Yaşam Nedir-Kimyanın Biyolojiye Donushumu-Addy Pross-Raşid Gurdilek-2016-190s

Canlı varlıklar nasıl tanımlanabilir? Onları cansız maddelerden ayıran özellikleri nelerdir? İkisi de aynı "ölü" moleküllerden oluştuğu halde birbirlerinden nasıl bu kadar farklı olabilirler? Peki ya ilk canlının ortaya çıkışı? Darwin’in evrim kuramı bütün canlıların tekhücrelilerden nasıl türediğini büyük bir başarıyla açıklamasına rağmen, ilk canlının nasıl ortaya çıktığı sorusunu yanıtsız bırakır. İşte bu kitap tam da bu kritik sürece odaklanarak, cansız maddenin en basit canlı varlığa nasıl dönüştüğünü açıklıyor.

Canlı varlıklarla cansız maddeleri ayrı ayrı yasaların yönettiğini düşünmek bir süreksizlik yaratır. Oysa kuramsal kimyacı Addy Pross böyle bir süreksizliğin söz konusu olmadığını, cansız maddeden canlı varlığa geçiş ve ardından canlıların evrimleşmesi sürecinin kesintisiz bir süreç olduğunu, hepsinin altında tek bir temel ilkenin yattığını söylüyor. Ve bu temel ilkeye dayanan kendi kuramı aracılığıyla, canlılarla cansızlar ve kimya ile biyoloji arasında sağlam bir köprü kuruyor.

"Darwinci kuramın, o temel biyolojik ilkenin daha genel, hem yaşayan hem de yaşamayan sistemleri kapsayan kimyasal bir evrim kuramı içine yerleştirilebileceğini" ikna edici bir şekilde gösteren bu önemli çalışma, yaşamı hakkıyla anlamak isteyen herkesin okuması gereken heyecan verici bir kitap.

Önsöz
1 Canlı Varlıklar Ne Kadar da Garip
2 Yaşam Kuramının Peşinde
3 "Anlama"yı Anlamak
4 Kararlılık ve Kararsızlık
5 Çetrefil Bir Mesele: Yaşamın Kökeni
6 Biyolojinin Kimlik Bunalımı
7 Biyoloji Kimyadır
8 Yaşam Nedir?
Kaynaklar ve Notlar
Dizin

Canlı Varlıklar Ne Kadar da Garip, s. 14-16

Canlı ve cansız varlıklar çarpıcı biçimde farklı olmalarına karşın, bu iki madde biçiminin birbirleriyle nasıl bir ilişki içinde oldukları sorusu kışkırtıcı bir bilmece olarak duruyor. Özellikle de yaşamın aşikâr tasarımı sonu gelmez bir spekülasyon kaynağı olarak öne çıkıyor. Bu tasarımda öylesine belirgin olan yaratıcılık ve ince ayar ancak “muhteşem” sözüyle betimlenebilir. İris tabakasındaki diyaframı, değişken odak mesafeli merceği, bilgi iletimi için optik sinire bağlı olan ışığa duyarlı retinasıyla gözün yapısal karmaşıklığı, doğanın tasarım yeteneğinin klasik örneğidir. Ama durun; bu daha tasarım aysberginin yalnızca su üstündeki ucu. Geçmiş altmış yıl içinde moleküler biyoloji alanındaki kayda değer ilerlemeler sayesinde doğanın tasarım yeteneklerinin ölçülemeyecek derecede büyük olduğunu keşfettik. Örneğin ribozomu ele alalım. Ribozom her canlı hücrede tüm yaşamın dayandığı protein moleküllerini üreten ve binlerce kopya halinde bulunan küçücük bir organeldir. Yüksek bir organizasyon düzeyine sahip karmaşık bir minyatür fabrika gibi çalışarak yüz ya da daha fazla amino asit molekülünü yalnızca bir-kaç saniye içinde doğru biçimde birbirine ekler, uzun zincirlere benzeyen moleküller olan proteinleri seri halinde üretir. Ve bu son derece etkin işleyişli birim, yalnızca 20-30 nanometre (ya da bir santimetrenin milyonda 2-3’ü) çapında karmaşık bir kimyasal yapı içinde yer alır! Düşünün: Tam donanımlı bir fabrikada bulmayı bekleyeceğiniz her şey var; ama çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük bir yapının içinde. Nitekim, bu olağanüstü organelin yapı ve işlevini açıkladıkları için İsrail’deki Weizman Enstitüsü’nden Ada Yonath, Cambridge Üniversitesi Moleküler Biyoloji Laboratuvarı’ndan Venkatraman Ramakrishnan ve Yale Üniversitesi’nden Thomas Steitz 2009 Nobel Kimya Ödülü’ne layık görüldüler.

