Yaşamın Bilinmezi: Küçük Moleküller

Yaşamın Bilinmezi: Küçük Moleküller

Ya Canlıların İmzası Tek Bir İmzalarının Olmamasıysa?

Venüs’ün orta enlem bulut tabakasında fosfin (PH3) molekülünün keşfi yönündeki son iddia, kimyasal biyo-imzalar (Geçmiş ya da şimdiki yaşamın bilimsel kanıtını sağlayan madde, element, bileşik vb.) fikrini evrenin başka bir yerinde yaşam belirtileri bulma uğraşımızda, yeniden ilgimizin ön sıralarına taşıdı. İddiaya göre, Venüs’ün çevresinin bu kısmı için öngörülen abiyotik (cansız) kimyada, fosfinin üretilmesi ya da yaşamını sürdürmesi genellikle beklenemez. Ancak Dünya üzerinde fosfin bileşiği, organik maddeler ile ilişkilidir (bataklık gazını ya da kanalizasyon atığını düşünün) ve Venüs üzerindeki sülfürik asit bulutlarında gizlenmiş kuzenleri ya da bir noktada birleşen (benzer olabilen) evrimleşmiş eşdeğerleri olabilecek bazı ekstrem (zor koşullarda bile yaşamına devam edebilen) organizmaların bir biyo-işaret ya da biyo-imza molekül olduğu öne sürülebilir.

Beklendiği Üzere Çok Fazla Uyarı Var. Çok Çok Fazla Uyarı…

   Şüphecilerin listesi, belirli bir molekülü -bir fosfor ve üç hidrojen atomlu fosfin molekülü gibi ufak ve basit olsa bile- tek bir yalnız spektral çizgi özelliği ile tanımlama gerekliliği içerir. Ya da Venüs bulutlarında (damlacıkların, gazların ve ışıl kimyanın, gezegenin etrafında saniyede 200 kilometreden 370 km/s’ye kadar herhangi bir hızda aralıksız süzüldükleri yerde birbirlerine karıştığı o bulutlarda) hareket etmekte olan kimyasal ağ örgüsünün tamamını aslında bilmediğimiz olgusu, fosfin keşfi iddiasındaki araştırmacılar tarafından da dikkate alınmış bir gerçektir. Ya da dünya üzerindeki mikropların gerçekte nasıl fosfin ürettiğini bilmediğimiz olgusu: Bu metabolizmanın kesin bir ürünü mü yoksa çevre kimyasıyla karışmış metabolik ürünlerin bir sonucu mu? Fosfor safsızlıkları (kirlilik de denebilir) içeren tipik demirin, oda sıcaklığında sülfürik asit ile tepkimeye girebildiğine ve bol miktarda fosfin üretebildiğine dair kanıtlar bile vardır; bu, asidik bulutlar üstüne yağan demirce zengin göktaşı maddesine dair ilgi uyandıran bir seçenek.

Ancak Venüs üzerinde gerçekte meydana gelen ne olursa olsun, küçük molekülleri biyo-belirteç olarak kullanma fikri -özellikle de kolayca gidip yerinde ölçümler yapamadığınızda-derin bir soruyu ve zorluğu öne çıkarıyor.

Gerçek şu ki, kimyasal süreçlerin çoğu küçük moleküller yaratır; ancak yaşamı diğer fenomenlerden ayıran şeylerden biri durmadan kompleks moleküller üretmesi ve kullanmasıdır. Ve bunu tartışmaya açık bir biçimde, evren hakkında bildiğimiz her şeyi hükümsüz kılacak şekilde yapıyor.

Öyleyse niçin özellikle büyük, kompleks molekülleri aramıyoruz? Cevap şu ki; bunu uzaktan yapmak imkânsız değilse de son derece zordur. Astrokimyacılar bu zorlu göreve son derece aşinadır. Eğer uzak-kızılötesi aletler ya da radyo teleskopları kullanarak uzaklardaki bulutsulara bakarsanız, birçok molekül türünün işaretlerini açıkça alabilirsiniz. Sorun şu ki; onların elektromanyetik parmak izleri korkunç şekilde karışıktır: Kovalent bağlı atomların dönme, titreşim, kuantum enerji düzeylerinde bükülme gibi üst üste binmiş karmaşık özelliklerinin büyük elektromanyetik iz kirliliği… Bir karbon atomları zincirini diğerinden ayırmak da oldukça zordur çünkü onların spektral özelliklerinin nasıl görünmesi gerektiğini her zaman kesin olarak bilemiyoruz.

