Başlangıçtan Hayata

Güneş sistemimizdeki elementler nereden geldi? Maviler büyük patlamadan. Kavuniçi renkli olanlar nötron yıldızı çarpışmalarından. Açık maviler patlayan beyaz cücelerden. Yeşiller patlayan büyük kütleli yıldızlardan. Sarılar düşük kütleli ölen yıldızlardan.

Stephan Jan Gould , Jeoloji ve Paleantoloji eğitimi görmüş bir bilim adamı. Onun ilgi alanlarında biyoloji, felsefe ve tarih de var. Yapı Kredi Yayınları’nda çıkan , “Zamanların Sonu Üstüne Söyleşiler” adlı yapıtta söyleşi yapılan kişilerden biri de Gould. 

Onun buradaki görüntülere ilişkin ilginç yorumlarını sizlerle paylaşarak tabloları biraz daha seslendirmek istedim. Kabulleri tabi ki genel geçer değil. 

- Devinime, büyümeye ne demeli? 

- Gould;Tek bir çözüm, anahtar-tanım peşinde olanlardan değilim. Anahtar-tanımlar, insanların kendi kullanımları için tanımladıkları nesnelere uygulanabilir. Bir otomobili tanımlamayı becerebiliyoruz, çünkü onu yapan biziz. Ama bu gezegende yaşamın çok eskilere uzanan bir kökeni var ve başka biçimler var olmuşsa da, bunların soyu tükenmiş durumda. Bugün var olan bütün canlı biçimler bu tek kökenden geliyor. Böylece, bu tek olaydan ancak tek bir öykü çıkarabilirsiniz, ama bu size bir kategori kazandırmaz. 

- Canlı cansız olanla, minerallerle karşıtlaştırılabilir... 

- Canlıyla, kendi dışında kalan her şeyin karşıtlaştırılabileceğini varsayıyorum. Canlıların tarihsel bir sürekliliği olmalı, büyümeli, çoğalmalı, atalarından özelliklerini kalıt yoluyla almalılar. Ama, böyle davranabilecek yapay sistemler de vardır: Bunların canlı olmadıklarını öne sürebilmemizi sağlayan tek gerekçe, bu sistemlerin tarihsel bakımdan yaşam olarak adlandırdığımız şeye bağlanamamalarıdır. 

- Bu uzun bir hikâye... 

- Gezegenimiz dört buçuk milyar yaşında, ama yüzeyi, tarihinin ilk bölümünde eriyik durumundaydı; sıcaklık atmosferi solunamaz kılıyordu ve sayısız izotoplar daha fazla sıcaklığa yol açıyordu. Daha sonra, tüm bunlar soğudu. İlkel yaşam biçimleri soğumadan önce ortaya çıkmış olsalar bile karışıklık içinde yok olmuşlardır. Yerkabuğunun oluştuğu döneme, yaklaşık 3,7 milyar yıla tarihlenen kayalar, daha sonra sıcaklık ve basınç nedeniyle o denli hırpalandılar ki içlerinde hiçbir fosil izi kalmamıştır; yalnızca yaşamın varlığını gösterebilecek karbon izotopları bulunmaktadır. Bunlar, yeryüzündeki en eski yaşam izleridir. Ve bunların en ilginç yanı, 3,7 milyar yıl önce yaşamın var olduğunu göstermeleridir. 

Ben üniversitede öğrenciyken, üniversitelerdeki dogmalar yaşamın ortaya çıkış olasılığının son derece düşük olduğunu öne sürüyordu. Yaşamın kökenlerini konu alan makalelerinde George Wald, yaşam olgusunun en sonunda gerçekleşmiş olmasının tek gerekçesini yeryüzünün çok yaşlı olmasına bağlıyordu. "Zamanla, olanaksız kuşkuluya, ve kuşkulu da neredeyse kesine dönüşür." Bu, yanlış değil, ama aslında tüm bakış açısının yanlışlığı ortaya çıktı. Çünkü, şimdi elimizde en yaşlı kayalardan gelen fosiller var; ve bugün, yaşamın olanak bulur bulmaz ortaya çıktığını, olduğundan daha yaşlı olamayacağını öne sürebilmekteyiz. Çünkü, içinde yaşam barındırabilecek en yaşlı kayalar, gerçekten de bunu barındırmaktalar. Ve bu basit olgu, bizi tüm sorunu yeniden gözden geçirmeye zorluyor.