Yaşamın insana daimi bir esin kaynağı olan o nefes kesici çeşitliliği ise, olağanüstü tasarım yeteneklerinden daha az etkileyici değil. Kırmızı güller, zürafalar, kelebekler, yılanlar, upuzun kızılçamlar, balinalar, mantarlar, timsahlar, hamamböcekleri, mercan kayalıkları - doğanın bu hiç azalmayan muhteşem yaratıcılığı hafsalaya sığmıyor. Abartısız milyonlarca tür var doğada - ki daha o gizli âleme, bakterilere değinmedik bile! O gizli âlem ki, yeni yeni aydınlanmaya başlayan, akıllara sığmaz, muazzam bir çeşitlilik kaynağı. Fakat yaşamın tasarımı ve çeşitliliği, onu daha da gizemli ve eşsiz kılan bir dizi özellikten yalnızca ikisi. Yaşamın özelliklerinden bazıları öylesine çarpıcı ki, onları fark etmek için fazlaca bir gözlem yeteneği gerekmiyor. Örneğin yaşamın bağımsız ve maksatlı karakterini ele alalım. Bu özelliği fark etmemeniz mümkün değil. Torunum 2 yaşındayken bile bu farkı kaçırmamıştı; gerçek bir köpekle, sahicisine çok benzeyen oyuncak bir köpek arasındaki farkı hemen anlamıştı. Oyuncak köpeklerle neşe içinde oynuyor, ama ona nasıl bir sürpriz yapacaklarından emin olmadığı için sahici köpeklerden korkuyordu. Oyuncak bir köpeğin davranışının öngörülebilir olduğunu, sahicinin ise bağımsız bir zihne sahip olduğunu çok çabuk öğrenmişti.

Bununla birlikte yaşamın, laboratuvarındaki bilimci için son derece aşikâr olmasına karşılık ilk bakışta fark edilemeyebilecek, ancak yine de kafa kurcalayan ve açıklama gerektiren başka özellikleri de var. O halde, yaşamın ne olduğunu anlamak istiyorsak, keşif yolculuğunun başlangıç noktası olarak canlı varlıkları cansızlardan ayıran özelliklere bakmaktan daha iyi bir yol olabilir mi? Nihayetinde yaşamı anlamak, bu özelliklerin hem ne olduğunu hem de nasıl ortaya çıktığını anlamamızı gerektirecektir. Bazıları -üzerlerindeki tartışmalar sürüyor olsa da- Darwinci terimlerle açıklanabilir. Ancak bazıları var ki, bu yolla anlaşılamayacakları gibi, varlıklarını açıklamakta da zorlanıyoruz. Yirminci yüzyılın büyük fizikçileri Bohr, Schrödinger ve Wigner’i de zorladıkları kesin; çünkü yaşamın özelliklerinin birçoğu modern bilimin en temel ilkelerinin altını oyuyormuş gibi görünüyor. Diğer bazı özellikleriyse günümüz biyologlarını umutsuzluğa sevk ediyor. Carl Woese’nin kısa süre önce yaşam mefhumuna getirdiği tanım başka nasıl yorumlanabilir ki: “Organizmalar çalkantılı bir akış içindeki kararlı örüntülerdir - bir enerji akışı içindeki örüntüler.” [1] Gizemin kıyısında dolaşan bu muğlak sözler, yirminci yüzyılın önde gelen biyologlarından birinden, yaşamın üçüncü âlemini meydana getiren arkelerin kâşifinden geliyor. Woese’nin açıklaması yaşam konusunun nasıl çetrefil bir sorun olduğunu doğruluyor.

Demek ki burada ilginç bir fenomenle karşı karşıyayız: Kendilerini canlı sistemlerin incelenmesine adayan ve yaşamın karmaşıklığını takdir eden, yaşamın en önemli bileşenlerini başarıyla irdeleyen biyologlar, iş yaşamın ne olduğu konusuna gelince suskunluklarını sürdürüyorlar; doğanın en temel yasalarına ilişkin derin kavrayışlarına karşın fizikçilerin kafaları da daha az karışık değil. Her iki alandaki bilimciler de yaşamın doğası konusunda bocalıyorlar ve bu durumda 3000 yıllık “yaşam nedir” bilmecesinin bir bilmece olarak kaldığı sonucuna varıyoruz ister istemez. O halde keşif yolculuğumuza, yaşamı özel kılan, onu cansız maddeden o kadar farklı yapan özellikleri kısaca gözden geçirerek başlayalım ve bu özelliklerin neden böylesine garip olduğunu tartışalım...

Notlar

[1] Woese, C. R., “A New Biology for a New Century”, Microbiology and Molecular Biology Reviews 68: 173-86, 2004. Metne dön.

Devamını görmek için bkz.

Bürkem Cevher, "Yaşam çok karmaşık ve çok basit", Agos Kitap/Kirk, Mart 2017

Bilimsel olarak baktığımızda Darwin’in Evrim Kuramı çokhücreli canlıların tekhücreli canlılardan nasıl türediğini açıklarken ilk canlının ortaya çıkışını açıklamaz. Oysa, ilk canlının ortaya çıkışı ile dünya üzerinde yaşam meydana gelmiştir. Canlı ve cansız maddelerin farklı yasalarla yönetildiğini düşünmek ise hem iki ayrı dünyanın varlığını kabul etmek anlamına gelecektir hem de bu iki tür maddenin meydana gelişinde bir süreksizlik yaratmaktadır. Kuramsal kimyacı Addy Pross, Yaşam Nedir? Kimyanın Biyolojiye Dönüşümü adlı kitabında canlı ve cansız maddeler arasında bir süreklilik olduğunu ve her iki dünyanın da fizikokimyasal kurallar ile yönetildiğini söylemektedir.

Pross üç sorunun birbirleriyle bağlantılı olduğunu ve iyi bir yaşam kuramının bu üç soruya doyurucu bir yanıt vermesi gerektiğini söyler: Yaşam nedir? Yaşam nasıl ortaya çıktı? Yaşam nasıl üretilir? Pross’a göre bu soruların yanıtları sistem kimyasında