ANORGANİK EVRİM NEDİR
GÜNEŞ SİSTEMİNİN VE ÖZELLİKLE DÜNYANIN OLUŞUMU ÜZERİNE GÖRÜŞLER
Evrensel patlamadan belirli bir süre sonra, maddeler, galaksiler ve onların içinde yıldız sistemleri halinde düzenlenmeye başlamıştır. Büyük bir olasılıkla, evrensel gaz ve toz bulutlarının yoğunlaşmasıyla sabit yıldızlar ortaya çıkmıştır. Yoğunlaşmakta, daha doğrusu büzülmekte olan tüm cisimlerde, meydana gelen yüksek basınçtan ve sürtünmeden dolayı, özellikle merkezlerinde sıcaklık gittikçe artar ve açısal momentumun korunması için kendi etrafında dönme hareketi başlar. Güneşimiz de aynı şekilde oluşmuş, iç tarafında sıcaklık milyonlarca dereceye ulaşmış (yaklaşık 15 milyon santigrat derece> ve kendi etrafında belirli bir hızla dönmeye başlamıştır. Doğal olarak yüzeyindeki sıcaklık merkezindekinden çok daha azdır (yaklaşık 5000 - 6000 santigrat derece). Şimdiye kadar evrende uydusu olan tek bir yıldız gözlenmiştir (Eylül 1984 tarihinde bir Amerikalı astrofizikçi tarafından, yaklaşık 8 ışık yılı uzaklıkta). Başka uyduların gözlenememesinin nedeni, uyduların, bugünkü aygıtlarla görülemeyecek kadar küçük (uydu olabilmesi için bizim güneşimizden en azından 10 defa daha küçük olmalıdır> ve en yakın yıldızın dört ışık yılı uzakta olmasıdır. Bu nedenle uyduların oluşumu konusunda evrensel bir ilkeyi saptamak çok zordur. Bununla beraber sadece saman yolunda 200.000 kadar uydusu olan yıldız bulunduğu varsayılmaktadır. Güneşin uydularının en önemli özelliği, hepsinin aynı düzlem üzerinde bulunması ve bu düzlemin, güneşin ekvator düzlemiyle hemen hemen (sadece 60lik bir açı farkı vardır) çakışmasıdır. Ayrıca güneşin tüm gezegenleri aynı yönde dönmektedir. Bu, ilk bakışta, tüm gezegenlerin güneşin ekvatorundan, merkezkaç kuvvetiyle koptuğunu göstermektedir. Fakat güneşin açısal momentumunun gezegenlerden çok küçük olması (güneş, tüm güneş sisteminin kütlesinin % 99.9unu taşımasına karşın, açısal momentumunun ancak % 2sine sahiptir), bu varsayımı tümüyle geçersiz kılmaktadır. Çünkü güneşten kopan her parça, güneşin kendi etrafında dönmesini artıracak, en azından kopan parçadan daha fazla açısal momentuma sahip olmasını sağlayacaktı. Halbuki güneş, gezegenlerinden daha küçük açısal momentuma sahiptir. Gök cisimlerinde açısal momentumun kendi kendine artmasını kanıtlayacak herhangi diğer fiziksel bir etkileşim bulunamamıştır. Dolayısıyla gezegenlerin açısal momentumunun fazlalığı bugüne kadar açıklıkla açıklanamamıştır. Bunun üzerine diğer bir yıldızın güneşin yakınından geçerek, onun ekvator düzleminden parçalar koparmak suretiyle, gezegenleri meydana getirdiği savunulmuştur (= Katastrof Varsayımı). Böylece gezegenlerin ekvator düzleminin, güneşin ekvator düzlemine neden 60 eğik olduğu da açıklanmış oluyordu. Fakat güneşten merkürü koparan kuvvetin, plütonu kendi üzerine yapıştıracağı hesaplandığı için, bu varsayım da fiziksel açıdan geçersiz görülmektedir. Birçok eksikliğine karşın bugün hala en çok benimsenen ve üzerinden en çok tartışılan görüş, yanlış bir adlandırma ile Meteorit Varsayımıdır. Bu görüşe göre, uydular, güneşle birlikte; fakat bağımsız olarak, uzaydaki gaz ve toz bulutlarından, belki de güneşi meydana getiren materyallerden, soğuk olarak oluşmuştur. Gezegenlerin kütlesi hafif gazları tutacak kadar büyük olmadığı için, hafif gazlar, başta hidrojen olmak üzere uzaya kaçmıştır. Böylece ağır metallerden meydana gelmiş kısımlar gittikçe birbirine yaklaşmış, yoğunluğu ve sıcaklığı yüksek bir çekirdek meydana getirmiştir. Ayda olduğu gibi zaman zaman meydana gelen patlamalarla içteki gazın dışarıya çıkması sağlanmış, böylece kraterler meydana gelmiştir.
