamanla oksijene doydu. Fazla gelmeye başlayan oksijen, okyanuslardan atmosfere salınmaya ve orada birikmeye başladı. Bazı bilim insanları siyanobakterilerin ürettiği oksijenin atmosferde bu kadar geç birikmesinden, metan üreten bakterilerin sayısındaki azalmanın sorumlu olabileceğini öne sürmüştür (metan, oksijenle reaksiyona girererek oksijenin atmosferde birikmesine engel olur; dolayısıyla metan üreten bakteri sayısı azalırsa oksijen birikiminde artış olacaktır.)


 

Şekil 3: Dünya atmosferinin oksijenlenmesi sonucunda oluşan bantlı demir formasyonu


 

   Bizde gayet ferah duygular uyandırsa da bu olay, o zaman yaşayan birçok canlı için sonun başlangıcı, gezegenimizin tarihinde yaşanan ilk kitlesel yok oluşun temel etkeniydi. Büyük Oksijenlenme Olayı ile o zamana kadar gezegenin hakimi olan oksijen-sevmez (anaerobik) organizmaların birçoğunun soyu tükendi; ne de olsa oksijen bu canlılar için adeta bir zehir niteliğindeydi. Anaerobik organizmaların ana sahneden çekilmesiyle, oksijeni kullanabilen veya en azından oksijeni tolere edebilen canlılar evrildi ve dünyaya hakim oldu; gezegenimizde muazzam bir biyolojik çeşitlilik oluşmaya başladı.

 

   2,4 myö-2,1 myö Büyük Oksijenlenme Olayı tarafından tetiklenen, tarihin ilk ve en uzun buz devri (Huroniyen) yaşandı. Büyük olasılıkla atmosferdeki metanın azalması nedeniyle Dünya tamamen donarak adeta bir kartopuna (1. Kartopu Dünya) dönüştü. Bu dönemde oluşan buzlar sonradan eridiğinde, atmosfere daha da fazla oksijen salındı. Yaklaşık 1,7 myö atmosferdeki oksijen seviyesi günümüzdekinin %10’una ulaşmıştı.

 

   1,6-2,1 myö karmaşık hücre içi işlevlere sahip olan ökaryot hücreler evrildi. Prokaryotların aksine ökaryotlar, genetik materyallerini taşıyan zarla çevrili bir çekirdeğe ve hücre organellerine sahipti. İlk tek hücreli ökaryotlardan bir süre sonra da bunlardan evrilen çok hücreli ökaryotlar oluştu. Şimdilik bulunan ve ökaryot olduğu düşünülen en eski çok hücreli ökaryot fosili (Grypania spiralis) 2,1 milyar yıl yaşındadır.1

 

   1,8 myö ökaryotların ilk alemi olan protistalar evrildi.

 

   Günümüzde birçok bilim insanı ökaryotların içerdiği organellerin, daha önce bağımsız yaşamlar süren prokaryot hücrelerden köken aldığını düşünmektedir (Endosimbiyoz kuramı). Kloroplast ve mitokondri organellerinin kendi genetik materyallerine sahip olduklarının fark edilmesinden sonra ortaya atılan bu kuram, yapılan genomik çalışmalarla da desteklenmiştir. Endosimbiyoz kuramı, şu an için ökaryot hücrelerin evrimini açıklayan en iyi kuramdır. Süreç şöyledir:


 

Şekil 4: Prokaryot ve ökaryot hücrelerin dallanması


 

   Bir prokaryot hücre (konak) diğerini yutar. Bu iki hücre bir arada, birbirinden faydalanarak ortak bir yaşam sürer (endosimbiyoz.) Ancak ‘hücre içinde hücre’den oluşan bu ortak yapılar, kendileri gibi olan diğer yapılarla rekabet halindedir. Enerji üretme kapasitesini kaybetmeden daha hızlı çoğalmayı başaranların sayısı, doğal seçilimin gereği olarak sonraki nesillerde artar. Kısacası enerji üretiminde kim başarılıysa onun soyu hayatta kalır. Nesiller geçtikçe bu endosimbiyotik bakteriler hem ATP yapımı için gerekli zara, hem de zar gerilimini kontrol altında tutabilecek bir genoma sahip küçük güç jeneratörlerine evrilir. Bu süreçte yutulan prokaryot, konak hücreye enerji sağlayan mitokondriye dönüşebilir. Yutulan prokaryot hücre bir siyanobakteri ise, mitokondri yerine bir plastite (örneğin bitki ve alglerde fotosentezden sorumlu olan kloroplasta) dönüşür. Bu yolla farklı ökaryot hücre soyları oluşmuştur. Örneğin bu soy hatlarından birisi bitki ve yeşil alglere uzanan evrimsel dalı oluşturmuştur.


