Evrim 101Y:Yaşam nasıl ortaya çıktı

İçindekiler

Yaşam nasıl ortaya çıktı?

Bakteriler gibi çok eski zamanlardan kalma organizmalar da dahil olmak üzere bütün canlılar son derece karmaşıktır. Fakat bu karmaşıklık, ilksel çorbadan her şeyiyle hazır olarak çıkıvermedi. Bunun aksine yaşam, neredeyse kesinlikle, daha önce evrilmiş olan karmaşıklığın üzerine eklenen bir dizi küçük adımla oluştu:

1. Basit organik moleküller ortaya çıktı.

Aşağıdaki nükleotidlere benzeyen basit organik moleküller yaşamın yapıtaşlarıdır ve onun ilk ortaya çıkışında da bir rolleri olmuş olmalıdır. Deneyler Dünya’nın o zamanki atmosferinde organik moleküllerin sentezlenmiş ve okyanuslara yağmış olabileceğine işaret ediyor. Bütün canlıların kalıtsal malzemesi olan RNA ve DNA molekülleri, aslında basit nükleotidlerin yanyana gelmesi ile oluşan uzun zincirlerdir.

2. Kendini eşleyebilen moleküller ortaya çıktı ve doğal seçilime maruz kalmaya başladılar.

Bütün canlılar kalıtsal mazlemelerini kopyalayıp, yavrularına geçirerek ürerler. Bu yüzden, kalıtsal bilgiyi kodlayan molekülleri kopyalama yetisi yaşamın ortaya çıkışında anahtar bir adımdır, zira bu adım olmadan yaşam var olamaz. Bu yetenek büyük olasılıkla ilk kez kendini eşleyebilen bir RNA molekülü olarak ortaya çıktı.

Bu anahtar adımda RNA, kalıtsal bilginin saklanması, kendini kopyalama ve temel metabolik işlevleri gerçekleştirme gibi pek çok farklı işi görür. Biyologlar bu adımın bir “RNA dünyası”na sebep olduğu hipotezi üzerinde birleşiyor. Bugün bütün bu işler pek çok farklı molekül (çoğunlukla DNA, RNA ve proteinler) tarafından gerçekleştiriliyor ama RNA dünyasında bunların hepsini RNA yapıyordu.

Kendini eşleme doğal seçilim için kapıyı açtı. Kendini eşleyebilen bir molekül bir kez ortaya çıktığında, bu ilk eşlemecilerin bazı çeşitleri diğerlerine göre kendini eşleme işini daha iyi yapabiliyor, böylece daha çok “yavru” üretebiliyordu. Bu sayede çok iyi eşlemeciler daha yaygın hale geldiler, ta ki içlerinden biri şans eseri çok çok daha iyi eşlemeci olmasını sağlayan yapısal bir özellik kazanana dek. Bundan sonra “o” eşlemeci çeşidi diğerlerine baskın hale geldi. Bu kesintisiz doğal seçilim süreciyle, kendini eşleyen moleküllerdeki küçük değişiklikler zamanla, kararlı ve verimli bir eşleme sistemi evrilene kadar birikti.

3. Kendini eşleyen moleküller bir hücre zarı ile çevrili hale geldiler.

Kalıtsal malzemeyi çevreleyen bir zarın evrilmesi iki dev avantaj sağladı: 1) kalıtsal malzemenin ürünleri birbirine yakın tutulabiliyordu; 2) bu ilkel hücrenin içi dışarıdaki çevreden farklı olabiliyordu. Hücre zarına sahip olmak öyle avantajlı olmalıydı ki, bu kapalı eşlemeciler “çıplak” eşlemecilerle olan rekabetlerini hızla kazandılar. Bu devrim günümüzdeki bakterilere oldukça benzeyen bir organizmanın ortaya çıkmasına sebep olmuş olabilir.

4. Bazı hücreler günümüzdeki metabolik süreçleri evrimleştirdiler ve daha eski metabolizma biçimlerini kullanan canlılara baskın hale geldiler.

Bu noktaya kadar yaşam gerekli bütün işler için büyük olasılıkla (yukarıdaki 2. adımda açıklandığı gibi) RNA’ya dayanıyordu. Fakat bir grup hücre, farklı işlevler için farklı moleküller kullanmaya başlayınca her şey değişti: (RNA’dan çok daha kararlı olan) DNA kalıtsal malzeme haline geldi, (kimyasal tepkimeleri çoğu zaman RNA’dan çok daha verimli şekilde yürüten) proteinler hücredeki temel metabolik tepkimelerden sorumlu hale geldiler. RNA’nın rütbesi düştü: hücrenin protein yapan merkezlerinden ayrılıp DNA’dan bilgi taşıyan elçi rolüyle sınırlandı. Bu yeniliklere sahip olan hücreler, RNA’ya dayalı metabolizması olan “eski moda” hücrelerin kolayca önüne geçip, RNA dünyasına son vermiş olabilirler.

5. Çokhücrelilik evrildi.

İki milyar yıl önce, bazı hücreler eşlendikten sonra kendi yollarına gitmekten vazgeçtiler ve uzmanlaşmış işlevler evrimleştirdiler. Bu hücreler, örneğin aşağıdaki fotoğrafta görülen 1.2 milyar yaşındaki fosilleşmiş kırmızı alg gibi, Dünya’nın çokhücreli organizmalarının ilk soylarının ortaya çıkmasına sebep oldular.

Yukarıdaki Bangiomorpha pubescens fosilleri 1.2 milyar yaşındadır. Soldaki fosilin alt tarafında tabana yapışmaya özelleşmiş hücreler bulunmaktadır. Eğer yakından bakarsanız sağdaki fosilin üst kısmında disk şeklindeki hücreleri üçgen dilimlere bölen dikey bir çizgiyi görebilirsiniz. Bu bölünme modern bangiofit kırmızı yosunların özelliklerinden birisidir.

Yaşam nerede ortaya çıktı

Yaşamın kökenini araştırmak

Bangiomorpha pubescens fosil fotoğrafları Dr. N.J. Butterfield tarafından sağlanmıştır.