Cosmos: Bir Uzay Serüveni 2. Bölüm Notları

Merhabalar,
Uzun süredir üzerinde uğraştığım Cosmos belgeselinin 2. bölüm notlarını nihayetinde çıkarttım. Mutasyon ve evrim üzerinde yoğunlaşan bölüm, bizlere çok şey katacağını düşünüyorum.

Hikayemize şöyle başlayalım:

Köpeklerin henüz olmadığı bir dönem vardı. Şimdi hepsi var. Peki bu nasıl oldu? Nereden geldiler? Bütün kurtlar kemiği ister ama yaklaşmaya korkarlar. Korkuları kanlarındaki yüksek seviyedeki stres hormonlarından kaynaklanır. Bu bir hayatta kalma meselesidir. Ama bazı kurtlarda stres hormonu daha azdır.

Kurtlar insanlara daha yakın yaklaşmasının güçlenmesiyle kurt nesli evrim geçirdi. Köpeğe dönüştü. Dost olan hayatta kalır da denebilir. Türler arası ortaklık devam ettikçe köpeklerin görünümleri de değişti. Sevimlilik doğal seçilimde bir avantaj oldu.

Iklim değişikliği bir devrim başlatıyor. Yerleşik hayat başlıyor. Dünyada yeni bir şey var: Köyler.

Kurtlar, düzenli beslenmek için özgürlüklerinden ve eş seçme haklarından vazgeçtiler. Artık insanlar onların ne yapacağına karar veriyor. Kendilerini memnun eden köpekler, soylarını devam ettiriyorlar. Hizmet eden köpeklere iyi bakıyorlar. Nesiller boyunca köpek evrim geçiriyor. Bu tür evrime yapay seçilim veya yetiştiricilik deniyor. Kurtların köpeğe dönüşmesi evrimin ilk örneklerindendir.

15-20 bin yıl önce içinde kurtlar, bugün sevdiğimiz köpeklere dönüştüler.

Size öyle gelmeyebilir ama 2 milyar yıldır buzul çağında yaşıyoruz. Denizlerdeki buz tabakası bugün Los Angelas’a kadar uzanırken Irlanda’nın donmuş ıssız topraklarında ayılar gezerdi.

Şimdi bir ayıyı inceleyelim. Bu sıradan bir ayı değil. Yeni bir tür ortaya çıkaracak. Üretim sistemine bir bakalım. Köprücük altı atardamardan girip kalpten geçelim. Aşağıda gördüğünüz ayının yumurtalarından bazıları.

Içlerinde ne olduğuna bakalım. Moleküllerine bakın. Aşağıdaki resimde kirişlerin orada dolaşanları görüyor musunuz? Onlar “kiressin” adı verilen proteinler. Kiressin, hücre içinde yük taşıyan ekibin bir parçasıdır. Bu minik şeyler yaşayan her canlıda bulunur.

Yaşamın bir sırrı varsa o da DNA’dır. DNA bir çift sarmala benzeyen moleküldür. Merdiven basamakları 4 farklı türde daha küçük hücreden oluşur. Gen alfabesinin harfleridir bunlar. Bunların belli başlı dizileri, canlılar için komutlar içerir. Büyümeyi, hareket etmeyi, iyileşmeyi vb. gibi şeyleri anlatır. DNA, atom adı verilen yaklaşık 100 milyar parçadan oluşan moleküler bir makinedir. Tek bir molekülünde tipik bir galaksideki yıldız sayısı kadar atom bulunur. Bu tüm canlılar için geçerlidir.

Yani her birimiz küçük bir evreniz.

Hücreden hücreye ve nesilden nesile gelen DNA mesajı itinayla kopyalanır. Yeni bir DNA molekülünün doğumu ayrılan bir proteinin çift sarmalının iki ipliğini çözmesi ve basamakları ayırmasıyla başlar. Çekirdek sırasının içinde gen çiftlerinin moleküler harfleri serbestçe dolaşır. Sarmalın her bir ipliği kaybolan eşini kopyalar. Böylece birbirinin aynısı iki DNA oluşur.

