Dünya dışında yaşam arayışları

Dünya dışı yaşam, dünyadaki yaşama hiç benzemeyebilir. Bu nedenle, astrobiyologlar karmaşık sistemlerin nasıl evrimleştiğini incelemek için bir çerçeve geliştiriyor

Evrende biyolojinin oluşumuna dair elimizde sadece bir örnek var: Dünyadaki yaşam. Peki ya yaşam başka şekillerde de oluşabiliyorsa? Yabancı yaşamın neye benzeyebileceğini bilmezken yabancı yaşamı nasıl ararsınız?

Bu sorular, dünyanın ötesinde yaşam arayan bilim insanları olan astrobiyologları meşgul ediyor. Astrobiyologlar hem dünyada hem de ötesinde karmaşık fiziksel ve biyolojik sistemlerin ortaya çıkışını yöneten evrensel kurallar bulmaya çalışıyor.

Ben astrobiyoloji hakkında kapsamlı yazılar yazmış bir astronomum. Araştırmalarım sonucunda, tek hücrelilerin büyük organizmalara kıyasla daha kolay oluşabilmesi nedeniyle, dünya dışı yaşamın en bol formunun mikrobik olma ihtimalinin yüksek olduğunu öğrendim. Ancak dışarıda gelişmiş bir uzaylı yaşamı olması ihtimaline karşı, bu uygarlıklara gönderilecek mesajları tasarlayan grubun uluslararası danışma konseyindeyim.

Dünya dışındaki yaşamı tespit etmek

Bir ötegezegenin 1995’teki ilk keşfinden bu yana 5.000’den fazla ötegezegen ya da başka yıldızların yörüngesinde dönen gezegen bulunmuştur.

Bu ötegezegenlerin çoğu dünya gibi küçük ve kayalıktır ve yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde yer alırlar. Yaşanabilir bölge, bir gezegenin yörüngesinde döndüğü yıldız ile yüzeyi arasındaki; gezegenin sıvı suya sahip olmasını ve dolayısıyla yaşamı desteklemesini sağlayan mesafe aralığıdır.

Şu ana kadar tespit edilen ötegezegen örnekleri, galaksimizde 300 milyon potansiyel biyolojik deney ya da ötegezegenler ve uydular gibi diğer cisimler de dahil olmak üzere, biyolojinin ortaya çıkması için uygun koşullara sahip 300 milyon yer öngörmektedir.

Araştırmacılar için belirsizlik yaşamın tanımıyla başlıyor. Hayatı tanımlamak kolay görünebilir; çünkü ister uçan bir kuş ister bir damla suda hareket eden bir mikrop olsun, hayatı gördüğümüzde tanırız. Ancak bilim insanları bir tanım üzerinde hemfikir değil ve bazıları kapsamlı bir tanımın mümkün olmayabileceğini düşünüyor.

NASA yaşamı “Darwinci evrim geçirebilen, kendi kendini idame ettiren kimyasal reaksiyon” olarak tanımlıyor. Bu, çevrelerine uyum sağlayarak evrimleşen karmaşık bir kimyasal sisteme sahip organizmalar anlamına gelir. Darwinci evrim, bir organizmanın hayatta kalmasının çevresindeki uygunluğuna bağlı olduğunu söyler.

Dünya üzerindeki yaşamın evrimi milyarlarca yıl boyunca tek hücreli organizmalardan büyük hayvanlara ve insanlar da dahil olmak üzere diğer türlere doğru ilerlemiştir.

Ötegezegenler uzaktır ve ana yıldızlarından yüz milyonlarca kez daha sönüktür, bu nedenle onları incelemek zordur. Gökbilimciler, yaşamın kimyasal izlerini aramak için spektroskopi adı verilen bir yöntem kullanarak dünya benzeri ötegezegenlerin atmosferlerini ve yüzeylerini inceleyebilirler.

Spektroskopi, bir gezegenin atmosferinde, mavi-yeşil alg gibi mikropların birkaç milyar yıl önce Dünya’da fotosentez yoluyla ürettiği oksijen izlerini ya da bitki yaşamına işaret eden klorofil imzalarını tespit edebilir.

NASA’nın yaşam tanımı bazı önemli ama cevaplanmamış sorulara yol açmaktadır. Darwincievrim evrensel midir? Hangi kimyasal reaksiyonlar dünya dışında biyolojiye yol açabilir?

Evrim ve karmaşıklık

Bir mantar sporundan mavi balinaya kadar dünya üzerindeki tüm yaşam, yaklaşık 4 milyar yıl önce mikrobik bir son ortak atadan evrimleşmiştir.

Dünya üzerindeki tüm canlı organizmalarda aynı kimyasal süreçler görülür ve bu süreçler evrensel olabilir. Ayrıca başka yerlerde kökten farklı olabilirler.

Ekim 2024’te, çeşitli bilim insanlarından oluşan bir grup, evrim konusunda kalıpların dışında düşünmek için bir araya geldi. Dünya’daki yaşamdan tamamen farklı bir yaşamın ortaya çıkışını nasıl inceleyeceklerini bulmak için geri adım atmak ve evrendeki düzeni- biyolojik olsun ya da olmasın- ne tür süreçlerin yarattığını keşfetmek istediler.

