Araştırma: Dünya'da yaşam iki kez başlamış olabilir

Yaşamın yaklaşık 4 milyar yıl önce ortaya çıktığı düşünülürken, cansız maddelerden ilk canlı organizmaların nasıl oluştuğu bilim dünyasının en büyük gizemlerinden biri olmayı sürdürüyor. Yeni araştırmada ise bakteriler ve arkelerin ortak bir atadan ayrıldıktan sonra bağımsız şekilde gelişmiş olabileceği sonucuna ulaşıldı.

Araştırmanın merkezinde metabolizmanın nasıl geliştiği sorusu yer alıyor. Canlıların yaşamlarını sürdürebilmesi için gerekli kimyasal reaksiyonlarda enzimler kritik rol oynuyor. Ancak ilk canlılarda bu enzimlerin nasıl ortaya çıktığı sorusu, yaşamın kökenine ilişkin önemli bir bilinmez olarak öne çıkıyor.

Bilim insanları uzun süredir bu sürecin, derin denizlerdeki hidrotermal bacaların çevresinde gerçekleşen kimyasal reaksiyonlarla başlamış olabileceğini değerlendiriyor. Bu bölgelerde doğal olarak bulunan metallerin hidrojen, karbondioksit ve amonyak gibi maddelerin daha karmaşık moleküllere dönüşmesini sağladığı düşünülüyor.

BAKTERİLER VE ARKELER BAĞIMSIZ GELİŞMİŞ OLABİLİR

Düsseldorf Üniversitesi'nden Natalia Mrnjavac liderliğindeki araştırma ekibi, bakteriler ve arkelerde bulunan temel metabolik enzimlerin protein yapılarını inceledi.

Araştırmacılar, geliştirdikleri algoritmayla bu enzimlerin evrimsel olarak hangi sırayla ortaya çıktığını belirlemeye çalıştı. Science Advances'ta yayımlanan çalışmanın sonuçlarına göre bakteriler ve arkeler, birbirlerinden türemek yerine ortak atadan ayrıldıktan sonra bağımsız biçimde gelişmiş olabilir.

Bu bulgu, Dünya'da yaşamın iki ayrı evrimsel yol üzerinden gelişmiş olabileceği ihtimalini gündeme getiriyor. Ancak araştırma, yaşamın Dünya'da birbirinden tamamen bağımsız iki kez ortaya çıktığını kesin olarak kanıtlamıyor; bulgular iki ana yaşam kolunun bağımsız şekilde serbest yaşayan hücrelere dönüşmüş olabileceğine işaret ediyor.

İLK HÜCRELER METALLERE BAĞIMLI OLABİLİRDİ

Araştırmanın yazarlarından William Martin'e göre Son Evrensel Ortak Ata'nın (SEOA) metabolik reaksiyonların yalnızca yaklaşık yarısını gerçekleştirebilecek enzimlere sahip olduğu değerlendiriliyor.

Geri kalan reaksiyonların ise çevrede doğal olarak bulunan metaller tarafından katalize edilmiş olabileceği belirtiliyor. Zaman içerisinde bakteri ve arke soylarının, bu metallerin yaptığı görevleri üstlenecek kendi enzimlerini birbirlerinden bağımsız biçimde geliştirdiği düşünülüyor.

Böylece ilk hücrelerin çevrelerine olan bağımlılığının azaldığı ve zamanla kendi başına yaşayabilen hücrelerin ortaya çıktığı öne sürülüyor. Araştırmada günümüzde hücrelerin temel enerji molekülü olarak kullandığı ATP'nin, yaşamın ilk dönemlerinde henüz bulunmamış olabileceği de değerlendiriliyor.

Bilim insanları, hidrotermal bacalarda doğal olarak bulunan fosfit ve paladyumun o dönemde ATP'nin işlevini kısmen üstlenmiş olabileceğini öne sürüyor.

Araştırmacılar, bu bulguların ileride yapılacak çalışmalarla doğrulanması halinde yaşamın kökenine ilişkin bilimsel anlayışın önemli ölçüde değişebileceğini belirtiyor.