Yaşamın Başlangıcı Üzerine: Miller-Urey Deneyi

Bilim insanları evrenin işleyişini daha iyi anlayabilmek ve anlatabilmek için evrende aslında çok  net sınırları olmayan kavramlara bir tanım vererek sınırlandırmak zorunda kalırlar. Buna taksonomide, yani sınıflandırma biliminde yapılan taksonomik basamakları örnek verebiliriz.

Doğada türler arasındaki geçişler son derece yumuşakken, bilim insanları bu canlıları daha kolay tanımlayabilmek adına taksonomik basamaklarla gruplandırarak işlerini kolaylaştırırlar. İşleri biraz daha ileri götürdüğümüzde,  aslında canlı ve cansız arasındaki ayrımı yapmakta bile zorlandığımızı fark ederiz. Virüsler bu tartışmaya harika bir örnek teşkil ederler. Konak bir hücreyi kullanıp üreyebilen bu mikroorganizmalar hakkındaki genel kanı cansız oldukları yönündedir.

Peki net bir şekilde tanımlayamadığımız bu canlılığın nasıl ortaya çıktığını biliyor muyuz? Maalesef hayır. Bu soru üzerine yüz yıllardır yeni fikirler ve teoriler ortaya çıkıyor. Yaratılışcılık, spontan jenerasyon kuramı, biyogenez ve abiyogenez gibi… Bu çeşitli fikirler onları destekleyen çeşitli deney ve düşüncelerle birlikte bir bütünler. Bazıları yanlışlandı, bazıları ise hala hayatımıza yer alıyorlar. Miller-Urey Deneyi de 1953 yılında makalesi yayınlanmış abiyogenezi destekleyen en ünlü deneylerden biri.

Abiyogenez, canlılığın 3,5 milyar yıl önce cansız maddelerden ortaya çıkabileceğini öne süren görüştür. Miller-Urey Deneyi’nin önemi ise, basit bir düzenek kullanarak ve çok kısa sürede sonuç alarak ilkel Dünya koşullarında bunun gerçekleşmiş olabileceğini göstermesidir.

DENEY

Miller ve Urey deneyde ilkel dünya atmosferini ve okyanusları taklit edebilmek için su (H₂O), metan (CH₄), amonyak (NH₃) ve hidrojen gazı (H₂) kullanıp, bu kimyasallara ek olarak dünyada gerçekleşen yıldırım gibi elektrik yüklü olayları taklit edebilmek için de elektrotlar arasında deney düzeneğinin belli kısımlarına elektrik kıvılcımları ateşlediler.

Deneyde kullanılan düzenekte balon adı verilen küre şişede su bulunuyordu, bu suyu ısıtarak buharlaştırdılar ve su buharı elde edildi. Burada deniz ve okyanuslarda gerçekleşen buharlaşmayı canlandırdılar. Elde edilen su buharı, diğer gazların ve elektrik kıvılcımlarının da ateşlendiği daha büyük bir balona iletiliyordu. Buradaki su buharı, metan, amonyak ve hidrojen gazı karışımı ilkel atmosferin yerini alıyordu. Elektrik kıvılcımları da bu gaz karışımına ilkel atmosferdeki elektrik yüklü olayları bu küçük düzenekte uygulama amacıyla verildi.

İlkel dünyada meydana gelen bu sıradan olayları simüle ettikten sonra meydana gelen tepkimelerin ürünleri kondansatörden geçirilerek yoğunlaştırıldılar ve deney düzeneğinin altında toplanmaya başladılar. Bu ürünler suyun da buharlaştırıldığı balona iletilip, tekrar buharlaştırılarak döngü devam ettirildi.

Deney Düzeneği

Bu döngü devam ederken, Miller ve Urey sadece bir gün sonra deneyin sonuçlarını görmeye başladılar. Tepkime ürünlerinin toplandığı düzeneğin alt kısmındaki karışım pembemsi bir renk almaya başlamıştı. Bir hafta sonrasında ise renk iyice belirginleşip koyu kırmızı bir hale gelmişti.

Kâğıt kromotografisi kullanılarak yapılan incelemeler ve birtakım hesaplamalar sonucunda başlangıçtaki karbonun %10-15’inin içlerinde aminoasitleri de bulunduran organik moleküllere dönüştüğü keşfedildi ki aminoasitler yaşam için vazgeçilmez bir organik bileşik olan proteinlerin yapı taşlarıdır. Elde edilen bu sonuçlardan çok önemli bazı çıkarımlar yapılabilir. Canlılığı oluşturan bileşikler, ilkel Dünya koşullarında cansız kimyasallardan meydana gelmiş olabilir!

Miller-Urey Deneyi bazı eksik bilgilerle (örneğin ilkel atmosferde bulunan diğer kimyasallar) ve çok basit bir düzenekle büyük bir başarıya imza attılar. Fakat bu sonucu veren tek deneyin Miller-Urey Deneyi olduğu yanılgısına düşmemeliyiz. Miller-Urey Deneyi kadar adı duyulmamış olan fakat aynı sonucu üzerine yeni elde edilen bilgilerle Miller-Urey deneyinden çok daha keskin sonuçlar veren, hatta DNA ve RNA bazlarını elde edebileceğimiz deneyler vardır. Bu açıdan abiyogenez canlılığın ortaya çıkışı sorusuna verdiği cevaplar bakımından oldukça güçlü diyebiliriz.

Belki de Miller ve Urey varlığımız üzerine sorduğumuz birçok soruya cevap olabilecek bir deney yaptılar. Binlerce yıldır yücelttiğimiz varlığımız bir odanın içinde gerçekleştirilebilecek kadar basit süreçler sonucu ortaya çıkmaya başlamış olabilir.

Zehirli bir atmosfer, patlayan volkanlar ve su dolu bir gezegende bir yıldırım sonucu kökenleri atılmış olan canlılık ve dolayısıyla insanlık fikri büyüleyici olduğu kadar korkutucu da. Bu ikiliye cansız moleküllerin kendi kökenlerini anlamaya çalışmalarına yardımcı oldukları için teşekkür mü etmeliyiz, yoksa bizi bu korkunç fikirle baş başa bıraktıkları için kızmalı mıyız? Bilemiyorum.

Yazar: Mete Demir

KAYNAKÇA

• Abiogenesis. (2020, Ekim 10). In Wikipedia. Erişim adresi: https://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis
• Britannica. (2018, Eylül 26). Abiogenesis. Erişim adresi: https://www.britannica.com/science/abiogenesis
• Bakırcı, Ç.M. (2011, Mayıs 19). Miller-Urey Deneyi Nedir, Ne Değildir?. Erişim adresi: https://evrimagaci.org/millerurey-deneyi-nedir-ne-degildir-85
• Ertan, H. (2020, Eylül 5). Canlılık Nasıl Başladı? Canlılığın Kökeni Üzerine Bilimsel Varsayımlar ve Spekülasyonlar…. Erişim adresi: https://evrimagaci.org/canlilik-nasil-basladi-canliligin-kokeni-uzerine-bilimsel-varsayimlar-ve-spekulasyonlar-9292
• Miller, S.L. (1953). A Production of Amino Acids under Possible Primitive Earth Conditions. Science, 117(3046), 528-529. DOI: Erişim adresi: https://doi.org/10.1126%2Fscience.117.3046.528
• Miller-Urey experiment. (2020, Ekim 6). In Wikipedia. Erişim adresi: https://en.wikipedia.org/wiki/Miller–Urey_experiment