Bilim insanları: Dünya’da yaşam iki kez ortaya çıkmış olabilir

Bilim insanları, Dünya’daki yaşamın kökenine ilişkin dikkat çekici bir teori ortaya koydu. Yeni bir araştırmaya göre yaşam, gezegenimizde yalnızca bir kez değil, birbirinden bağımsız iki farklı süreç sonucunda ortaya çıkmış olabilir.

Dünya’da yaşamın yaklaşık 4 milyar yıl önce başladığı düşünülse de cansız maddelerden canlı organizmalara geçişin nasıl gerçekleştiği sorusu hâlâ bilim dünyasının en büyük gizemlerinden biri olmaya devam ediyor.

Yaşamın başlangıcındaki metabolizma bilmecesi

Canlıları cansız maddelerden ayıran en önemli özelliklerden biri metabolizmadır. Metabolizma, organizmaların hayati faaliyetlerini sürdürebilmesi için ihtiyaç duyduğu molekülleri üreten kimyasal reaksiyonların tamamını ifade ediyor.

Bu süreçlerde görev alan en önemli unsurlardan biri ise enzimlerdir. Enzimler, kimyasal reaksiyonları hızlandıran özel proteinler olarak biliniyor. Günümüzde yaşayan canlılarda yaklaşık 400 temel metabolik reaksiyondan oluşan karmaşık bir ağ bulunuyor.

Ancak burada önemli bir soru ortaya çıkıyor: Enzimler de kimyasal süreçler sonucunda oluşuyorsa, ilk canlılarda henüz enzimler yokken bu metabolik reaksiyonlar nasıl gerçekleşti?

Bilim insanları arasında en fazla kabul gören görüşlerden biri, okyanus tabanındaki derin deniz hidrotermal bacalarının yaşamın ilk kimyasal süreçlerini başlatmış olabileceği yönünde.

Bu bölgelerde doğal olarak bulunan metallerin, hidrojen gazı, amonyak ve karbondioksit gibi bileşikleri canlılığın temelini oluşturabilecek farklı moleküllere dönüştürmüş olabileceği düşünülüyor.

Yaşamın kökeni için yeni bir zaman çizelgesi oluşturuldu

Almanya’daki Düsseldorf Üniversitesi’nden Natalia Mrnjac liderliğindeki araştırma ekibi, yaklaşık 400 metabolik reaksiyondan oluşan temel ağın nasıl meydana geldiğini yeniden incelemeye başladı.

Bilim insanları, günümüzde yaşayan tüm canlıların Dünya’nın ilk okyanuslarında yaşamış son evrensel ortak atadan geldiğini düşünüyor.

Bakteriler ve arkeler bu ortak atadan türemiş olsa da hangisinin önce ortaya çıktığı uzun süredir bilinmeyen bir konu olarak kalıyordu.

Araştırma ekibi, bakteriler ve arkelerin genomlarında bulunan önemli metabolik enzimlerin protein yapılarını analiz etti. Daha sonra bu enzimleri karmaşıklık seviyelerine göre sıralayan özel bir algoritma geliştirdi.

Bu yöntem sayesinde hangi enzimlerin hangi sırayla ortaya çıktığına dair yaklaşık bir evrimsel zaman çizelgesi oluşturuldu.

Yaşamın iki ayrı evrim süreciyle ortaya çıkmış olabileceği öne sürüldü

Araştırmanın sonuçları, bakterilerin ve arkelerin birbirinden türemediğini, her iki grubun da ortak atadan bağımsız şekilde geliştiğini gösterdi.

Bu bulguya göre Dünya’daki yaşam, iki ayrı evrimsel yol üzerinden ortaya çıkmış olabilir.

Araştırmanın yazarlarından William Martin, son evrensel ortak atanın tüm hücrelerin temelini oluşturduğunu ancak bu canlının yalnızca metabolik reaksiyonların yaklaşık yarısını gerçekleştirebilecek enzimlere sahip olduğunu belirtti.

Martin, diğer reaksiyonların ise ortak atanın yaşadığı çevrede bulunan metaller tarafından desteklendiğini ifade etti.

Bilim insanlarına göre, son evrensel ortak ata gibi erken dönem hücreler tamamen bağımsız şekilde yaşayabilecek durumda değildi. Bu canlılar, ihtiyaç duydukları bazı kimyasal süreçler için çevredeki metallere bağlıydı.

Zaman içinde bakteriler ve arkeler, bu metallere olan bağımlılıklarını azaltmak için kendi enzim sistemlerini ayrı ayrı geliştirdi. Daha fazla enzime sahip olmalarıyla birlikte çevresel kaynaklara ihtiyaçları azaldı ve sonunda bağımsız yaşayan hücrelere dönüştüler.

ATP’nin kökenine ilişkin yeni bulgular

Araştırma, günümüz canlılarının enerji üretiminde temel rol oynayan ATP molekülünün kökenine dair de yeni bir bakış açısı sundu.

ATP, modern metabolizmanın merkezinde yer alıyor ancak bu molekülün oluşumu enzimlere bağlı olduğu için erken dönem hidrotermal ortamlarda bulunması beklenmiyordu.

Araştırmacılar, bu bölgelerde doğal olarak bulunan fosfit ve paladyum gibi maddelerin ATP’nin yerine geçebilecek kimyasal özelliklere sahip olabileceğini belirledi.

Bilim insanları, elde edilen bulguların başka araştırmalarla da desteklenmesi durumunda yaşamın kökenine ilişkin mevcut anlayışın önemli ölçüde değişebileceğini ifade ediyor.

Yeni çalışma, Dünya’daki yaşamın başlangıcına dair uzun süredir devam eden sorulara farklı bir yaklaşım getirerek, yaşamın tek bir başlangıç noktasından değil, birbirinden bağımsız iki evrimsel süreçten doğmuş olabileceği ihtimalini gündeme taşıyor.