 

Şekil 5: Beş adımda endosimbiyoz yaşam


 

   1,2 myö tek hücreli bir ökaryotta, farklı cinsiyette iki bireyin veya eşeyin iştirakını gerektiren eşeyli üreme evrildi. Kısacası seksi, ökaryotlar icat etti. Bildiğiniz gibi biz de dahil neredeyse tüm hayvanlar, bitkiler ve mantarlar eşeyli üreme gerçekleştirir. Mayoz bölünme ve döllenme aşamalarıyla gerçekleşen eşeyli üreme, anne ve babadan alınan genetik materyallerin karışımını içerdiği için muazzam bir genetik çeşitliliğe ve evrimin hız kazanmasına neden olmuştur. (Eşeysiz Üreme nedir?)

 

   Bütün çok hücreli canlılar (kara bitkileri, hayvanlar, çoğu mantar, bazı algler) ökaryottur ve çok hücrelilik, “Tarih tekerrürden ibarettir” sözünü doğrular şekilde gezegenimizin tarihinde en az 25 ayrı soy hattında, birbirinden bağımsız olarak evrilmiştir. Çok hücreli canlıların tek hücreli canlılardan evrimi devam etmekte; bazen de tek hücreli forma döndükleri olmaktadır (Velicer et al. 1998.) Fakat tek hücrelilikten çok hücreliliğe geçişin böylesine yaygın ve hızlı bir şekilde gerçekleşmesi, bu dönüşümü destekleyen seçilimin yayılımcı bir yapıda olduğunu ve bu dönüşüm için gerekli olan genetik ve gelişimsel engellerin kolay aşıldığını göstermektedir. Çok hücreliliğin başlıca avantajları arasında boyut artışı, işlevsel açıdan özelleşme ve işbölümü sayılmaktadır. Ancak seçilim baskılarının yokluğu ve trade-off’lar, hücrelerin daha da karmaşıklaşma sürecini engelleyebilir. Kısacası bütün evrimsel süreçlerde olduğu gibi burada da doğal seçilim, elindeki kağıtları çevrenin ve genetik yapının dağıttığı desteye göre dizer. Bize de bu süreçlerin işleyişini araştırıp öğrenerek, yaşamın kökenini çözümlemek kalır.

 

   Görüldüğü gibi gezegenimizdeki yaşamın oluşumu ve evrimi hiç de kutsal kitaplarda anlatıldığı gibi basit değildir. Canlılığın kökenini anlama konusunda katettiğimiz yol gurur vericidir; ama henüz bilmediğimiz çok şey bulunduğunu da unutmamamız gerekir. Bu bağlamda yeni bilgilere açık olmak, bildiğimizi sandıklarımızı bile sorgulamaya devam etmek ve bilimsel bir temeli olduğu sürece en çılgınca görünen fikirleri dahi değerlendirmeye almak durumundayız. Bilim ancak bu şekilde ilerleyebilir.

 

   Evrimsel tarihçeyi hala milyar yıllarla ifade etmek zorunda kaldığımıza, henüz ilk balıklara, sürüngenlere bile gelemediğimize ve yaratılışçıların bütün canlıların bir anda yaratıldığını iddia ettiği Kambriyen Dönemi’ne (542 milyon yıl önce) bile daha çok yolumuz olduğuna dikkatinizi çekmek isterim. Eşeyli üremenin evrimi sonrasında çok hücreli yaşamın evrimi başlı başına bir konu; bu nedenle devamını yazı dizisinin 2. bölümüne bırakıyorum. 


  2. bölüme geçmek için tıklayın

 

 

 

* Bu yazım Ateist Dergi'nin 6. (Haziran 2014) sayısında yayınlanmıştır.