Canlı bir hücre ikiye bölündüğünde herbiri DNA’nın tam bir kopyasını beraberinde götürür. Düzgün kopyalanmasını sağlamak için özel bir protein sadece doğru harflerin aktarıldığını test eder.

Ama kimse mükemmel değildir. Arada hatalar çıkar ve komutlarda küçük değişiklikler olur.

Ayının yumurta hücresinde bir mutasyon gerçekleşti. Bu kadar küçük ve rastgele olayın büyük bir sorunları olabilir. Bu mutasyon nedeniyle post rengini kontrol eden gen değişti. Bu ayının yavrularında post rengi pigmenti etkilemeyecek. Çoğu mutasyon zararsızdır. Bazıları için ölümcül. Pek azı avantaj sağlayabilir. Yavrunun biri beyaz postla doğdu. Hangi postla doğan sessizce avlanır? Beyaz olan karda fark edilmiyor.

Koyu post geni hayatta kalma yarışını kaybeder. Iki tür ayı çevresini değiştirdi. Tek bir ayı evrim geçirmez. Ayı nüfusu nesiller boyu evrim geçirir. Bu hikaye biraz daha farklıydı. Ayrıcalıklı seçimi çevre yaptı, köpekleri ise insanlar. Bu doğal seçilim aracılığıyla evrimdir.

Maymunlarla atalarımızın bir olduğu hissi hepimizi rahatsız edebilir. En yakın akrabalarımız olan şempazeler sıklıkla uygunsuz davanır.

Geleneksel inanç, maymunlardan ayrı yaratıldığımızdır. Peki ya ağaçlar? Meşe ağacının DNA’sını görelim. DNA yalan söylemez. Ağaçlar ve biz ayrı düşmüş kuzenleriz.

Tek yumurta ikisiniz yoksa evrende sizinle aynı DNA’sını paylaşan yoktur. Diğer türler genetik farklar doğal seçilimin hammaddesini düşürüyor. Hangi genlerin hayatta kalacağını çevre belirliyor. Temel ihtiyaçlarımızı karşılaşamak, örneğin şeker sindirme konusunda biz ve diğer canlılar birebir aynıyız. Çünkü bu komutlar o kadar temel ki farklı yaşam türleri birbirinden ayrılmadan önce durmuşlar.

Bu bizim yaşam ağacımız. Bilim sayesinde yeryüzünde tüm yaşam türlerini barındıran bu aile ağacını oluşturmaya başladık. Genetik anlamda yakın olanlar aynı dalda olurlar. Uzak kuzenler ayrı dallarda. Küçük dalların her biri bir canlı türü. Ağacın gövdesi ise yeryüzündeki tüm canlıların ortak atalarını temsil ediyor.

Yaşam şekillendirmeye öyle müsait ki ortaya çıktığı andan itibaren çevre ana sayısız biçim verdi. Gösterebileceğimizden 10 bin kat fazla. Biyologlar sırf böceklerde yarım milyon çeşit kayıt altına aldı. Bilimin halen haberdar olmadığı sayısız canlı var. Yaşam ağacı 3,5 milyar yaşında.

Evrim bir hayvanı bitki gibi gösterebilir. Avcıları kandırıp özel bir kostüm oluşturabilir.

Bir bitkiyi hayvan gibi de gösterebilir. Orkide goncaları eşek arısı görünümüne bürünerek gerçek eşek arılarını polen taşımaları için kandırabilir. Doğal seçilimin müthiş şekil değiştirme gücüdür bu.

Bilim dünyada yaşamın olduğunu gösterir.
Insan gözünü, yani bir karmaşıklığı ele alalım. Görüntüleri yorumlamak için kornea, göz, mercek, retina, göz sinirleri, kaslar ve ayrıca beyindeki ayrıntılı sinir ağı gerekiyor. Insan aklının ürünü olan herhangi bir şeyden daha karmaşık. Demek ki insan gözü akılla hareket etmeyen evrimin ürünü olmaz deniyordu.

Bu doğru mu? Gören gözlerin olmadığı bir dünyaya gidelim. Başlangıçta yaşam kördü. 4 milyar yıl önce görecek gözler yokken dünyamız aşağıdaki gibi görünüyordu.