- Olanaklı yolların çeşitliliği nedeniyle mi?
- Canlılar ortaya çıkar çıkmaz gerçekleşen seçimler rastlantısal bir geçmiş görüntüsü verir. Bir gün yüz olasılık vardır, ertesi gün bunlardan birisi, yaşamın tarihi içinde gerçekleşecek olan seçilir. Canlı biçimlerin bu gezegendeki gelişme biçimini yalnızca rastlantı belirler. Rastlantı, koşullar. Kim olursak olalım, varoluşumuzu, yaşamın başlangıcından beri tarihi içinde ortaya çıkan bir dizi rastlantıya borçluyuz. Kaçınılmaz bir biçimde karmaşıklığın artmasıyla ve insanın ortaya çıkmasıyla sonuçlanan, önceden belirlenmiş bir planın varlığına inananlara, yaşamın geçmişinin ana şemalarının bu kuramı geniş ölçüde çürüttüğünü söyleyeceğim. Bildiğiniz gibi, yaşam tarihinin yarısı tekhücreli organizmaların, prokaryotların tarihidir.

Bir başka tekhücreli yaşam biçiminin, ökaryotların ortaya çıkışına ancak 1,8 milyar yıl önce tanık olunur. Daha sonra, iyice araştırıldığında, kuşkusuz 1,5 milyar yıl önceki çokhücreli yosunlarla karşılaşılacaktır. Bütün bu organizmalar hücre katışmaçlarından başka bir şey değildir, çok daha sonraları başlayan hayvanların evrimiyle hiçbir ilgileri yoktur. Ve yaşamın geçmişinin altıda beşi, bir hayvansal yaşam biçimi belli belirsiz bile olsa söz konusu olmaksızın geçmiştir.

Daha sonra da birden, yerbilimsel ölçekte bir göz açıp kapayıncaya kadar geçen süre içinde, 600 milyon yıl önce, ilk hayvanların, Ediacara'da bulunan hayvanların ortaya çıktığı görülür. Bunlar, bizim için tuhaf yaratıklardır, modern organizmalara pek az benzerler; o derece ki, kimileri bunların evrimden ayrı, başarısızlıkla sonuçlanacak bir yaşam biçimini örneklendirdiğini düşünmüşlerdir. Ne olursa olsun, bunların birçoğunun bugün yaşayan canlı varlıklarla hiçbir yakınlığı yoktur.

- Onları böyle farklı kılan nedir?
- Yassı gözlemelere benziyorlar ve aralarından birçoğu toprağa kök salmış durumda

-- Bunların bitki, mantar olmadığına emin misiniz?
- Hayır, bunların hayvan oldukları açıkça ortada, ama öyle görünüyor ki bugünkü büyük dallara bağlı değiller.

- Hangi çağda ortaya çıktılar?
- 600 ile 543 milyon yıl arasında. Prekambriyen devrinde. Daha sonra Kambriyen'deki patlama gerçekleşiyor. Bildiğimiz hayvanların büyük dallarının tümü bu çağda, yaklaşık on milyon yıllık bir dönem içinde ortaya çıkıyor; nefes kesici bir şey bu. Bir istisna dışında; bugün kimsenin adını bilmediği Brizoa denilen küçük bir öbeğin bir sonraki dönemde ortaya çıktığı sanılıyor. Ama belki de bunun nedeni, daha eski fosiller bulamamış olmamızdır. Ve ardından 500 milyon yıllık, kitlesel yokoluşlarla kesintiye uğrayan ve bütünü içinde hiçbir özel doğrultuya, hiçbir anlamlı şemaya uymayan hayvanların tarihi gelir. Bu, gerçekten tuhaf, son derece şaşırtıcı bir tarihtir... 

- Önemli olan nedir? Yokoluşları açıklamak mı, yoksa kimi türlerin neden yaşamda kalabildiğini açıklamak mı?

- Her ikisi de! Bizim açıklamayı amaçladığımız şey, canlıların tarihinin düzeni. Yok olan tür, arşivlerden çıkar. Bir canlı topluluğunun neden yaşamda kalabildiğini öğrenmek isterseniz; bunun nedenini tek tek açıklamak zorundasınız. Temel sorun, kitlesel yokoluşların tikel birer olgu olmasıdır; sözgelimi gelecek bir felakette yirmi kiloyu aşan bütün hayvanların yok olacağını (!) bildiren bir yasa yoktur. Bir türün ölüm nedenleri değişken ve özeldir, genel bir yasaya, kurallı bir duruma uy- maz. Topu topu beş kitlesel yokoluşa tanık olduk...

- Yetmez mi?

- Bir diziler yasası oluşturmak için çok az! Bildiğiniz gibi kitlesel yokoluşların hiçbirisinin yaşamı tümüyle ortadan kaldırmamış olması gibi bir şansımız var...

- Böyle bir şey olabilir miydi?

- Belki de, ama o zaman bizler burada konuşuyor olamazdık! Permiyen dönemin sonunda, türlerin %95'iyle mutlak yokoluşun kıyısından geçtik.