Küçük molekülleri tanımlamak çok daha kolaydır (“daha kolay” göreceli bir terim olduğu halde). Öte gezegen biliminde astronomlar ve astrobiyologlar, uzaktaki gezegen atmosferlerinde bir biyosfer (canlıların yaşadığı yüzey) barındırması muhtemel “hedef” evrenler için bir yol olarak moleküler oksijen (O2), ozon(O3), metan (CH4) ve karbondioksit (CO2) gibi bileşiklerin bolluk derecelerini nasıl kullanacağımızı daha iyi anlamak için çokça çaba harcadılar. Ancak araştırmacılar, en basit termodinamik kurallara dayanan kimyasal eşitlik olasılıklarından öte; bu bileşikleri dengelenmemiş karışımlar halinde üreten tamamen biyoloji ile ilgili olmayan ortamlar tarafından kandırılabileceğimizin de farkına vardılar.

Elbette bu sorunların etrafından dolaşmanın yolları vardır. Çeşitli küçük moleküllerin kesin oranlarını ölçmek; zaman içinde bir gezegeni izlemek, mevsimsel değişikliklerini ve canlı sistemleriyle birlikte çalışır gibi görünen titreşimli hareketlilerini aramak gibi temel ihtimalleri de zorlamaya yardımcı olur.

Yine de sonunda, birinci sınıf ustalık ister. Mars ve Venüs gibi yerlerden direkt gidip numune toplayabildiğinizde bile, çok basit moleküller dışında, herhangi bir şeyi ortaya çıkarmak zordur. Bir ekosistem dağınık ise -Venüs’ün bulut tabakası gibi- bakarak çok fazla zaman harcamanız gerekebilir. Dahası, üzerinde yaşadığımız yerde, Dünyada, atmosferik mikrobiyal yaşamın varlığını ve yaşam döngüsünü tam anlamıyla anlamak şaşırtıcı bir biçimde uzun zaman alır ve o sürede gerçekten bir dağa tırmanıp örnekler alabilirsiniz.

Tüm bunlar, evrendeki yaşamı bulma arayışımız için bir hayli iç karartıcı gelebilir. Ancak bence, tüm bunların son derece zor olduğu gerçeğinin altında yatan fazlasıyla ilginç bir şey var. Günden güne, bizim için böylesine hareketli ve tartışmalı bir olgu olan yaşam hakikaten büyüleyici ve aynı zamanda anlaşılması da zor. Bu, başka yerler kadar üzerinde yaşadığımız gezegendeki mikrobiyal dünya için de geçerlidir. Hayatı aynı anda hem bu kadar renkli hem de gizli yapan nedir?

Cevap, daha önce yaptığım -Hayatın göze çarpan özelliği, DNA’dan proteinlere kadar bildiğimiz en kompleks bileşikleri kullanması ve yapmasıdır.- açıklamasına geri dönebilir. Kompleks moleküller, Bilgi Teorisi ve Shannon’ın Entropisi tarafından verilen en doğru ve en objektif kanıya göre, tabii olarak bilgi açısından zengindir. Ancak gerçekten derinlemesine şifrelenmiştir. Bir hücredeki DNA, etrafındaki tüm biyokimyasal yardımcıların yardımıyla kendi kendisini çözer. Bunlardan kimisinin nasıl çalıştığını görmek yüzyıllarımızı aldı ve tamamen anlamış da sayılmayız.

Ayrıca biz bilgi bakımından zengin, iyi şifrelenmiş verilerin boş gürültüden, rastlantısal ve öngörülemez önemsiz şeylerden gitgide daha da ayırt edilemez hale geldiğini biliyoruz. Bir başka deyişle, büyük resme bakıldığında, yaşamın kendisi -bir şekilde- ister mikroskobik ister gezegen boyutunda olsun evrendeki basit ama tanınabilir yapıdan çok daha fazla benziyor olmalıdır gürültüye.

Çıkarımlardan biri şu ki; küçük molekülleri aramak pratik ve ikna edici işaretler olsa da sonunda gerçekten aradığımız, kendisini hiçbir şekilde kolayca açıklamayan yine de ortamı açık bir biçimde sarsan şeylerdir. Biz, gerçekten gürültü olmayan “gürültüyü” arıyoruz.

Kaynak: scientificamerican.com

Okumanızı Öneriyoruz

Ayçiçek Yağı Kutuplarda Korozyonu Önlemeye Yardımcı Oluyor

Rusya’da Kazan Federal Üniversitesi (KFU) araştırmacıları tarafından yapılan yeni bir çalışmaya göre, ayçiçek yağı kutuplardaki …