Dünya dışı yaşamın ipuçları okyanuslarda olabilir | Pelerin Kutusu | Bilim Sanat Yazılım Kitap Oyun Teknoloji Gündemi

Dünya dışı yaşamın ipuçları okyanuslarda olabilir

Karine Valentine

Okyanus tabanının garip ve karanlık dünyasında bulunan ve ‘hidrotermal menfezler ya da bacalar’ ismi verilen sualtı çatlakları, karmaşık yaşam topluluklarına ev sahipliği yapar. Bu menfezler, yakıcı seviyedeki sıcak sıvıları çok soğuk deniz suyuna püskürterek, bu çok uçlardaki ortamda varlığını sürdüren küçük organizmaların hayatta kalması için gereken kimyasal güçleri yaratır.

Kısa mühlet evvel yayınlanan bir araştırmada, biyo-jeobilimciler* Jeffrey Dick ve Everett Shock, kendine has hidrotermal deniz tabanı ortamlarının, makul organizmaların gelişebileceği eşsiz bir yaşam alanı barındırdığını tespit ettiler. Bu tespiti yaparak, Dünya’da bulunan okyanusların karanlık tabanlarında ve Güneş Sistemi genelindeki olası yaşam bağlamında yeni olasılıkların önünü açtılar. Ulaştıkları sonuçlar Journal of Geophysical Research: Biogeosciences isimli mecmuada yayınlandı.

APAYRI BİR YAŞAM ORTAMI

Karada, organizmalar tükettikleri besinlerden enerji aldıkları vakit bunu oksijen alımı ve karbondioksitin salımının gerçekleştiği ‘hücresel solunum’ denilen bir süreç aracılığıyla yaparlar. Biyolojik bağlamda söylersek, besinlerimizdeki moleküller oksijenin var olduğu bir durumda kararsızdır ve hücrelerimiz tarafından büyümek ve üremek için kullanılan bu kararsızlık sürecine ‘biyosentez’ ismi verilir. Buna rağmen, deniz tabanında ömrünü sürdüren organizmalar için yaşam şartları dikkat alımlı biçimde farklıdır.

Arizona Eyalet Üniversitesi Yeryüzü ve Uzay Araştırmaları Okulu ve birebir vakitte Moleküler Bilimler Okulu’nda misyon yapan araştırma ortak müellifi Shock, “Çoğu insan, karada, Dünya’nın oksijen bakımından güçlü atmosferinde yaşamsal molekülleri yaratmanın enerji gerektirdiğini bilir” diyor: “Çarpıcı bir tezat olarak, sıcak sıvılar, deniz tabanında bulunan hidrotermal deliklerin etrafında çok derecede soğuk olan deniz suyuna karışarak yaşamsal moleküllerin enerjiyi açığa çıkarmasını sağlayan şartları yaratır.”

Derin denizlerdeki mikrobiyal ekosistemlerde yaşayan organizmalar, hidrotermal sıvının ortamdaki deniz suyuyla karıştığı menfezlerin etrafında gelişirler. Shock’un öncülüğünde yürütülen daha eski araştırmalar, amino asitler ve şekerler üzere baz kökenli hücresel yapı taşlarının oluşturduğu biyosentezin, sıcak su menfezlerinin bilhassa de ultramafik kayalardan (çok düşük ölçüde silika içeren magmatik ve meta-magmatik kayaç oluşumlardan) meydana geldiği alanlarda yaşama elverişli olduğunu buldu; çünkü bu kayalar hidrojeni en fazla üreten unsurlardı.

BURADA YAŞAM İÇİN GEREKLİ ENERJİ NASIL OLUŞUYOR?

Hücrelerin, amino asitler ve şekerler üzere temel yapı taşlarının yanı sıra, ‘biyomakromoleküller’ diye de bilinen daha büyük moleküller, yani ‘polimerler’ meydana getirmesi gerekir. Hücrelerde, bu moleküllerin en bol olanı proteinlerdir ve ‘polimerizasyon reaksiyonu’ (küçük moleküllerin daha büyük bir biyomolekül yaratacak biçimde birleştiği) düşünebileceğimiz çabucak hemen tüm ortamlarda güce muhtaçlık duyar.