🔎 Kretase Dönemi

Takvimin saymaca niteliğinden söz ettik. Ama yerbilimsel çağlar da saymaca değil mi? -

Gould: - Kesinlikle değil! Yerbilimsel zaman basamakları konusunda en dikkat çekici olan da, bunların saymaca olmamalarıdır. Her yıl, öğrencilerimi yerbilimsel zamanları ezberlemeye zorunlu tutarım. Bunu bütün profesörler yapar ve bütün öğrenciler de bundan yakınır: Neden, derler, bizi bu saymaca isimleri, bu zaman kesitlerini ezberlemeye zorluyorsunuz? Ben de onlara bu zaman kesitlerinin, tam tersine, saymaca olmadığını açıklarım.

Yerbilim basamakları XIX. yy'da belirlendiğinde, çağlar arasındaki sınırlar, kitlesel yokoluşlara denk düşen dönemlere konumlandırıldı. Bunun nedeni, bilginlerin bu yokoluşları kapsayan bir kuram geliştirmiş olması değil, fosil arşivlerindeki büyük değişimlerin görgül olarak bu kitlesel yokoluşların gerçekleştiği dönemlerde yer almalarıdır.

Harvard Üniversitesi’ ndeki laboratuvarımın çekmeceleri, Permiyen devri sonundaki büyük yokoluştan önce yaşamış olan hayvan fosilleriyle dolu. Bunları tanımak son derece kolay Bunları bir kez gördüğünüzde, bu toplu yokoluş döneminden sonra yaşamış olan organizmaların fosilleriyle kesinlikle karıştırmıyorsunuz. Gerçekten de, bu dönemde yıkım o denli toptan oldu ki, bu dönem sonrasında bulunan canlıların biçimleri tümüyle farklıdır.

Bu sınırların saymaca olmadığını anlamak için çekmeceleri bir kere açıp bakmak yeterli; bunlar, evrim boyunca karşılaşılan büyük kopukluklar. Son büyük sınır, Kretase (Tebeşir devri) ile Tersiyer (Üçüncü) zaman arasından geçiyor ve büyük boyutlu bir gökcisminin çarpmasının izlerini taşıyor. Bu göktaşının çarpmasının, dinozorların soyunun tükenmesine yol açtığını biliyoruz. Ve sonuçta, bizler burada oturup gevezelik edebiliyorsak, bunun nedeni, bir gökcisminin dünyaya çarpması, dinozorların soyunu tüketmesi ve kimi küçük memelilerin bundan kurtulabilmesidir.

Darwin kitlesel yokoluşların fosil arşivlerinin eksikliğinden dolayı insanların bir uydurması olduğuna inanıyordu. Bugün bunların düpedüz gerçek olduğunu biliyoruz: Yaşamın akışı, birçok kitlesel ve ani yokoluşlarla kesintiye uğramıştır. Evrim, uzun ve sakin akan bir ırmak değildir! 438 milyon yıl önce Ordovisiyen devri sonundaki; 367 milyon yıl önce Devoniyen devri sonundaki kitlesel yokoluşları örnek olarak gösterebiliriz... Ama bunların en korkuncu, 250 milyon yıl önce Permiyen devri sonundaki yokoluştur: Denizlerde yaşayan omurgasız türlerinin yaklaşık %95'i bir anda yeryüzünden silinmiştir. Son olarak Tebeşir devri yle Üçüncü zaman sınırında, 65 milyon yıl önce, iridyum içeren bir gökcisminin dünyaya çarpması, dinozorların soyunun tükenmesine neden oldu.