Birkaç milyon yüz yıl sonra bir bakteride kopyalama hatası gerçekleşti. Bu rastgele mutasyon neticedesinde mikrop gün ışığını emen bir proteine sahip oldu. Işığa duyarlı bir bakteri nasıl görüyor? Aşağıdaki gibi.

Her bakteri mutasyona uğruyordu. Başka bir tanesi karanlığı seven ışıktan açmasına yol açtı. Gece ve gündüz ışığını karanlıktan ayırt edebilen bakteriler diğerlerine göre avantajlıydı. Neden? Çünkü gün ışığı DNA’ya zarar veren zararlı ultra viyole ışınları saçıyordu. Hassas bakteriler DNA’larını karanlıkta korudular.

Zamanla ışığa duyarlı proteinler daha ileri seviyedeki tek hücreli organizmalarda tek bir pigment bölgesinde yoğunlaştı. Böylece ışığı bulmak mümkün oldu. Besin üretmek için ışığı kullanan organizmalar bu bir avantajdı.

Bir yassı balık düşünün. Çok hücreli organizmanın pigmen bölgesinde bir gamze oluşmuş. Bu küçük girinti ışığı gölgeden ayırt etmesini ve çevresindeki nesneleri, bilhassa yiyebileceği şeyleri kolayca algılayabilmesini sağlıyor. Muazzam bir avantaj.

Işler biraz daha netleşti. O gamze daha da netleşti, bir çukura dönüştü. Binlerce yıl boyunca, doğal seçilim yavaş yavaş gözü oluşturuyordu. Açıklık bir iğne deliğine dönüştü.

Az ışık geçiyordu ama gözün iç yüzeyince loş bir görüntü oluşturmak için yeterliydi. Bu odağı netleştirdi. Daha büyük açıklık olsa daha fazla ışık girer ve görüntü daha parlak olur ama odaklık söz konusu olmazdı. Rakipleri hayatta kalması için yetişmesi gerekiyordu. Ama sonra gözde müthiş bir gelişme oldu. Hem parlaklık hem de net bir odaklık sağlayan bir mercek.

Ilkel balıkların gözlerinde iğne deliğinin yanındaki transparan jel bir merceğe dönüştü. Iğne deliği de daha çok ışık için büyüdü. Balıklar artık hem yakın hem de uzağı yüksek kalitede görebiliyordu. Ama sonra korkunç bir şey oldu.

Bir bardak sudaki pipetin su yüzeyi hizasında kırıldığını fark etmiş miydiniz? Bunun sebebi ışığın ortamdan ortama geçerken kırılmasıdır. Örneğin sudan havaya geçerken gözlerimiz aslında suda görmek için evrimleşmişti. O gözlerdeki sıvı kırılma etkisinin oluşturduğu etkiyi ortadan kaldırıyordu. Ama karadaki hayvanlar için görüntü, kuru havadan sıvı göze taşınıyordu. Bu esnada ışık kırıldığı için görüntüler bozuluyordu.

Amfibik atalarımız sudan karaya çıktığında suda görmek için evrimleşen gözleri açık havada pek başarılı değildi. Şu anda gözlerimiz bir şahaser ama aradan 375 milyon yıl geçmesine rağmen hala balıklar kadar karanlığı ve ince ayrıntıları iyi göremiyoruz.

Sudan çıktığımızda neden doğa işe baştan başlayıp bize çok havalı görmeye uygun yeni bir çift göz için evrim geçirtmedi? Çünkü doğanın işleyişi böyle değildir. Evrim yapıları küçük değişikliklere uğratarak nesiller boyu tekrar şekillendirir. En başa dönemez.

Gelişimin her aşamasında evrimleşen göz hayatta kalmak için işlev gösterdi. Insan gözünün karmaşıklığı, doğal seçilim için çocuk oyuncağıdır.

Bir yerlerde kaybettiğimiz türler için bir anıt var. Adı “Yok Oluş Anıtı”.

Bu yaşam milyonlarca türe karşılık belki milyarlarcası yok oldu. Bazıları büyük felaketler yüzünden türü tükendi. Bu son 500 milyon yılda 5 kez yaşandı. En kötüsü 250 milyon yıl önce “Permian” adı verilen dönemin sonunda gerçekleşti.

