YAŞAMAK İÇİN ZEHİRLİ GAZ SOLUYAN CANLILAR
 |
| Hidrotermal ağız |
Deniz
dibinin güneş ışığı alamayacak kadar derin bölgeleri tıpkı karalardaki
çöllere benzer. Güneşten yoksun bu sularda besin kaynakları oldukça
sınırlıdır, bu yüzden de buralarda canlılılara rastlayamazsınız.
Ancak 1977 yılında bilim adamları Galapagos Adaları'nın 320 km
kuzeydoğusunda, deniz yüzeyinin 1600 m. altında bu durumun tam
aksi ile karşılaştılar. Burada benzeri diğer yerlerden farklı olarak
omurgasız türlerden büyük bir canlı topluluğu yaşıyordu: uzunluğu
bir metreye kadar varan ve bazalt kayalara yapışmış halde yaşayan
dev deniz solucanları, 30 cm büyüklüğünde koca beyaz istiridyeler
ve midye kümeleri, yengeçler, karidesler ve balıklar. Buradaki
canlıları ilginç kılan şey ise, sadece deniz dibinin çok derinlerindeki
karanlık sularında yaşamaları değildi. Bu canlı topluluğu deniz
altında yer alan volkan ağzının yakınında yaşamlarını sürdürüyorlardı.
Oysa burası, canlıları pişirecek kadar sıcak, paramparça edecek
kadar da asitli sularla kaplıydı. [1] Peki,
ama bu kadar çok canlı türü nasıl oluyor da hem güneş ışığı dolayısıyla
besin sağlanamayan, hem de son derece zehirli olan bir ortamda
yaşayabiliyordu?
Bu sularda yaşayan canlılar, volkan ağızlarından yayılan hidrojen
sülfürün (H 2 S) zehirleyici özelliğini etkisiz kılacak bir tasarıma
sahiptir. Allah'ın yarattığı bu özel tasarım sayesinde zehirlenip
ölmedikleri gibi ihtiyacını duydukları besini ve enerjiyi de temin
edebilirler. Bunun için hidrojen sülfürü oksijen ile “yakarak”,
su ve çeşitli sülfatlar üretirler.
Hidrojen sülfür + Oksijen --> Su
+ Sülfatlar
Bu kimyasal işlem kükürdü işleyebilen özel bir bakteri ile kurulan
özel bir organizasyon ile mümkün olmaktadır.
 Çoğu
hayvan için sülfür son derece zehirleyicidir. Sülfür, kandaki hemoglobine
bağlanarak solunumun yapılması için gerekli olan “sitokrom C oksidaz”
enzimini engelleyerek canlının ölümüne neden olur (A). Allah, sülfürce
zengin hidrotermal ağızlarda yaşayan hayvanları sülfür zehirlenmesinden
korunmalarını sağlayacak bir tasarım ile yaratmıştır. Tüp solucanı
da (Riftia pachyptila) bu canlılardan biridir. Riftia'daki hemoglobin
molekülünde sülfürün bağlanabilmesi için özel bir bölge vardır.
Bu sayede oksijenle sülfür aynı anda kanda taşınabilmektedir (B).
Hidrotermal ağızlarda yaşayan ve bilimsel adı Calyptogena magnifica
olan istiridye türünde ise sülfür canlının içindeki bakterilere
taşıyan özel bir protein vardır. İstiridye bu protein sayesinde
zehirli gazlardan korunur (C). Başka bir hidrotermal ağız canlısı
olan bir tür yengeçte (Bytbograea thermydron) da iç ortak yaşam
bakterileri yoktur; bu yengeç, karaciğere benzeyen hepatopankreasında
sülfürü zehirleyici olmayan bir kimyasal yapıya (tiyosülfat) dönüştürerek
zehirleyici etkisini yok eder (D).
Zehirli Gaz Uzmanı Bakteriler
Kükürtçe zengin ortamlar pek çok canlı için öldürücü nitelikte
iken bazı bakteriler için buralar eşsiz yaşam alanlarıdır. Bu bakteriler
bitkiler gibi kendi besinlerini kendileri üretirler. Bilim adamları
bu nedenle onları “kendibeslek” olarak adlandırırlar. Ancak bu
bakteriler, besin üretimi sırasında karbondan bitkiler gibi güneş
ışığını değil, hidrojen sülfürü kullanırlar. Bilindiği gibi bitkiler,
karbondioksiti besin maddesi olarak kullanabilecekleri organik
moleküllere dönüştürmek için gereken enerjiyi güneşten temin ederler.
Bu nedenle bitkiler “ışık kullanan kendibeslek” olarak bilinirken;
bu bakteriler ise “bakterilere kimyasal-kendibeslekler” olarak
adlandırılırlar.
