Pek çok astronom ve jeokimyacının inandığı gibi, ilkel Dünya oksijen açısından fakir bir atmosfere sahipse ve ilkel denizler tuzlar, karbondioksit, H2S, HCN, H2CO ve N2 gibi maddeler içeriyorsa, karmaşık organik moleküller nasıl oluştu?
İlkel denizlerde bulunduğuna inanılan bu karışım termodinamik olarak kararlıdır. Bu maddelerin başka bileşikler oluşturmak için birbirleriyle reaksiyona girme eğilimi yoktur. Bununla birlikte, en azından yapı taşlarının, özellikle amino asitler ile pürin ve pirimidin bazlarının yaşamın ortaya çıkması için gerekli olduğu görülmektedir.
İçindekiler
Bu bileşikler ilkel, abiyotik bir dünyada nasıl oluştu?
İlki Dünya’da olmak üzere karmaşık organik bileşiklerin birikimine ilişkin iki ana hipotez vardır. 1990 yılında son şeklini alan bu teorilerden biri, kuyruklu yıldızların yanı sıra asteroit ve göktaşlarının milyarlarca yıl önce güneş sisteminin oluşumu sırasında oluşan karmaşık organik moleküller açısından zengin olduğunu iddia ediyor. Birincisi, Dünya’nın atmosferi kalın olduğu için (bu, nesnelerin Dünya’nın yüzeyine çarpmadan atmosfere yavaşça girmesine izin verirdi, böyle bir atmosfer daha uygun olurdu) ve bazı gökbilimciler, Dünya’nın yörüngesinden çok sayıda kuyruklu yıldız ve göktaşı geçmesinin beklendiğine inanıyor. Karmaşık bir organik molekülün girebileceği ve bozulmadan kalabileceği ve hayatta kalmayı umdukları.
Zaman içinde hem atmosferin incelmesi hem de kuyruklu yıldız ve göktaşlarının sayılarının azalması kabul edildiğinden, dünya dışı organik moleküllerin birikimi bir milyar yılda yok denecek kadar az hatta hiç olmayacak seviyelere inmiştir.
Bu senaryo ile birikebilecek toplam kütle 2 x 10^14 ile 20 x 10^14 kg arasındadır. Şu anda var olan canlı organizmaların toplam organik kütlesinin 6 x 10^14 kg’dan fazla olmadığı tahmin edilmektedir. Böylece, basit maddelerden sentez yapmak zorunda kalmadan, yaşamın Dünya’da ilk kez gelişmesi için gerekli olan çok daha büyük bir karmaşık molekül kaynağı elde edilmiş olabilir.
Canlı formların evrimine ilişkin en geleneksel görüş, dünya dışı bir köken önermez. Bu hipoteze göre, karmaşık organik moleküller, dünyada bulunan küçük bileşiklerden oluşur. Karmaşık organik bileşikler, küçük moleküller arasındaki etkileşimlerle oluşuyorsa, bazı dış enerji kaynakları karışımı etkilemiş olmalıdır. Dünyanın ilk aşamalarında, enerji sıkıntısı yoktu. Bir enerji kaynağı, görünür ışık, ultraviyole radyasyon ve x-ışınları dahil olmak üzere güneş radyasyonu olmalıdır. Bunlardan UV ışınları belki de en önemlisidir. İkinci muhtemelen önemli kaynak, yıldırım gibi elektriksel deşarjların enerjisidir. Üçüncüsü, Dünya’nın çekirdeğinden ve güneşten gelen enerjidir. Bunların dışında kozmik ışınlar, dünyanın başlangıcındaki atomların parçalanmasından kaynaklanan radyoaktivite, volkanik patlamalar gibi enerji kaynakları da vardır. Bununla birlikte, organik moleküllerin sentezinde küçük bir rol oynaması muhtemeldir.
