James L. Gould, Carol Grant Gould – Olağandışı Yaşamlar

İster üç dört milyar yıl öncesinin e�lenebilen ilk basit varlıkları olsun, ister bugün dünyamızı paylaştığımız ustalıkla evrilmiş milyonlarca tür olsun, yaşam, enerjiye ve enerjiyi kullanabilmek için gerekli kimyasal maddelere bağımlıdır. Ya�am için temel nitelikteki elementlerin listesi oldukça kısadır. Hiç kuşkusuz, bunlardan biri oksijendir; karbon da tüm organik bile�iklerin moleküler iskeletidir. Azot ise bütün aminoasitlerde ve nükleotidlerde kullanılır; aminoasitler proteinlerin, nükleotidler nükleik asiticrio yapıtaşıdır. Fosfor da her nükleotidde ve enerji aktarımı ile ilgili bütün moleküllerde vardır. Metabolizınada birkaç başka element de eser miktarlarda kullanılır. Hemen hemen tüm organizmalar su moleküllerine gereksinim duyar. Çoğu organizına moleküler oksijen, tüm bitkiler de karbon dioksit kullanır. Gerçek bitkiler, organik bile�ikler yapmak ve atık olarak oksijen üretmek için karbon dioksit ve su (topraktan aldıkları azot ve fosfor ile birlikte) kullanırlar. Bitki, depolamış olduğu enerjiye gereksinim duyduğunda, oksijen kullanarak yakıtını “yakar”. Bu işlemin yan ürünleri olarak su ve karbon dioksit oluşur. Hayvaniarsa bitkilerin depoladığı enerjiden faydalanmak için, ya doğrudan bitkileri yer ya da bu işi zaten yapmı� hayvanları mideye indirir. Tıpkı bitkiler gibi, hayvanlar da metabolizma süreçlerinde oksijen kullanır ve suyla karbon dioksit üretirler. Hem hayvanlar hem de bitkiler, birçok deği�ik i�lev için suya gereksinim duyarlar: Örneğin, besini kökten yukarı taşıyan güç, yapraklardaki suyun buharla�ınasıdır; hayvanlar atık ürünlerden kurtulmak için su kullanırlar ve vücut sıcaklıklarını ayarlama amacıyla su buharla�tırarak serinlerler. l�te bu nedenlerle, günümüz bitki ve hayvanları, aynı sınırlı malzemeleri durmaksızın çevrimleyen bir d<>ngüde kısılıp kalmı�lardır.

* • Bkz. Jules Jan il-k. Cari. H. l”oller \’l’ Clıarles L. Rlıykerd. 1he Crcles of!’laut uud Auimal.\’utritiou (Bil· ki ve llay\’an Beslenmesindeki Diingülerl, Sc:ieutiflc America11, Eylül 1976. I GÜNEŞ IŞICI BITKILER co, H,O o, ORGANIK BILEŞIKLER HAYVANLAR BITKILER VE HAYVANLAR ARASINDAKI ENERJI VE BESIN AKIŞ!. Bitkiler organik bileşikleri sentezlernek için karhon dioksit, su ve foton kullanırlar (azot ve fosfor da kullanırlar; ancak bu, şekilde gösterilmemiştir) ve yan ürün olardk oksijen üretirler. Otçullar bitkileri tüketir ve bu besini oksijenle “yakarak” atık maddeler olardk su ve karbon dioksit oluştunırlar. Bitkiler, hayvanlardan kurtulabilirlerse, büyürnek ve ürernek için aynı kimyasal besin maddelerini -oksijenle- yakarlar; avcılarsa (şekilde gösterilmemiştir> sag tardfa bir başka döngü daha eklerler. Bazı basit organizmalar (dünya üzerindeki canlıların çok ufak bir kısmı> oksijensiz solunum yapar ya da inorganik kimyasal enerji kullanırlar, bu yüzden de şekildeki döngüde yerleri yoktur. Kuşkusuz, tüm canlı sistemlere enerji sağlayan asıl kaynak güneştir. Yaşamı işler kılan o müthiş enerji akışının atomik kökeni son derece basittir: Fotonlar çarpıştıkları elektronlara enerji verirler; bitkiler de, klorofil moleküllerindeki etkinleştirilmiş elektronların ışığı gerisin geri dışarı verip enerjiyi yitirmelerini önleyecek bir yol evrimleştirmişlerdir.