Sülfürü gerçekleştirdikleri kimyasal işlemler sayesinde kullanıma
uygun hale getiren bu bakteriler, diğer hayvan türleri için yiyecek
sağlayarak volkanik ağızdaki besin zincirinin temelini oluştururlar.
Yeşil bitkilerle kükürt bakterilerinin önemli bir ortak özellikleri
her ikisinin de besin zincirindeki birincil üretici olmalarıdır.
Bu bakteriler deniz dibinde volkan ağzında yaşayan diğer canlıların
varlığı için çok önemlidir. Kimyasal-kendibeslek bakteriler ile
diğer canlılar arsında nasıl bir ilişki vardır?
 Fotosentez
ve kemosentez yapan canlıların kullandıkları enerji kaynakları
farklıdır, ancak dönüşüm süreci ve son ürünler aynıdır. Fotosentezde
ışık, bitkilerin kloroplastları tarafından emilir ve besin zincirine
girerek otçulardan etçilere geçen şeker, yağ ve amino asitleri
üreten bir süreç olan Kalvin döngüsüyle karbon sabitlenmesini yürütür.
Kemosentezde ise, enerji, okyanus tabanındaki ağızlardan gelen
hidrojen sülfür tarafından sağlanır. Hidrojen sülfür bakteriler
tarafından alınır: Ayrıca, tüp solucanları gibi volkanik ağız hayvanları
da bu bileşiği emer ve solucanların içindeki ortak yaşam bakterilerine
taşırlar. Bakterilerde hidrojen sülfür yükseltgenir ve Kalvin çevrimine
enerji sağlar. Son ürünler besin zincirine girer, doğrudan doğruya
alt sıradaki etçillerden üst sıradaki etçillere geçer.
Tüp Solucanın Bakterilerle Yaşam Birliği Oluşturmasını
Sağlayan Tasarımı
Bilim
adamları James J. Childress, Horst Felbeck ve George N. Somero
Scietific American dergisinde yazdıkları bir makalede deniz dibindeki
volkan ağızlarında yaşayan canlıları üstün özellikleri nedeniyle
olağandışı olarak nitelerler: [2]
“Geleneksel anatomik standartlara göre Riftia
olağandışı bir yaratık. Bu solucan, temelde, ağzı ya da bir sindirim
sistemi ve parçacık halindeki besinleri yutacak hiçbir sistemi olmayan,
kapalı bir kesedir. Üst ucunda oksijen, karbondioksit ve hidrojen
sülfürün değişimi sağlanır. Sorgucun altında, solucanın tutunmasını
sağlayan bir kas halkası –yaka- bulunur. Hayvanın geri kalan kısmı,
iç organlarını içeren ince duvarlı bir keseden oluşur denebilir.
Bu organların en büyüğü, vücut boşluğunun çoğunu kaplayan trofozomdur.
İsminden de anlaşılacağı gibi, trofozom (besleyici gövde) solucanın
beslenmesine önemli ölçüde katkıda bulunur; ancak bu organda dış
dünyadaki parçacıkların solucanın içine girebilecekleri bir kanal
yoktur. İşte asıl soru, olağandışı anatomisine bakıldığında Riftia'nın
yaşamda kalabilmesi için gerekli besin maddelerini nasıl elde edebildiğiydi.”
 Riftia'nın
trafozom isimli organında çok sayıda kimyasal-kendibeslek bakteri
bulunur. Bu bakteriler ile Riftia arasında mükemmel bir ortak yaşam
ilişkisi mevcuttur. Ortak yaşam, iki farklı türün birarada bulunduğu
ve türlerden birinin yaşamının diğerinin yaşamıyla iç içe olduğu
bir ilişkidir. Bir tür (konuk), diğer bir türün (konakçı) vücudu
içerisinde yaşıyorsa, bu ilişkiye “içsel ortak yaşam” denir. Riftia ile bakteriler arasındaki içsel ortak yaşam karşılıklı
yarar ilkesine dayanır. Tüp solucanı bakteriden, indirgenmiş karbon
molekülleri alır ve bunun karşılığında bakteriye kimyasal-kendibeslek
mekanizmasına yakıt sağlayacak hammaddeleri verir. Bu maddeler
karbondioksit, oksijen ve hidrojen sülfürdür. Riftia bu kimyasalları
sorgucu aracılığıyla emer ve daha sonra dolaşım sistemi yoluyla
trofozomdaki bakterilere taşır.