Ultraviyole ışığın, elektrik deşarjlarının, ısının veya bunların bir kombinasyonunun, karmaşık organik bileşikler oluşturmak üzere reaksiyonları tetikleyebileceğini nasıl bilebiliriz? Bu soru, 1953’te Chicago Üniversitesi’nde Harold C. Urey altında çalışan yüksek lisans öğrencisi Stanley L. Miller tarafından yanıtlandı. Miller, hava geçirmez bir cam balonda, içinde amonyak, metan, su ve hidrojen karışımının dolaştığı ve tungsten elektrotlardan elektrik deşarjlarının uygulandığı bir cihaz yarattı. Miller, gaz akışının sürekli olduğu bu düzeneği bir hafta boyunca elektrik deşarjına kadar tuttu ve ardından bu düzenekte oluşan bileşikleri analiz etti. Karışımda inanılmaz sayıda ve çeşitlilikte organik bileşik buldu. Bu, biyolojik olarak önemli bazı amino asitlerin yanı sıra üre, hidrojen siyanür, asetik asit ve laktik asit gibi bileşikleri içeriyordu. Miller, gaz karışımının ve üretilen ürünlerin mikroorganizmalar tarafından kontamine olabileceğine dair herhangi bir şüpheyi ortadan kaldırmak için gazı aynı şekilde, elektrik boşalması olmadan ve önemli organik bileşikler olmadan dolaştırdı. Gerçekten de ayrı bir deneyde, gaz karışımını içeren bir aparat hazırladı ve bu gaz karışımını elektrik kıvılcımlarında tutuşturmadan önce 130 °C’de 18 saat sterilize etti. Oluşan kompleks bileşikler ilk deneydeki ile aynıydı ve birçok farklı organik bileşik oluştu. Bu çeşidin sentezinin mikroorganizmalardan kaynaklanmadığı açıktır. Herhangi bir canlı organizmanın yokluğunda mümkün olan bir sentezdir ve öncelikle Dünya’nın koşullarına benzediği için. İlk kez O’Brien’ın hipotezinin kesin kanıtını sağlayan Miller’ın deneyi, yaşamın nasıl ortaya çıktığına ilişkin bilimsel yaklaşımlarda gerçekten bir dönüm noktası oldu.
1953 yılından bu yana birçok araştırmacı volkanik malzeme olarak hidrojen siyanür gazı karışımlarını kullanmıştır. İlk atmosferin bu veya buna benzer gazları içerdiğine inanılıyor ve onlar da aynı sonuçları buldular. Ultraviyole radyasyon, ısı veya her ikisinin varlığı gibi farklı enerji kaynaklarını kullanan bu araştırmacılar yine çok sayıda ürün elde ettiler; Bu sonuçlar çok önemlidir. Çünkü ultraviyole (UV) radyasyon muhtemelen atmosferde şimşekten daha boldu. Daha da önemlisi, abiyotik koşullar altında yapılan tüm bu deneylerde, günümüz proteinlerinde en kolay sentezlenen amino asit en fazla bulunanıydı ve benzer şekilde en önemli azotlu baz (adenin), en kolay sentezlenenlerden biriydi.
Az önce tartıştığımız, yaşam için gerekli olan organik bileşiklerin abiyotik sentezinin meydana geldiği çok çeşitli koşullar, bu bileşiklerin, başlangıçta olmasalar bile, kesin olarak oluşabileceğini ve deniz sularında çözünmeye başlayabileceklerini varsaymayı daha makul hale getirdi. karadakilerle hemen hemen aynıydı. Hiçbir dünya dışı parçacık sağlam kalmadı.
Organik bileşikler önce Dünya’da oluşmuş olsalar bile, daha sonra canlı organizmaların kökenini oluşturmak için yeterli miktarda birikebileceklerinden daha hızlı ayrışamazlar mıydı? Ne de olsa, bu organik bileşiklerin çoğunun oldukça kolay ayrıştığı biliniyor.
Neden kırılırlar? Bunun bir nedeni, oksijenle yavaş reaksiyona girme ve oksitlenme eğiliminde olmalarıdır. Diğeri ise bu moleküllerin canlı organizmaların, özellikle de mikroorganizmaların ayrışmasıyla parçalanmasıdır. Prebiyotik atmosferde serbest oksijen ve canlı organizmalar bulunmadığından, bu organik moleküller ne oksidasyon ne de ayrışma yoluyla parçalanmadılar ve böylece bu moleküller yüz milyonlarca yıl boyunca denizlerde birikebildiler. Bugün böyle bir birikim mümkün değil.
kaynak:
https://www.sciencedirect.com
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]