Uyduların Oluşumu ve Yaşam Koşulları:
İçteki en yakın komşumuz Venüs'te sıcaklık 5000C civarında, dıştaki en yakın komşumuz Marsta ise sıcaklık + 25 ile 700C civarındadır. Yalnız bu sonuncu uyduda, atmosfer, dünyadakine göre çok fazla seyreltilmiştir ve bileşimi büyük miktarlarda karbondioksit ve azottan oluşmuştur. Oksijen hemen hemen hiç yoktur. Daha içteki ve daha dıştaki uydular ise daha sıcak ve daha soğuk olduğu için bir yaşamın oluşması için uygun değildir. Anladığımız anlamda bir yaşamın olması, karmaşık moleküllerin oluşmasıyla, bu da çevre sıcaklığının belirli sıcaklık aralıklarında olmasıyla ve kimyasal tepkimelerin oluşabileceği, tamponlama düzeyi yüksek bir ortamın, yani sıvı halindeki suyun bulunmasıyla mümkündür. Bunun haricinde bir yaşamın düşünülmesi, bugünkü bilimsel kurgumuzun oldukça dışına taşımaktadır. Şimdiye kadar güneşin uydularında, yaşamın olduğuna ilişkin bir kanıt bulunamamıştır. Fakat, bu, geçmişte ilkel de olsa bir yaşamın oluşmadığını ve özellikle hala sıcak olan uydularda, gelecekte oluşmayacağını göstermez.
Dünyanın Oluşumu:
Güneşten uzaklığı 3. sırada (150 milyon km.) bulunan, ~6 milyar yıl önce, yıldızlararası toz bulutlarından oluşmuş dünya, tanımlayabildiğimiz canlılık formları için, en uygun ortamı oluşturmaktadır. Oluşumunun ilk evrelerinde gevşek bir yapı gösteren dünyanın büyüklüğü bugünkünden çok daha fazlaydı. Artan yoğunlukla, bu büyük küre gittikçe büzülmeye ve küçülmeye başladı. Büyüyen basınçla ve kütle konglomeraları halinde bulunan radyoaktif elementlerin parçalanmasıyla, sıcaklık yükseldi. Bu ısınma, iç tarafın akıcı bir hal almasına ve maddelerin ağırlıklarına göre içten dışa doğru dizilmesine neden oldu. Böylece nikel) ve demir gibi ağır metaller merkeze, hafif metaller ve bileşikler ise kabuk şeklinde dışa yığıldı (yaklaşık tüm bu olaylar 100.000 yıl içerisinde gerçekleşti). Zamanla soğuyan dış kısım (= litosfer) parça parça ağır metalleri de taşımak suretiyle, oluşacak canlılar için gerekli mineralleri sağlamıştır. Soğumuş kabuk, dış yüzde oluşacak karmaşık moleküllerin, içteki sıcaklığın etkisiyle yıkılmasını önlemeye başlamıştı. Fakat bu evrede anladığımız anlamda bir atmosfer henüz oluşmamıştı. Bu evre yaklaşık 2 - 3 milyar yıl sürmüştü.
Atmosferin Oluşumu
Dünyanın oluşumunda ulaştığımız bu son evrede atmosfer oluşmamıştı. Günkü kütle azlığından dolayı gazların çoğu uzaya kaçmıştı, ancak ağır metallerle bileşik yapan elementler yerin yüzeyinde kalabilmişti. Bu nedenle uydular, dolayısıyla dünya, diğer gök cisimlerine göre çok daha fazla ağır metallerden yapılmıştır. Örneğin güneşin yarısından fazlası hidrojen, % 98'i hafif elementtir; buna karşın dünyanın çapının yarısından fazlasını kapsayan bir iç küre tamamen nikel ve demirden oluşmuştur. Asal gazlar bileşik yapamadığı için tümüyle uzaya kaçmıştır. Bu nedenle bugün dünyada asal gaz hemen hemen yoktur.
Oksijensiz Evre
Üzeri oldukça ince katı bir kabukla örtülen dünya, içteki kızgın ayların dışarıya püskürdüğü yanardağlarla doluydu. Yanardağlardan birçok mineralin yanı sıra, /o 97 si su buharı olan gazlar da çıkıyordu. Bu su buharı soğuyarak yerin yüzüne su halinde toplanamıyordu; çünkü yer kabuğunun dış yüzü hala 1000 G'nin üzerindeydi. Aşağılara kadar inen su buharı sıcak taşküreye çarparak tekrar yükseliyor ve böylece yeryüzünün ısısını sürekli olarak uzaya taşıyarak, taşkürenin soğumasını sağlıyordu. Suyun büyük bir kısmı buhar halinde olduğundan, ilk atmosferin basıncı bugünkünden yaklaşık 300 defa daha fazlaydı. Her taraf kalın bir sis tabakasıyla örtülmüştü; kesiksiz yağmur bulutları her tarafı kaplamıştı. Bu nedenle güneş ışınları yerin yüzeyine kadar ulaşamıyordu. Yüzeye ulaşan ışıkların kaynağı sadece sürekli meydana gelen şimşeklerdi. Yerkürenin üzerinde bulunan atmosferde ve yer kabuğunun altında bulunan gazlarda serbest oksijen yoktu. Başlangıçta olanlar uzağa kaçmıştı, daha sonra oluşanlar da mineralleri oksitlemek suretiyle bağlanmıştı. Nitekim o devirde oluşup da bugün oksijenle temas etmeyen yer altında kalmış demir yatakları iki değerliklidir (Fe2) Serbest oksijen oluştuktan sonra oluşan demir yatakları üç değerliklidir (Fe3) Serbest oksijenin olmaması, ileride canlıları oluşturacak, inorganik yoldan kazanılmış organik moleküllerin oksitlenmeden saklanılmasını, dolayısıyla canlılığın ortaya çıkmasını sağlamıştır. Bugün karmaşık moleküllerin doğada birikmemesi, serbest oksijenin olmasından dolayıdır. Daha sonra fotosentez yapabilen canlıların yani bitkilerin ortaya çıkmasıyla oluşan serbest oksijen ise, canlı türlerinin çeşitlenmesini ve organizasyonlarının yükselmesini sağlamıştır. Fakat aynı zamanda yeni canlı oluşturabilecek tüm olanakları da önlemiştir. Daha sonra göreceğimiz gibi, birçok elementi ve minerali içeren, su buharınca zengin bu atmosferin içerisinde, güneş ışınlarının doğrudan etkisi dolayısıyla, inorganik yoldan, aminoasitler, polipeptitler, çekirdek asitleri, porfirinler vs. gibi, organik maddeler sentezlenmiş ve oksitlenmeden yer kürenin çukurlarına çökmüştür. Bu arada su buharı aracılığıyla ısı taşınımı ve dolayısıyla soğuma sürmüş ve yeryüzünün sıcaklığı bir zaman sonra 1000C'nin altına düşmüştür. Sıcaklığın 1000C'nin altına düşmesi, atmosferdeki su buharının çok büyük bir kısmının, su halinde, yerkürenin çukur yerlerine toplanmasına neden olmuştur. Su buharının atmosferden çekilmesi, havanın berraklaşmasını, güneş ışınlarının ve keza kısa dalgalı, yüksek enerjili ışınların tüm etkinliğiyle yerin yüzüne kadar ulaşmasını sağlamıştı (kısa dalgalı ışınlar, yani morötesi ışınlar, daha önce su buharının yoğunluğundan dolayı, serbest oksijen oluştuktan sonra da ozon perdesinden dolayı yeryüzüne ulaşamamıştır). Dünyanın yüzü aşağı yukarı bugünkü görünümü (canlılar hariç) almıştı. Kümeler halinde bulutlar ve mavi gök ortaya çıkmıştı. Atmosfer olayları, özellikle yağmur, fırtına artmış, erozyonla (= aşınımla) kayaçlar yıkanarak ve parçalanarak suların biriktiği okyanuslara taşınmaya başlamıştı. Büyüklüğü bugünkünden biraz daha az olan okyanuslar ve su birikintileri, mineral tuzlar ve daha önceki dönemde oluşmuş 1km organik maddeler bakımından iyice zenginleşmişti.
Oksijenli Evre ve Urey Etkisi
11km organik maddelerle ve zengin mineral tuzlarıyla zenginleşmiş bu su birikintilerine, güneş ışınları tüm etkinliğiyle çarpıyordu. Özellikle kısa dalgalı ışınlar (morötesi ışınlar UV), enerjice zengin olduğundan hem sentezlenme tepkimelerini sağlıyor hem de sentezlenmiş karmaşık moleküllerin yıkılmasına neden oluyordu. Bilindiği gibi morötesi ışınlar tek bir dalga boyundan meydana gelmiş ışınlar değildir. Görünebilir ışıktan (3800 A0 - 7200 A0) daha geniş bir spektrum aralığına (100 A0 - 3800 Al sahiptirler. Öyle ki bu spektrum içerisinde bazı morötesi ışınlar, belirli bir sentezleme tepkimesini sağlarken, başka bir morötesi ışın dalgası bu bağın koparılmasına neden olur. Morötesi ışın spektrumunda dar bir aralıkta bulunan bazı morötesi ışınlar hariç (bu aralıktaki morötesi ışınlar insan vücudunda D vitamininin oluşmasını Sağlar) hemen hepsi proteinden yapılmış (diğer bir bileşiklisini zaten tanımıyoruz) canlılar için yıkıcı etki gösterir. Bu nedenle mikroorganizmaların öldürülmesi yani sterilizasyon için, morötesi ışınlar veren lambalar kullanılır. Yüksek enerjili bu ışınlar 10 - 15 metre kalınlığındaki bir aralıkta bulunan su katmanlarının içinde farklı tepkimelere neden oluyordu. Su yüzeyine yakın, daha önce oluşmuş karmaşık moleküller bu ışınlarla kendilerini oluşturan temel birimlere kadar parçalanırken, belirli katmanlarda, belirli dalga boyundaki ışınlar yeni karmaşık moleküllerin sentezlenmesini sağlıyordu. Daha önceki atmosferde, karbonlu ve azotlu bazı bileşikler; hidrojen içeren metan, karbondioksit, amonyak vs. zaten vardı. Bu bileşiklerden daha karmaşık moleküller oluşuyordu. Karmaşık moleküllerin bir kısmi su yüzeyine doğru çıkıp, kuvvetli ışınlarla karşılaşarak kendini oluşturan temel maddelere kadar parçalanırken, bir kısmı ağırlığından dolayı daha aşağılara çöküp, yeni karmaşık moleküllerin yapımına katılarak ya da katılmayarak, tabana yığılıyordu ya da belirli bir katmanda asılı olarak duruyordu. Karmaşık moleküllerin birikimi her gün biraz daha artarak, daha sonra oluşacak canlıların temel maddelerini hazırlıyordu. Özellikle protenoid dediğimiz peptit bağlarının oluşumu çok önemliydi. Morötesi ışınların ikinci en önemli etkisi, bizzat su moleküllerinin üzerinde görülmektedir. Bu ışınların bazılarının enerjisi, su moleküllerini, atomlarına kadar parçalanmaya yeter. Fotodissosiyasyon (= ışık ile parçalama) olarak adlandırılan bu olay ile tüm su yüzeylerinden serbest hidrojen (H2) ve serbest oksijen (02) çıkı yordu. Hidrojen hafif element olduğu için sürekli uzaya kaçıyordu. Oksijenin bir kısmı atmosferin üst kısımlarına doğru yükselirken yüksek enerjili güneş ışınlarının bombardımanına uğruyor ve ozon tabakasını (O3) meydana getiriyordu. Bir kısmı ise inorganik maddelerin ya da oluşmuş organik maddelerin oksitlenmesinde kullanılıyordu. Ozon tabakası (= UV filtresi) çok etkili bir morötesi ışın filtresidir. Bu tabaka oluştuktan sonra, artık, D vitaminini oluşturan morötesi ışınlar ve morötesi ışınların görülebilir (yani mor renk) kısmından başka, diğer tüm dalga boyları emilmiş ve yeryüzüne ulaşmaları önlenmiştir. Böylece su üzerinden fotodissosiyasyon ile serbest oksijen elde edilmesi durmuş olur. Ortamdaki serbest oksijen, oksitlenme ile bir zaman sonra bitince, ozon tabakası zayıflar ve morötesi ışınlar tekrar tüm etkinliğiyle yeryüzüne ulaşmaya ve serbest oksijeni tekrar çıkarmaya başlar. Bu denge,fotosentez yapan canlılar ortaya çıkıncaya kadar aralıksız olarak devam etmiştir. Ayrıntılı araştırmalar ve o devirde meydana gelmiş