Yaşam nedir ve belki daha da önemlisi, neden var? Ahlaki veya teolojik bir soru değil benimkisi; milyonlarca yıl önce, dünyada hiçbir yaşam varlık göstermezken, nasıl oldu da ilk canlılar ortaya çıktı? İşte, çıktılar bir şekilde! Ama nasıl? Fiziksel teorilerle bunu anlayabilir miyiz, yoksa sadece deneye mi başvurmalıyız? Bütün bu soruların henüz kesin bir cevabı yok, ama son birkaç yıl içerisinde yapılan atılımlarla, ciddi fikirlerimiz oluşmaya başladı.







Yeryüzünde canlılığın ortaya çıkışı ile ilgili pek çok teori ve varsayım mevcut. Bunlar arasında en kabul göreni, ki deneysel olarak en azından çalışırlığı gösterilmiş olanı “ilkel çorba modeli”[1]. Ta lisedeki derslerden de hatırlayabileceğiniz gibi, bu teori atmosferdeki karbondioksit ve azot gazları ile okyanuslardaki suların (aynı zamanda su buharının) belli sıcaklıklarda ve belli çevresel etkenlerin varlığı altında, mesela güneşten gelen morötesi ışınlar sayesinde zaman içerisinde organik molekülleri üretmek üzere bir araya geleceği üzerine kurulu. Kısaca hatırlayalım; ilkel atmosferde yoğun olarak karbondioksit, metan ve azot gazları mevcuttu. Aynı zamanda yeryüzünde de sıvı halde su vardı. Ortam şimdikine göre daha sıcaktı ve çok şiddetli yıldırımların oluştuğu, şimşeklerin çaktığı hareketli bir hava durumu vardı. Eğer aynı ortamı bir deney düzeneğinde tekrarlarsanız, ortamdaki gazların su ile tepkimeye girerek öncül amino asitleri ve diğer temel organik bileşikleri oluşturduklarını görürsünüz. Elbette, bu tepkimeler için gereken enerji de ortam sıcaklığı ve yıldırımlar ile sağlanıyor. Ortaya çıkan öncül bileşikler zaman içerisinde bir araya gelerek daha karmaşık yapıları üretiyor. Alexander Oparin ile John Haldene’in geliştirdiği Harold Urey ve Stanley Miller [2] tarafından da doğruluğu test edilen bu model, ilkel yaşamın ne şekilde ortaya çıkmış olabileceğine ışık tutuyor.



İlkel atmosferden esinlenerek yaratılmiş bir görsel. Hem aktif atmosfer hareketleri, hem de diğer dış etmenler çorbada hayat için gerekli enerjiyi sağlıyordu. Kaynak: archaeologynewsnetwork.blogspot.com



Karmaşık organik bileşiklerin varlığı illa ki canlı hayatı göstermiyor. Oluşan bu bileşikler pekala hiçbir canlılık aktivitesi göstermeden de varlıklarına devam edebilir. Yani, doğum, kendi ihtiyacı olan molekülleri üretme, çoğalma ve ölüm. O halde, bunları bir araya getirip canlılığı ortaya çıkaran güç nedir? Aklınızdan geçen her neyse, bunun cevabı termodinamik ve enerji-entropi ilişkisinde gizli.



Hemen kısaca termodinamik ile enerji ve entropiden bu yazı ile ilgili olduğu kadar bahsedelim. Termodinamik, anlam olarak ısı hareketi demektir ve temelde enerjinin, yani iş yapabilme yetisinin nasıl diğer enerji formlarına, özellikle de işe ve ısıya dönüştüğünü inceleyen oldukça kadim bir bilim dalıdır. Entropi ise, termodinamiğin en önemli değişkenlerinden birisi olup sistemdeki düzensizliği ifade etmede kullanılır. Bir sistem ne kadar düzensizse, yani ne kadar çok farklı durumda bulunabiliyorsa, entropisi de o kadar yüksektir. Termodinamiğin dört yasasından bir tanesi enerjinin yoktan var edilip vardan da yok edilemeyeceğini söyler; kısacası enerji kapalı bir sistemde sabittir (eğer evrenimizin dışında bir şey yoksa, evrenin de toplam enerjisi sabittir). İkinci yasa ise, ki aslında bize zamanın akış yönünü verir, kapalı bir sistemdeki entropinin azalmayacağını söyler; ne yaparsanız yapın toplam entropiyi düşüremezsiniz. Yine eğer evrenimiz dışında herhangi bir şey yoksa, evrenin entropisi, yani düzensizliği, sürekli artmak zorundadır. Eğer entropiniz daha fazla artmıyorsa, denge durumu dediğimiz duruma gelmişsiniz demektir, yani artık fiziksel olarak daha başka bir değişim gözlemleyemeyeceksiniz. Canlılar içinse bu, ölüm demek. Entropi ya sabit kalacağı ya da sürekli artacağı için, entropinin artışını izleyerek zamanın hangi yönde aktığına karar verebilirsiniz; eğer odanın için sıktığınız parfüm şişesine geri dönüp orada yoğu...