Hayat Oksijeni Düşündüğümüzden Çok Daha Erken Solumuş Olabilir

Dünya'nın oksijen hikayesi hakkında bildiklerimizi yeniden yazmanız gerekebilir. MIT'den bir grup jeobiyolog, canlıların oksijeni solumayı öğrenme tarihini yüzlerce Milyon yıl geriye çekti.

Sandığımızdan Çok Daha Eski Bir Yetenek

Büyük Oksitlenme Olayı'nı hatırlıyorsunuz değil mi? 2,3 Milyar yıl önce gerçekleşen, Dünya'nın atmosferini oksijene boğan dönüm noktası. Şimdiye kadar bunun yaşamın oksijen kullanmayı öğrendiği dönem olduğunu düşünüyorduk.

Gel gör ki - işin içinde çok daha eski bir başlangıç varmış.

MIT'den Fatima Husain ve Gregory Fournier başta olmak üzere bir ekip, birkaç bin modern organizmadan aldıkları enzim dizilerini haritaladılar. Yaşamın evrimsel ağacı üzerine yerleştirdikleri bu verilere bakınca... Şaşırdılar açıkçası. Oksijen Metabolizmasını sağlayan enzim çok daha eskiye gidiyordu: Mesoarchean dönemine, yani 3,2 ila 2,8 milyar yıl öncesine.

Bu kadar erken mi?

Evet. Büyük Oksitlenme'den tam 500-900 milyon yıl daha önce. (Evet, yüzlerce milyon yıl konuşuyoruz.)

Paradoks: Oksijen Vardı Ama Yoktu

Uzun zamandır kafaları karıştıran bir sorun var aslında. Siyanobakteriler - oksijen üreten ilk mikroplar - muhtemelen Mesoarchean'dan bile önce ortaya çıkmıştı. Peki neden atmosferdeki oksijen seviyeleri ancak yüzlerce milyon yıl sonra fırladı?

Bana sorarsan mantıklı bir açıklama bu: Belki de o erken dönemdeki diğer canlılar, siyanobakterilerin ürettiği küçük oksijen miktarlarını anında tüketiyordu. Kritik enzimi geliştirmişlerdi - neden kullanmasınlar ki?

Yani oksijen vardı, ama biriken oksijen yoktu. Üretildiği gibi tüketiliyordu. Atmosfere sızacak kadar birikiş ancak çok daha sonra - 2,3 milyar yıl önce - mümkün oldu.

Enzim Haritalaması: Geçmişe Açılan Pencere

Peki bunları nasıl anladılar? Zaman makinesiyle mi gittiler?

Hayır tabii. Modern organizmaların genetik dizilerini kullandılar. Binlerce organizmadan oksijen metabolizmasını sağlayan enzimi incelediler, sonra bu verileri evrimsel ağaç üzerinde geriye doğru izlediler. Sanki bir dedektif filmi - ipuçları birer birer geriye gidiyor, ta ki ilk köken noktasına ulaşana kadar.

"Bu, aerobik solunumun hikayesini dramatik şekilde değiştiriyor," diyor Fatima Husain, MIT'nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nden. "Bize yaşamın Dünya tarihinin tüm dönemlerinde ne kadar inanılmaz derecede yenilikçi olduğunu gösteriyor."

Acikcasi, bu cümle çok hoşuma gitti. Çünkü gerçekten de öyle - yaşam her dönemde bir yolunu bulmuş, adapt olmuş, evrimleşmiş.

Yenilikçi Yaşam, Esnek Yaşam

Düşünün: 3 milyar yıl önce, gezegen bugünkünden tamamen farklı. Atmosferde hemen hemen hiç oksijen yok. Ama bazı mikroplar zaten oksijen üretiyor (siyanobakteriler sayesinde), bazıları da onu kullanmayı öğrenmiş.

Küçük bir miktar bile olsa - kullanılabiliyorsa - yaşam onu kullanıyor.

Demir tavında dövülür demiş atalarımız. Yaşam da evrimsel baskı altında şekil alıyor, yeni yetenekler kazanıyor. Ve bu, beklediğimizden çok daha erken başlamış.

Bunun Bize Anlattığı Hikaye

Bu bulgu bence birkaç şeyi değiştiriyor:

• Oksijen metabolizması düşündüğümüzden daha eski. Büyük Oksitlenme Olayı bir dönüm noktası elbette, ama başlangıç noktası değil.
• Yaşam beklenenden daha esnek. Ortamda az da olsa oksijen varsa, onu kullanan mekanizmalar evrimleşebiliyor.
• Atmosferdeki oksijen birikimi başka faktörlere bağlı. Oksijen kullanımı erken başladıysa, birikimi engelleyen şey başka bir şey olmalı - belki jeolojik süreçler, belki tüketim/üretim dengesi.

Yani oksijen hikayesi düşündüğümüzden daha karmaşık. Ve bu - itiraf etmeliyim - çok daha ilginç.

Sıradaki Sorular

Tabii bu keşif yeni sorular da getiriyor. Örneğin: Eğer canlılar 3 milyar yıl önce oksijeni kullanmaya başladıysa, o dönemde atmosferdeki oksijen seviyesi ne kadardı? Sadece yerel, mikroskobik seviyede mi vardı? Yoksa daha geniş alanlara mı yayılmıştı?

Bir de şu var: Diğer gezegenlerde yaşam ararken, belki de "atmosferde oksijen var mı?" sorusundan önce "yaşam oksijeni kullanabiliyor mu?" sorusunu sormalıyız. Çünkü görünüşe göre ikincisi çok daha erken gerçekleşebiliyor.

Sonuç: Yaşam Her Zaman Bir Adım Önde

Bu çalışma bize şunu hatırlatıyor: Yaşam, tarihin hiçbir döneminde pasif kalmamış. Şartlar ne olursa olsun - adapt olmuş, evrimleşmiş, yeni stratejiler geliştirmiş.

Oksijen solunumu da böyle başlamış işte. Atmosferde oksijen patlaması olmadan önce bile, bazı akıllı mikroplar "Bak, burada biraz oksijen var, kullanalım" demiş. Yüzlerce milyon yıl sonra gezegenin geri kalanı onlara yetişmiş.

Bana göre, bu hikaye umut verici. Yaşam ne kadar zorlayıcı koşullarda olursa olsun, bir yolunu buluyor. 3 milyar yıl önce de bulmuş, bugün de buluyor.

Ve kim bilir - belki de şu an başka gezegenlerde benzer şeyler oluyor. Belki orada da küçük mikroplar, atmosferlerinde henüz birikmemiş gazları kullanmayı öğreniyorlar.

Evren büyük. Yaşam ise - görünen o ki - çok daha yaratıcı.

Kaynak: MIT Technology Review AI