Trilobitler, deniz tabanlarında büyük sürüler halinde avlanan kabuklu canlılardı. Evrimle görüntüyü işleyen ilk hayvanlardandı. 270 milyon yıl kadar yaşadılar.

Aşağıdaki resimde olan kıyamet şimdi Sibirya olarak bilinen yerde başladı. Insanlığın görmediği alevlli patlamalar.

O zamanlarda tek bir süper kıta ve tek bir okyanus vardı. Bitmek bilmeyen lav akıntıları, Batı Avrupa’dan daha geniş kitleye yayıldı. Eriyen kayalar, kömür depolarını alevlendirdi. Hava karbondioksit ve sera gazlarıyla kirlendi. Bu dünyanın ısınmasına ve okyanus akıntılarının durmasına sebep oldu.

Zehirli bakteriler gelişti; ama denizdeki diğer her şey öldü. Dünya suları hayava ölümcül hidrojen sülfür gazı salarak karadaki çoğu hayvanın boğularak ölmesine neden oldu.

Dünyadaki tüm türlerin 9/10’u yok olmuştu. Buna “Büyük Yok Oluş” diyoruz. Yeryüzündeki yaşam yok olmaya o kadar çok yaklaşmıştı ki toplanması 10 milyon yıldan fazla zaman aldı.

Dinazorlar 150 milyon yıldan fazla hüküm sürdüler. Sonra onlar da yok oldular.

Kaynar suda ve katı buzda yaşayan hayvan buluuyor. Tek damla su olmadan 10 yıl yaşayabilir. Soğuk uzay boşluğunda ve uzağın yoğun radyasyonunda korunmasız halde ilerleyip zarar görmeden dönenbilen canlı: Tartigrat.

Su ayısı da deniliyor. Onları hiç fark etmemişsinizdir. Çünkü çok küçükler. Yarım milyar yıldır buradalar.

Sizlerle başka hayattan dünyaya gidelim. Satürn’ün bulutlarının arkasına saklanmış olan en büyük uydusu: Titan. Dünyadaki gibi çoğu nitrojenle dolu atmosfere sahip. Ancak 4 kat daha yoğun nitrojene sahip. Titan’ın havasında hiç oksijen yok. Yüzeyine girebilmemiz için birkaç yüz kilometre sisi aşmamız gerek.

Bu sisin altında tanıdık bir manzara var.
Dünyamızdan başka güneş sisteminde yağmur yağan tek gezegen Titan’dır.

Nehirleri ve kıyı şeritleri var. Yüzlerce gölü var. Bir tanesi Kuzey Amerika’daki Suphire gölünden daha büyük. Bu göllerden yükselen buharlar yoğunlaşarak tekrar yağmuru oluşturuyor. Tıpkı dünyadaki gibi. Ama büyük bir fark var. Titan’daki denizler ve yağışlar sudan değil, metan ve etandan oluşuyor. Dünyada bu moleküller doğal gazı oluşturuyor. Oysa Titan’da sıvı haldeler. Titan’da su var ancak çoğu donmuş durumda. Aslında yeryüzü ve dağlarının çoğu buzullardan oluşuyor. -100 küsür derece.

Carl Sagan’dan sonra astrobiyologlar, Titan’ın hidro karbon göllerinde yaşam olup olmadığını merak etti. Titan’ın yüzeyinde canlılar olabilir. Oksijen yerine hidrojen tüketen, karbondioksit yerine metan üreten canlılar olabilir. Bu zift gibi sularda bu canlıların hüküm sürüp sürmediğini nasıl bulabiliriz?

Titan’ın “Kralen” denizine dalalım. Burada bir canlı olabilir. Dünyadaki tüm petrol ve doğal gaz, Titan’ın çok az rezervine takabül eder.

Dünyanın 4 milyar yıl öncesinde, yaşamın nasıl başladığını kimse bilmiyor. Yaşayan mikroplardan alınan örneklerin ilk ataları yüksek sıcaklığı tercih ediyordu.