Bilim İnsanlarından Ezber Bozan Keşif: Dünya'da Yaşam İki Kez Ortaya Çıkmış Olabilir

Science Advances dergisinde yayımlanan çığır açıcı bir araştırma, Dünya'da yaşamın nasıl başladığına dair kabul gören teorileri temelden sarsıyor. Düsseldorf Heinrich Heine Üniversitesi araştırmacıları, canlılığın temelini oluşturan metabolizmanın evrimini inceleyerek, yaşamın gezegenimizde bir değil, iki kez bağımsız olarak ortaya çıktığını öne sürüyor.

Metabolizma ve Yaşamın Kökeni

Bilim dünyasında "yaşam" kavramını tanımlamak her zaman zorlu bir süreç olmuştur. Araştırmacılara göre canlılığı cansızdan ayıran en temel özellik, organizmaların hayatta kalmak için ihtiyaç duyduğu molekülleri üreten kimyasal reaksiyonlar bütünü olan metabolizma. Bu reaksiyonlar günümüzde enzim adı verilen proteinler tarafından hızlandırılıyor. Ancak ilk enzimler henüz ortada yokken bu sürecin nasıl başladığı, biyolojinin en büyük paradokslarından biri olarak kabul ediliyor.

Bilim insanları, yaşamın ilk örneklerinin derin denizlerdeki hidrotermal bacalar gibi kimyasal açıdan son derece aktif ortamlarda ortaya çıktığını düşünüyor. Bu bölgelerde doğal olarak bulunan metallerin, enzimlerden önce kimyasal reaksiyonları hızlandıran ilk katalizörler olduğu tahmin ediliyor. Geliştirilen yeni bir algoritma sayesinde, bakteri ve arkeaların genomlarındaki temel metabolik enzimlerin protein yapıları incelendi ve karmaşıklık düzeylerine göre sıralandı.

LUCA ve Bağımsız Evrimleşen Hücreler

Araştırma, tüm günümüz hücrelerinin ortak atası olarak kabul edilen LUCA'nın (Son Evrensel Ortak Ata), metabolik reaksiyonların yalnızca yarısını gerçekleştirebilecek enzimlere sahip olduğunu ortaya koydu. Geri kalan reaksiyonların ise yaşamın ortaya çıktığı çevrede bulunan metaller tarafından gerçekleştirildiği düşünülüyor. Düsseldorf Heinrich Heine Üniversitesi'nden biyolog William Martin, elde edilen verilerin genetik kodun tek bir kökeni olmasına rağmen, yaşamın iki ayrı kökeni bulunduğunu gösterdiğini belirtiyor.

Kataliz mekanizmasının gelişimi dört temel evrede açıklanıyor. İlk aşamada tüm reaksiyonlar çevredeki metallerle gerçekleşirken, zamanla proto-hücreler ilk enzimleri üretmeye başladı. Araştırmanın ortak yazarlarından biyolog Natalia Mrnjavac'ın da vurguladığı gibi, tamamen kendi metabolizmasını yürütebilen "serbest yaşayan hücre" aşamasına, bakteriler ve arkealar birbirinden ayrıldıktan sonra ulaştı. Bu durum, her iki yaşam kolunun aynı metabolik işlevleri yerine getirmek için farklı enzimler geliştirdiğini kanıtlıyor.