İnsan beyni gerçekten inanılmaz bir organ. Bedene olan oranı diğer tüm memelilerden daha büyük. Beynimizin boyutu ve karmaşık yapısı insan olmanın alamet-i farikalarından biri. Peki beynimizi bu hale getiren genetik değişiklikler ve evrim zinciri nasıl gerçekleşti ve en önemlisi, neden gerçekleşti? Bulunan yeni kanıtlar ve yeni bir model ile bu sorunun yanıtına biraz daha yakınlaştık. Geçen yılın mayıs ayında Cell dergisinde birbirinden bağımsız iki ekip tarafından yayımlanan iki makale tüm hayvanlarda bulunan ve embriyonun gelişmesinde büyük rol oynayan NOTCH gen ailesinin üzerine eğiliyordu: Bu genler kök hücrelere neye dönüşeceklerini söyleyen, örneğin beyindeki nöronları oluşturmalarını emreden proteinler üretiyor. Araştırmacılar günümüzde sadece insanlarda bulunan NOTCH2 geninin akrabalarının peşine düştüler. Yeni çalışmalardan birinin yazarlarından California Üniversitesinden David Haussler, 8 ila 14 milyon yıl önceki bir atamızda bir kopyalama hatası nedeniyle bir “DNA fazlalığı” ortaya çıktını söylüyor. Bu işe yaramayan fazla NOTCH2 kodu goriller ve şempanzelerde hala yaşamını sürdürüyor, ancak orangutanlarda bulunmuyor. Zira orangutanlar 14 milyon yıl önce kendi farklı evrim yollarına ayrıldılar. 3 ile 4 milyon yıl önce, yani bizim türümüz evrim yolunda diğer maymunsulardan ayrıldığında ikinci bir mutasyon bir zamanlar işe yaramadan öylece duran bir geni aktif hale getirdi. İnsana özel bir gen olan NOTCH2NL kök hücreleri kortikal nöronlara dönüştüren proteinler üretmeye başladı. NOTCH2NL sayesinde beynin bilişsel işlevlerinin yer aldığı bölgesindeki nöronların sayısı hızla artmaya başladı. Zamanla bu, daha büyük ve güçlü beyinlerin ortaya çıkmasını sağladı. Haussler “Bu, beyin boyutunu kontrol eden ve insana özgü ilk temel gendi” diyor. Araştırmacılar NOTCH2NL’i evrim açısından bize en yakın tür olan Denisovalılarda ve Neandertallerde de buldular. Onların da beyin boyutları bize çok yakındı. Haussler ve meslektaşları şimdilerde buna neden olan moleküler mekanizmaları çözmeye çalışıyor. NOTCH2NL sayesinde atalarımızın beyinleri büyüdü. Ancak metabolizmik açıdan baktığımızda beyin dokusu oldukça maliyetlidir. İskoçya St. Andrews Üniversitesinden evrim biyoloğu Mauricio González-Forero, “Beynin ağırlığı bedenimizin sadece yüzde 4’üdür ancak enerjimizin yüzde 20’sini harcar” diyor. “Üstelik hep çalışır, onu kapatmak mümkün değildir.” Evrim sürecinde bir şeyler daha büyük ve daha çok enerji tüketen beyinlere giden yolu açmış olmalı. Bunun nedenini sorguladığımızda karşımıza üç aday çıkıyor: Sosyal nedenler (ekip çalışması ve rekabet), ekolojik nedenler (yiyecek bulmak kültürel nedenler (kazanılan bilgi ve yetenekleri paylaşmak). Çoğu araştırmacı sosyal mücadelenin zekayı artırdığına inanıyor ancak bunu modellerle test etmek mümkün değil. Nature dergisindeki makalelerinde González-Forero ve meslektaşı Andy Gardner, insan beynini büyümeye iten nedenleri anlamak için bir hesaplama aracı geliştirdiklerini açıkladılar. González-Forero’ya göre yaklaşımları diğerlerinden daha karmaşık ancak matematiksel açıdan sağlam bir temel içeriyor. Hedef sadece beyinlerimizin neden büyüdüğü sorusuna yanıt bulmak değil, neden bu boyuta geldiğini de çözümlemek. González - Forero “Ampirik kanıtlar ve metabolizmaya maliyeti ölçülebilir olduğu için bu teoriyi test etmek mümkün” diyor. İki bilim insanı farklı doku türlerinin ve beden boyutlarının enerji maliyetlerini hesapladılar. Bir uzvun büyümesi için üretilen enerjinin daha fazla olması gerekli. ve düşmanlardan korunmak) ve Fakat dikkat edilmesi gereken bir nokta var. Beynin boyutunu artırınca yetenek de artıyor, ancak daha büyük ve daha çok enerji isteyen bir insan beyni, bedenin geri kalanının daha az enerji almasına neden oluyor. Yeni modelle farklı senaryolar geliştirildi, her birinde insanın önünde farklı bir mücadele olduğu varsayıldı. Amaç farklı beyin-beden oranlarının altında yatan nedenleri ortaya çıkarmaktı. González-Forero sosyal zekâ ihtiyacının üst düzeyde olduğu modelin daha önde çıkacağını düşünmüştü ancak bunun tam tersi oldu. En zeki bireylerin birbirileri ile mücadele etmek için çıktığı “silahlanma yarışı” geri tepti. Forero, “Daha büyük bir beyne sahip olmak oldukça çekici, ancak belli bir oranın üstüne çıkmak metabolizmaya çok pahalıya patlıyor” diyor. Araştırmada bulunan sonuçlara göre beyin/beden oranının sorumlusunun yüzde 60 ekolojik, yüzde 30 beraber çalışma ve yüzde 10 rekabet olduğu ortata çıktı. Sosyal etkileşim teorisyenleri bu sonuçlara şüphe ile yaklaştılar ancak GonzálezForero “Biz belli bir hipoteze körü körüne bağlı değiliz” diyor. Şu anda bu aracı daha da geliştirmek için çalışıyorlar. İlk model kültür zekâsı hipotezini hesaba katmıyordu, bu yeni modele bu hipotezin de eklenmesi düşünülüyor. Gemma Tarlach, Popular Science

İnsan Evrim Atlası

Dünyanın Bir Yılı