Bu araştırma başladığında Arizona Eyalet Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda Çin’in Changsha kentinde bulunan Central South Üniversitesi’nde Yerbilimleri ve Bilgisel Fizik Okulu’nda jeokimya araştırmacısı olan makale başyazarı Dick, “Farklı biçimde söylersek, hayatın var olduğu yerde su vardır; yeniden de polimerizasyonun uygun bir hale gelmesi için suyun sistemden atılması gerekir” diyor: “Kısacası, temel yapı taşlarının biyosentezi yoluyla gücün hür bırakılması ve polimerizasyon için gereken enerji üzere birbirine zıt iki enerji akışı mevcut.”

Dick ve Shock’un bilmek istediği şey, bunları birbirine eklediğinizde ne olacağıydı: Yani karışım bölgesinde genel sentezi hakikaten de uygun olan proteinlere ulaşıyor muydunuz?

Bu sıkıntıya eşsiz bir teori ve veri kombinasyonu kullanarak yaklaştılar.

Teorik açıdan, proteinler için, protein dizilerindeki belli amino asitleri ve polimerizasyon güçlerini de hesaba katan ve ‘grup eklenebilirliği’ diye isimlendirilen termodinamik bir model kullandılar. Datalar içinse, ‘Methanocaldococcus jannaschii’ ismi verilen ve detaylı biçimde bilinen bir menfez organizmasının genomunda bulunan protein dizilerinin tamamını kullandılar.

Hesaplamaları gerçekleştirerek, genomda bulunan neredeyse tüm proteinlerin genel sentezinin, bu organizmanın en hızlı geliştiği sıcaklıkta, yani yaklaşık 85 santigrat derecede ultramafik** gereçler barındıran bir menfezi karışım bölgesinde enerji ürettiğini ortaya koyabildiler. Öte yandan, daha az hidrojen üreten farklı bir menfezde (içeriğinde bazalt barındıran bir sistemde), proteinlerin sentezi mümkün olmuyor.

Dick, “Ulaştığımız bulgu, sırf biyokimyaya değil birebir vakitte ekolojiye de yeni bir bakış açısı sunuyor; zira muhakkak organizma kümelerinin kendine has hidrotermal ortamlarda doğal olarak daha fazla tercih edildiğini gösteriyor” diyor. “Mikrobiyal ekoloji alanındaki eski çalışmalar, Methanocaldococcus jannaschii’nin bir örneğini teşkil ettiği metanojenlerin, ultramafik içeriğe sahip sıcak su bacalarında bazalt barındıran sistemlere nazaran daha bol olduğunu ortaya koymuştu. Ultramafik içeriğe sahip sistemlerde, protein sentezinin [sürece] uygun düşen güçleri bu dağılımla dengeli görünüyor” diye ekliyor.

Dick ve Shock, daha sonraki adımlar için jeokimya ile genomun evrimi ortasında daha sıkı bir temas sunacağını umut ettikleri bu enerji hesaplamalarını yaşam ağacında kullanmanın yollarını bulmaya çalışıyorlar. Shock, “Keşif sürdükçe, hiçbir vakit yaşadığımız ortamı yaşanabilir olanla kıyaslamamamız gerektiğini tekrar ve yine hatırlatıyoruz” diyor.

*Biyo-jeobilim; gezegenleri hayatın varlığı bağlamında araştıran bilim alanı.

**Ultramafik kayaçlar, içeriğinde yüzde 45’ten daha az SiO2 (silikon dioksit) bulunduran magmatik ve meta-magmatik kayaçlardır. Kayaçların bir diğer özelliği yüksek oranda MgO (magnezyum oksit) ve FeO (demir oksit) bulundurmasıdır. Bu kayaçlar yüzde 90’dan fazla magnezyum ve demirce güçlü, koyu renkli mineral içerirler.


Yazının özgünü Phys.org sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)

Kaynak: Gazeteduvar

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir