Karbon Şovenizminin Yıkılışı ve Periyodik Tablonun Kozmik Alternatifleri
İnsanlık, yüzyıllardır gece gökyüzüne bakarak evrenin uçsuz bucaksız derinliklerinde yalnız olup olmadığını, kendisinden başka bilinçli ya da mikroskobik canlıların varlığını merak etmektedir. Gelişen teleskop teknolojileri, yörünge gözlemevleri ve uzay araçları sayesinde bugün galaksimizde binlerce ötegezegen keşfedilmiş durumdadır ve bu sayı her geçen gün geometrik olarak artmaktadır. Ancak modern astrobiyolojinin ve astrofiziğin asıl ilgisini çeken soru yalnızca "Başka bir gezegende yaşam var mı?" sorusundan ibaret değildir; bilim dünyası asıl olarak "Bu olası yaşam, nasıl bir kimyasal ve biyolojik altyapıya sahip olabilir?" sorusunun yanıtlarını aramaktadır. Çünkü Dünya’daki tüm canlılık formu; karbon temelli moleküller, sıvı suyun çözücü gücü ve oksijenle ilişkili metabolik süreçler üzerine inşa edilmiş tekil bir biyolojik sistem şablonuna dayanır. Fakat evrenin geri kalanında, milyarlarca farklı çevre koşulu altında yaşamın tamamen farklı kimyasal kurallarla ve periyodik tablonun alternatif elementleriyle gelişmiş olma ihtimali oldukça yüksektir. Bu noktada insanoğlu, sadece kendi biyolojisini temel alarak evreni yorumlama eğilimindedir ki bu durum bilim literatüründe köklü bir eleştiriye tabi tutulur. Cornell Üniversitesi'nden ünlü astronom ve astrobiyolog Carl Sagan, insanlığın bu dar bakış açısını radikal bir biçimde eleştirerek, "Kendi biyokimyamızın evrensel ve zorunlu olduğunu varsaymak, bizi evrendeki farklı yaşam biçimlerini algılamaktan alıkoyan sığ bir 'karbon şovenizmi' örneğidir"[1] diyerek alternatif yaşam arayışlarında zihinsel kalıpların kırılması gerektiğinin altını çizmiştir. Bilim insanlarına göre karbon, aynı anda dört farklı güçlü kovalent bağ oluşturabilme ve uzun, kararlı polimer zincirleri meydana getirebilme kapasitesi nedeniyle karmaşık organik moleküller ve dolayısıyla yaşam için kuşkusuz en ideal elementtir. Ancak periyodik tabloda karbonun hemen altında yer alan ve benzer kimyasal bağ kurma yeteneklerine sahip olan silikon (silisyum) elementi, karbon tabanlı yaşama en güçlü kozmik alternatif olarak öne çıkmaktadır. Silikon temelli yaşam formları, özellikle yüksek sıcaklık ve yoğun basınç altındaki ekstrem gezegenlerde, karbonun bağlarının kopacağı koşullarda kararlı alternatif biyokimyasal yapılar oluşturabilir. Silikon-oksijen veya silikon-florür zincirleri üzerine kurulu böyle bir yaşam formu, Dünya’daki yumuşak dokulu bitki ve hayvan morfolojilerine hiç benzemeyebilir. Yüksek sıcaklıktaki magmatik dünyalarda veya asidik atmosferlerde, taş benzeri sert kristal yapılara sahip, metabolizmaları ve hücresel bölünmeleri Dünya standartlarına göre son derece yavaş işleyen, enerji elde etmek için doğrudan kayaçlardaki mineralleri veya radyoaktif elementleri kullanan çok sıra dışı organizmalar ortaya çıkabilir.
Titan’ın Metan Denizleri ve Silikon Tabanlı Morfolojiler
Yaşamın ortaya çıkabilmesi için sadece karbon elementine değil, aynı zamanda bu elementlerin reaksiyona girebileceği sıvı bir çözücüye de ihtiyaç vardır. Dünya'da bu görevi üstlenen su, evrensel bir çözücü olarak kabul edilse de, sıvı formda bulunabilmek için çok dar bir sıcaklık ve basınç aralığına ihtiyaç duyar. Astrobiyolojik araştırmalar, yaşamın yalnızca sıvı suya bağlı olmasının zorunlu olmadığını, aşırı soğuk dünyalarda farklı sıvıların da bu biyolojik rolü üstlenebileceğini göstermektedir. Bunun en somut ve heyecan verici örneği, Satürn’ün devasa uydusu Titan’dır. Yüzey sıcaklığı yaklaşık eksi 179 santigrat derece olan Titan'da su, kaya kadar sert bir buz tabakası halindedir; ancak uydunun yüzeyinde sıvı metan ve etandan oluşan devasa göller ve denizler bulunmaktadır. Bu kriyojenik ekosistem, bilim dünyasında "metan veya hidrokarbon temelli yaşam" ihtimalini çok güçlü bir şekilde gündeme getirmiştir. Berlin Teknik Üniversitesi'nden astrobiyolog Dirk Schulze-Makuch, bu alternatif çözücülerin biyolojik potansiyelini değerlendirirken, "Titan gibi aşırı soğuk ortamlarda, su yerine sıvı metan ve etanı çözücü olarak kullanan, bizim hücresel yapılarımızdan tamamen farklı lipit benzeri esnek zarlara (azotozom) sahip organizmaların evrimleşmesi termodinamik açıdan tamamen mümkündür"[2] tespitiyle, suyun bulunmadığı dondurucu dünyalarda da yaşamın kendine has yollar bulabileceğini bilimsel olarak temellendirmiştir. Böyle bir biyokimyasal düzende, canlıların solunum ve enerji üretim döngüleri de tamamen tersine dönecektir. Dünya'daki canlılar oksijen tüketip karbondioksit üretirken, Titan benzeri bir dünyadaki olası organizmalar hidrojen soluyup asetilen tüketerek yan ürün olarak metan gazı açığa çıkarabilirler. Bu durum, biyolojinin sadece sıcak ve sulak alanlara sıkışmış bir yeryüzü mucizesi olmadığını, evrensel kimya kurallarının her çevre koşulunda farklı bir organizasyon yaratabileceğini kanıtlamaktadır.
Kozmik Merkezciliğin Sonu: Canlı Tanımının Ontolojik Kırılması
Dünya dışı yaşam potansiyeli, yalnızca ekstrem çevre koşullarında hayatta kalan mikroskobik bakteriler veya tek hücreli arkelerle de sınırlı kalmak zorunda değildir. Makro düzeyde evrim mekanizmaları, farklı yerçekimi, atmosfer yoğunluğu ve yıldız radyasyonu altında çok çarpıcı morfolojiler üretebilir. Örneğin, Dünya'ya göre çok düşük yerçekimine ama oldukça yoğun bir atmosfere sahip bir ötegezegende, uçmak için çok az enerjiye ihtiyaç duyulacağından, gökyüzünde adeta okyanustaki balinalar gibi süzülen devasa kanatlı veya gaz keseli canlılar gelişebilir. Tam tersine, çok yüksek yerçekimli devasa kayalık gezegenlerde ise canlılar, bu muazzam kütleçekim baskısına dayanabilmek için yere yakın, çok bacaklı veya sürüngen benzeri kalın, hidrolik kas sistemlerine sahip morfolojiler geliştirebilirler. Yoğun morötesi veya gama radyasyonu altındaki dünyalarda ise organizmalar, DNA'larını koruyabilmek için melanin benzeri pigmentlerle kaplı kalın biyolojik zırhlar, hatta organik kristal katmanlar evrimleştirebilirler. Bazı teorik astrobiyologlar ise işi bir adım daha ileri götürerek, belirli bir fiziksel bedeni olmayan, elektromanyetik alanlar üzerinden haberleşen enerji temelli ya da milyarlarca mikroskobik birimin bir araya gelerek tek bir akıl gibi hareket ettiği kolektif bilinç ağlarının teorik olarak var olabileceğini savunmaktadır. Böyle bir keşif anında, modern bilimin elindeki "canlı" ve "organizma" kavramlarının kendisi bile yetersiz kalacak ve baştan tanımlanmak zorunda kalacaktır. MIT bünyesinde gezegen bilimci olarak görev yapan ve ötegezegen atmosferlerindeki biyo-imza gazlarını inceleyen Sara Seager, uzak dünyaların atmosferik kimyasını analiz ederken, "Uzak gezegenlerin atmosferlerinde tespit edeceğimiz gaz kombinasyonları, bizim hayal bile edemeyeceğimiz alternatif biyolojik süreçlerin ve bilinmeyen metabolizmaların ürünü olabilir; bu yüzden arayışımızı sadece Dünya benzeri biyo-imzalarla kısıtlamamalıyız"[3] uyarısıyla evrenin kimyasal çeşitliliğine vurgu yapmaktadır.
Eğer insanlık bir gün, ister bir mikroskop camında ister uzak bir yıldız sisteminden gelen sinyalde dünya dışı bir yaşam formuyla kesin olarak karşılaşırsa, bu tarihi keşif yalnızca biyoloji, kimya ve astronomi bilimlerini devrimcileştirmekle kalmayacaktır; aynı zamanda insanlığın binlerce yıldır inşa ettiği din, felsefe, siyaset, sosyoloji ve etik anlayışını da kökten ve geri dönülemez bir biçimde değiştirecektir. Çünkü evrenin herhangi bir köşesinde başka yaşamların, hele ki karbon dışı alternatif biyolojilerin bulunduğunun kanıtlanması, insanlığın kendisini varoluşun merkezine ve zirvesine koyduğu o kibirli, antroposentrik (insan merkezli) felsefi paradigmaları tamamen sarsacaktır. İnsanoğlu, kozmik sahnede ayrıcalıklı bir aktör olmadığını, doğanın ve kimyanın sadece olası milyarlarca kombinasyonundan biri olduğunu idrak etmek durumunda kalacaktır. Belki de geleceğin en büyük, en sarsıcı keşfi, uzak dünyalarda sadece bizim gibi nefes alan canlıları görmek değil; yaşamın, evrenin o muazzam ve sınırsız yaratıcılığı içinde bizim dahi sınırlarını çizemediğimiz ne kadar farklı, sıra dışı ve büyüleyici şekillerde ortaya çıkabileceğini anlamak ve evrensel canlılık senfonisindeki yerimizi sessizce kabul etmek olacaktır.
[1] Carl Sagan, Cornell Üniversitesi, "Kendi biyokimyamızın evrensel ve zorunlu olduğunu varsaymak, bizi evrendeki farklı yaşam biçimlerini algılamaktan alıkoyan sığ bir 'karbon şovenizmi' örneğidir", Cosmic Connection: An Extraterrestrial Perspective, New York, 1973
[2]Dirk Schulze-Makuch, Berlin Teknik Üniversitesi, "Titan gibi aşırı soğuk ortamlarda, su yerine sıvı metan ve etanı çözücü olarak kullanan, bizim hücresel yapılarımızdan tamamen farklı lipit benzeri esnek zarlara (azotozom) sahip organizmaların evrimleşmesi termodinamik açıdan tamamen mümkündür", Life in the Universe: Expectations and Constraints, Berlin, 2018
[3] Sara Seager, MIT, "Uzak gezegenlerin atmosferlerinde tespit edeceğimiz gaz kombinasyonları, bizim hayal bile edemeyeceğimiz alternatif biyolojik süreçlerin ve bilinmeyen metabolizmaların ürünü olabilir; bu yüzden arayışımızı sadece Dünya benzeri biyo-imzalarla kısıtlamamalıyız", Exoplanet atmospheres: Physical Processes, Princeton, 2010
YANSIMA Bilimsel Perspektif Dergisi
Ücretsiz Aylık Dijital DergiTel: 0 553 403 88 04 (WP/GSM)Makaleler özgün yorumlar sunar. Ayrıca sitemizdeki resimler; muhabirlerimizn çektiği özgün fotolgraflar, çizerlerimiz tarafından oluşturulan özgün karikatür ve özgün illustrasyonlardan oluşur. Alıntılar tırnak içinde ve kaynak belirtilerek sunulur."Bilgi, paylaşıldıkça artan tek hazinedir."