İki araştırmacı, karmaşık kimyasal veya mineral sistemlerinin, bazı konfigürasyonların diğerlerinden daha iyi devam etmesine izin veren ortamlarda, daha büyük miktarlarda bilgi depolamak için evrimleştiğini savundu. Zamanla sistem daha çeşitli ve karmaşık hale gelir; bir tür doğal seçilim yoluyla hayatta kalmak için gerekli işlevleri kazanır.

Çok çeşitli fiziksel sistemlerin evrimini tanımlayan bir yasa olabileceğini düşündüler. Doğal seçilim yoluyla biyolojik evrim, bu daha geniş yasanın sadece bir örneği olacaktır.

Biyolojide bilgi, bir organizmanın genomunu oluşturan ve organizmanın neye benzediğini ve nasıl işlediğini belirleyen DNA molekülü üzerindeki nükleotid dizisinde depolanan talimatları ifade eder.

Karmaşıklığı bilgi teorisi açısından tanımlarsanız, doğal seçilim bir genomun çevresi hakkında daha fazla bilgi depoladıkça daha karmaşık hale gelmesine neden olacaktır.

Karmaşıklık, yaşam ile yaşam dışı arasındaki sınırı ölçmede faydalı olabilir.

Ancak, hayvanların mikroplardan daha karmaşık olduğu sonucuna varmak yanlıştır. Biyolojik bilgi genom boyutuyla birlikte artar, ancak evrimsel bilgi yoğunluğu düşer. Evrimsel bilgi yoğunluğu, genom içindeki işlevsel genlerin oranı ya da çevreye uygunluğu ifade eden toplam genetik materyalin oranıdır.

Bakteriler gibi insanların ilkel olarak düşündüğü organizmalar, yüksek bilgi yoğunluğuna sahip genomlara sahiptir ve bu nedenle bitki veya hayvan genomlarından daha iyi tasarlanmış görünürler.

Evrensel bir yaşam teorisi hâlâ bulunamamıştır. Böyle bir teori karmaşıklık ve bilgi depolama kavramlarını içerecektir, ancak DNA’ya veya karasal biyolojide bulduğumuz belirli hücre türlerine bağlı olmayacaktır.

Dünya dışı yaşam arayışları için çıkarımlar

Araştırmacılar karasal biyokimyanın alternatiflerini araştırdılar. Bakterilerden insanlara kadar bilinen tüm canlı organizmalar su içerir ve su, dünyadaki yaşam için gerekli olan bir çözücüdür. Bir çözücü, yaşamın ortaya çıkabileceği kimyasal reaksiyonları kolaylaştıran sıvı bir ortamdır. Ancak yaşam potansiyel olarak diğer çözücülerden de ortaya çıkabilir.

Astrobiyologlar Willam Bains ve Sara Seager yaşamla ilişkili olabilecek binlerce molekülü araştırdı. Akla yatkın çözücüler arasında sülfürik asit, amonyak, sıvı karbondioksit ve hatta sıvı sülfür yer alıyor.

Uzaylı yaşamı, yaşamın tüm temel moleküllerinin omurgasını oluşturan karbona dayanmıyor olabilir- en azından burada, dünyada. Hatta hayatta kalmak için bir gezegene bile ihtiyaç duymayabilir.

Yabancı gezegenlerdeki gelişmiş yaşam biçimleri tanınmayacak kadar tuhaf olabilir.

Astrobiyologlar dünya dışındaki yaşamı tespit etmeye çalışırken yaratıcı olmaları gerekecek.

Stratejilerden biri, dış gezegenlerin kayalık yüzeylerindeki mineral imzalarını ölçmektir, çünkü mineral çeşitliliği karasal biyolojik evrimi izler. Yaşam Dünya’da evrimleştikçe, dış iskeletler ve habitatlar için mineraller kullandı ve oluşturdu. Yaşamın ilk oluştuğu dönemde mevcut olan yüz mineral, bugün yaklaşık 5.000’e ulaşmıştır.

Örneğin, zirkonlar yaşamın başlamasından önceki dönemlere ait basit silikat kristalleridir. Avustralya’da bulunan bir zirkon, yerkabuğunun bilinen en eski parçasıdır. Ancak karmaşık bir kalsiyum fosfat minerali olan apatit gibi diğer mineraller biyoloji tarafından yaratılmıştır. Apatit kemiklerin, dişlerin ve balık pullarının birincil bileşenidir.

Dünya’dakinden farklı bir yaşam bulmak için bir başka strateji de yapay ışıklar veya atmosferdeki endüstriyel kirletici nitrojen dioksit gibi bir uygarlığın kanıtlarını tespit etmektir. Bunlar tekno-imza adı verilen akıllı yaşam izlerine örnektir.

Dünya dışında yaşamın ilk tespitinin nasıl ve ne zaman gerçekleşeceği belli değil. Güneş sistemi içinde ya da dış gezegen atmosferlerinin koklanmasıyla veya uzak bir uygarlıktan gelen yapay radyo sinyallerinin tespit edilmesiyle olabilir.

Bu arayış dolambaçlı bir yol, basit bir yol değil. Ve bu bildiğimiz yaşam için geçerli-bilmediğimiz yaşam içinse tüm bahisler kapalı.

 

Kaynak: theconversation.com