 

 

Kaynakça:

 

1. Abderrazak El Albani, Stefan Bengtson, Donald E. Canfield vd. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago. Nature 466, 100–104 (01 July 2010) doi:10.1038/nature09166 

2. The Paleontology Society; The Oldest Fossil Evidence of Life 

3. Richard K. Grosberg, Richard R. Strathmann; The Evolution of Multicellularity: A Minor Major Transition? 

4. NewScientist; Timeline: The evolution of life 

5. N. Noffke, D. Christian, D. Wacey, R.M. Hazen; Microbially Induced Sedimentary Structures Recording an Ancient Ecosystem in the ca. 3.48 Billion-Year-Old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia 

6. A. Knoll; Cyanobacteria and Earth History 

7. B. Taş, E. Taş; Mavi-Yeşil Alglerin (Cyanobacteria) Evolusyonu ve Stromatolitler  

8. W. F. Doolittle; Uprooting the Tree of Life 

9. G. M Cooper; The Cell: A Molecular Approach 

10. R. Buick; When did oxygenic photosynthesis evolve? 


NOT: 1, 4 ve 5 numaralı görseller Evrimi Anlamak sitesinden alınmış, üzerinde birkaç revizyon yapılarak yazıya eklenmiştir.


 

   Şu yazılar da ilginizi çekebilir:

 

 


Comments (2) -

Kemal
Turkey Kemal said:

Bir yüksek jeoloji mühendisi olarak size 2 sorum olacak. Bunlardan ilki BIF (banded iron formation) olayı hakkında yukarıdaki şekil 3'de yazan Dünya atmosferinin oksitlenmesi ile idaresi ne kadar doğru, benim bildiğim olayın atmosfer ile alakalı olmadığıdır. Sonuçta çökelim olayı sedimantasyon ortamında yani okyanusun farklı seviyelerinde (fasiyeslerinde) gelişmekte. Bu da Şekil 3'de yazan idarenin Dünya okyanusunun oksitleme miktarındaki artış değişimi ile oluşan BIF şeklinde olmasını gerektirir. Sonuç olarak BIF'lerde hem hematit (kırmızı renkli) hem de manyetit (siyah-kahve renkli) mineralleri farklı seviyelerde görülmekte, bu da okyanustaki oksidasyon düzeyinin devamlı değiştiği hatta zaman zaman pirit oluşumlarının gözlenmesi oksijenin tüketildiği anlamına gelmektedir.

2. sorun ise şöyle olacak; büyük oksitlenme olayın zamanı itibariyle Arkean ve Proterozoyik zaman dilimini ayıran olay mıdır?

Admin
Turkey Admin said:

Sayın Kemal bey,
Birinci sorunuza cevap vermeye çalışayım öncelikle:  BIF ile ilgili şu an için kabul edilen görüş, bu tabakaların fotosentez yapan siyanobakterilerin saldığı oksijen nedeniyle deniz suyu içerisinde oluştuğudur. Okyanuslardaki çözülmüş halde bulunan demirle birleşen oksijen deniz tabanında ince bir tabaka oluşturmuştur. Yazıda bu olayın da zaman olarak Büyük Oksijenlenme Olayı’nı takiben gerçekleştiği belirtiliyor zaten. Yani oksijenlenme olayından önce siyanobakterilerin ürettiği oksijen, çözünmüş haldeki demir veya organik madde tarafından kimyasal olarak yakalanıyordu. Oksijenlenme olayından sonra fazla gelen oksijen atmosferde birikmeye başladı, yani olay atmosferin oksijenlenmesi ile doğrudan bağlantılı. Konuyla ilgili şu bağlantıda faydalı bilgiler bulabilirsiniz: http://draget.net/hoe/index.php?p=p8

İkinci sorunuza gelince, bildiğiniz gibi bu ayrımlar genellikle tektonik olaylara göre yapılır. 2,4 myö meydana gelen Büyük Oksijenlenme Olayı zamansal olarak 3,6 myö-2,5 myö arasını kapsayan Arkeyan ve 2,5 myö-545 myö arasını kapsayan Proterozoik devirlerden Proterozoik devre denk gelir. Yani iki devri ayıran şey oksijenlenme olayı değildir. Bununla ilgili de şu makale faydalı olabilir: http://www.ajsonline.org/content/310/9/775

Pingbacks and trackbacks (1)+

Add comment




  Country flag
biuquote
  • Comment
  • Preview
Loading