Etkinleştiriimiş elektronlar kapana kıstırılır ve ufacık alt-hücresel pilleri daldurmakta kullanılır. Bu yolla pillerde depolanan enerji, adenozin trifosfat CA TP) gibi enerji taşıyıcı kimyasalları harekete geçirir. Bu kimyasallar, hücre içinde dolaşarak kemosentez, büyüme, devinim için veya gereksinimden fazla A TP varsa, şekerler veya yağlar gibi enerji deposu bileşiklerin yapımı için gerekli gücü sağlarlar. Enerji içeriği zengin moleküllerin yakılması, fotosenteze benzeyen bir süreç içerir: Şekerlerde ve yağlarda depolanmış yüksek enerjili elektronlar farklı bir alt-hücresel piller grubunu yüklemek için kullanılır; sonra da bu piller tekrar ATP yaparlar. Bu süreçte, saniyeler, günler ve belki de yıllar önce fotonlar tarafından etkinleştirilmiş olan elektronlar enerjilerini yitirirler ve enerji açısından fakir bir bileşik olan karbon dioksitin yapısı içerisinde dışarı atılırlar. II Tıkır tıkır işleyen bu madde ve enerji kullanım sistemi, yaşamın basit, tehlikesiz, sakin bir süreç oldugunu düşünmemize yol açabilir: Elekıronlar görevlerini yapar; enerji kazanımları kolayca ve güvenle elde edilir; yaşam gelişir … Bu, Darwin öncesinde neredeyse evrensel kabul görmüş “olabileceklerin en iyisi bir dünya” görüşüdür ve hiç de umut verici olmayan koşullarda ilk yaşamın ortaya çıkışına yol açan milyarlarca yıllık mücadeleyi göz ardı eder. O zamanlar, dünya yüzeyindeki olumsuz koşullar yalnızca solunacak hava olmaması ve zehirleyici radyasyon düzeyi degildi; her organizma, sürekli bir afetler krizi ile karşı karşıyaydı; bu krizierin bir kısmı da kendi çevrelerini zehiriemelerinin sonucuydu. Eger her gün etrafıınııda gördügümüz bitkilerin ve hayvanların bir norm oluşturdugunu varsayarsak, dünyanın bugüne kadar taşıdıgı bütün türlerin % 99,9’unun soyunun tükendigini ve her başarılı tür için rekabet, avcılık ve asalaklıkla -elbette yaşamortamındaki bir degişim daha önce davranmazsa- başarısını çalmak isteyen bir düzine tür ortaya çıktıgını unutabiliriz. Bu yüzden de madde döngüsü için yaptıgımız genellemeler yalnızca genelleme olarak kalır. Anlattıgım denge evrensel degildir; gerçek anlamda ya da metafor olarak çöl olan yaşamortamları vardır; kritik bir bileşen eksiktir veya başka bir bileşen çok fazla oldugu için zehirleyicidir. ETKlNLEŞ11RJLMIŞ ELEKTRON e· e· ILIN ENERJININ c ENMESI c DEPOLANMASI ENERJ ENERJI ADP f�� �ATP TOPLAY AN DÖNÜŞÜM + p KLOROFIL MOLEKÜLÜNDEKI ETKINLEŞMEMIŞ ELEKTRON ENZIMLER ENZIMLERI BITKILERDE ENERJI DÖNGÜSÜ. Güneş ışıgımlaki enerji. elekıronları eıkinleşıirir. Etkinleşıirilmiş elekıronlar hu enerjiyi dışan salamadan klorofilden U7.:ıklaşıırılırlar.

Bu “uyarılnıış” elekıronlar, enerji aktarıcı bileşik adenozin ırifosfaıın (ATPl yapımında kullanılan bir zar pilini yükler. III Bu kitap, yaşamın zor bir doğumla dünyaya gelişini ve ilk bakışta canlılar için konuksever olmayan nişleri işgal etmesini anlatıyor. Antarktik’in karanlık ve buz gibi sularında balıkların yaşamlarını nasıl sürdürebildiklerini, kuzey kışlarında kelebekterin karlar arasında nasıl beslenip, uçup, çiftieşebildiklerini göreceğiz. Fotosentez için gereken ışığın sızamadığı ve hidrojen sülfür derişiminin hücresel metabolizmanın pil yükleyicileri için zehirleyicilik sınırlarının çok üstünde olduğu derin denizlerdeki kaynar volkanik ağızlarda yaşamın nasıl sürdürüldüğünü keşfedeceğiz. Bazı hayvanların nasıl olup da zehirli bitkilerle beslenebildiğini ve bazı bitkilerin azotça ve fosforca fakir ortamlarda nasıl rolleri tersine çevirip hayvanları yediklerini göreceğiz. Son olarak da, en tehlikeli ve korkutucu dünyaya göz atacağız: Yaşamını sürdürebilmek için tümüyle konakçısına bağlı, tüm savunmaları yenebiten ve hatta kendi çıkarına kullanabilen asalağın dünyası. Bu örnekler yalnızca enerjinin, yapıtaşı elementlerin ve sayısız etkinleştiritmiş gezgin elektronların yaşam çevrimindeki rollerini anlamamıza yardım etmekle kalmayacak, aynı zamanda, doğal seçilimin kör, pragmatik ve olağanüstü yaratıcı doğasını görebilmemize olanak tanıyacak.

.