tortul kayaçların incelenmesi, o devirdeki serbest oksijen miktarının bugünkü serbest oksijen miktarının ancak 1/1000�i kadar olduğunu göstermiştir. Fakat bu orandaki bir serbest oksijen miktarı dahi etkili bir ozon tabakasının oluşmasını sağlayabilir. İşte ozon tabakasının karşılıklı etkileşimle oksijeni belirli bir düzeyde tutmasına Urey Etkisi denir. Ozon tabakası en etkili olarak 2600 - 2800 A0 arasındaki ışınları tutuyordu. Dolayısıyla o devirde oluşmuş olan karmaşık moleküller, bu dalga boyundaki ışınlarla karşılaşmadıklarından, onlara karşı dayanıklı bir yapı da kazanamamışlardı. Diğer dalga boylarına dayanıksız olan birçok karmaşık molekül, parçalanmak suretiyle ortadan kalkmıştı ve canlıların yapısına katılamamıştı; ancak bu dalga boylarına (bugün dünyaya ulaşabilen) dayanıklı olanlar yıkılımdan kurtularak, daha sonra oluşacak canlıların yapısına katılmıştı. 2600 - 2800 A0 dalga boyundaki ışınlar hemen hemen yeryüzüne ulaşmadığı için, bu dalga boyundan zarar görebilecek moleküller de yıkılımdan kurtularak oluşacak canlıların yapısına katılmıştır. Çekirdek asitleri, özellikle DNA, işte bu özellikteki moleküller grubundandır. Bu nedenle bugün 2600 - 2800 A0 boyundaki ışınlar en fazla mutasyon (yani bir çeşit yıkılım) meydana getirmektedir. Keza mikropları öldüren sterilizasyon lambalarının çıkardığı ışınlar da genellikle bu dalga boyundadır. Çünkü bu moleküller oluştuklarında, bu ışınlarla karşılaşmamışlar ve dolayısıyla onlara karşı dayanıklı bir yapı kazanamamışlardır. Gerek sulardaki maddelerin birikimi, gerekse ozon tabakasının yapısı, o ortamda, ancak belirli bağların, yani belirli moleküllerin sentezlenmesini mümkün kılmıştı. Oluşabilecek diğer tüm olası bağlar ve moleküller, bu koşullar nedeniyle oluşamamış ve ilk doğal seçilim (= Kimyasal Evrim) bu evrede tüm etkinliğiyle etkisini göstermiştir. Bugün canlılarda bulunan proteinler ve çekirdek asitleri, bu uyumu yapan, doğal seçilimden başarıyla kurtulan moleküllerdir. Bu koşullarda, büyük bir olasılıkla yalnız L - aminoasitler sentezlendiği için, bugün canlılarda, sadece bu tip aminoasitler vardır ve yalnız L - aminoasitleri kodlayacak şifreler oluşmuştur. Başka bir mekanizmayla çalışabilecek canlıları yapacak diğer tüm moleküller oluşamayarak ya da bu doğal yıkımdan kurtulamayarak evrimin ilk mecrasını çizmiş olmaktadır. Doğal seçilimden kurtulan ilk moleküller başat (= dominant) tipleri meydana getirmiştir. Son olarak, atmosferin evrimiyle ilgili birkaç işlevine daha değinelim: Bilindiği gibi dünya sürekli olarak (saatte 4000 kadar) irili ufaklı gök taslarıyla bombardıman edilmektedir. Bunların çoğu sürtünmeden dolayı yanarak atmosferde küçük parçalara ayrılmaktadır. Böylece canlılar korunmaktadır. Ayrıca atmosferdeki buhar gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkını tamponlamaktadır. Son olarak, oluşan atmosferik hareketler, okyanusların minerallerce zenginleşmesini ve canlıların oluşabileceği ham toprakların meydana gelmesini sağlar.
Evrim
-
Evrim nedir? Evrim süreci nasıl işler?
-
Atların Evriminde Parmaklar ve Toynak...
-
Mikro evrim nedir
-
Yumuşakçaların evrimi
-
Bitki Evrimi 5/5: Çayır İmparatorluğu
-
Bitki Evrimi 4/5: Çiçeklerin ve Tohumların Öyküsü
-
Evrim düşüncesinin tarihi
-
Bitki Evrimi 3/5: Kömür Çağı
-
Bitki Evrimi 2/5: Ormanların Doğuşu
-
Bitki Evrimi 1/5: Karaya İlk Çıkanlar
-
Mutasyon, Evrimsel Sürecin Hammaddesidir!
-
Evogram Nedir ?
-
Yeni Genetik Kombinasyonların Oluşumu ve Evrimin Türleri Değiştirme Mekanizması
-
Evrim'i Tetikleyen Mekanizmalar Nelerdir?
-
Darwin ve Doğal Seleksiyon