“Solucanın trofozomuna, bakterilerin indirgenmiş karbon bileşikleri
üreten ve bunları konakçı hayvana yiyecek olarak aktaran işçilerin
çalıştığı fabrika-içi bir tesis olarak bakabiliriz.” [3]
Hidrojen sülfür yüksek derecede zehirleyici bir bileşiktir ve
solunumu sekteye uğratma konusunda siyanürle kıyaslanabilir. Sülfür,
hayvanların çoğunda, solunumu iki yoldan engeller: Ana taşıyıcı
olan hemoglobin molekülündeki bağlanma bölgelerini kapatır ve önemli
bir solunma enzimi olan sitokrom C oksidazı zehirler. Ancak, Riftia'da
sülfür kimyasal olarak oksijenin bağlanmasını etkilemez ve çoğu
hayvan için öldürücü olabilecek sülfür derişimlerinde bile solucanın
solunum hızı oldukça yüksek düzeylerde seyreder.
Riftia'nın yaşayabilmesi için tasarımında üç önemli özelliğin
aynı anda var olması şarttır:
1. Volkanik ağızdan gelen sudan sülfürü alacak özel bir taşıma
sistemi,
2. Sülfürün kanda hemoglobin molekülü üzerindeki bağlanma bölgeleri
için oksijenle rekabete girmeksizin veya oksijenle tepkimesine
izin vermeksizin taşınması, [4]
3. Riftia'nın, sülfürün hücrelere sızmasını ve solunumu zehirlemesini
engelleyecek mekanizma.
 Tüp
solucanı Riftia, koruyucu dış tüpünün içindeki bir kas halkası
ile bazalt kayalara tutunur. Riftia'nın ön ucunda bir solunum
sorgucu yer alır. Oksijen, sülfür ve karbondioksit, sorguç iplikçileri
(a) yoluyla emilir, kan (kırmızı ile gösterilmiştir) yoluyla
trofozom hücrelerine (mavi ile gösterilmiştir) taşınır. Trofozom,
kemosentez bölgesi, hayvanın kütlesinin altıda birine karşılık
gelir ve vücut boşluğunun çoğunu doldurur. Trofozom hücreleri
içinde içsel ortak yaşam bakterilerinden oluşan yoğun koloniler
yaşar (b). Oksijen, sülfür ve karbondioksit solucanın kılcal
damarlarından bakteriye aktarılır (c). Besin maddeleri, bakteriden
kılcal damarlara geçerek hayvanın içerisinde dağılır.
Oksijen kullanan organizmalarda en önemli enerji değişim birimi
kısaca ATP olarak bilinen adenozin trifosattır. ATP'nin sentezlendiği
süreçteki son basamaktan sitokrom C oksidaz enzimi sorumludur.
Birçok hayvan için, ufacık sülfür derişimleri bile, sitokrom C
oksidazının işlevinin engellenmesi ve nihayetinde de canlının ölmesi
için yeterlidir. Oysa Riftia'da sitokrom C oksidaz, sülfürün olumsuz
etkilerinden korunur.
Riftia kan bakımından zengindir; solungacın sorgucuna koyu kırmızı
rengi veren, solucanın toplam hacminin yüzde 30'dan fazlasını içeren,
hemoglobindir. Tüp solucanın hemoglobini ile diğer hemoglobinler
arasındaki en önemli fark, hem oksijen hem de sülfüre aynı anda
bağlanabilmesidir. Tüp solucanının hemoglobininde sülfürün bağlandığı
bölge oksijenin bağlandığı bölgeden farklı bir bölgedir. Bu sayede
sülfür hayvanın vücudunda diğer canlılarda olduğu gibi öldürücü
etki gösteren kimyasal tepkimeyi gerçekleştiremez. Ayrıca sülfür
korunarak kan aracılığıyla bakteriler tarafından işleneceği trofozoma
taşınır. [5]
 İşte
Riftia'yı da sülfürün öldürücü etkilerinden koruyan hemoglobinindeki
bu özel tasarımdır.
Resimde Doğu Pasifik yükseltisi üzerindeki bir bölgede, sülfürce
zengin deniz tabanındaki çatlaklar boyunca tüp solucanlarının çevresinde
kümelenmiş büyük istiridyeler (Calyptogena magnifica) görünüyor.
Sülfür Soluyan Canlılar Evrimi İmkansız Kılıyor
 Bilim
adamları kimyasal maddeleri çoğu zaman “yapısal formül” adı verilen
bir gösterim ile yazarlar. Örneğin su için H 2 O ya da sülfürik
asit için H 2 SO 4 . Yapısal formüllere bakılarak bir kimyasal
maddede hangi elementin atomundan kaç tane olduğunu anlayabilirsiniz.
Mesela suda 2 hidrojen ve 1 oksijen atomu bulunur. Sülfürik asitte
ise 2 hidrojen, 1 kükürt ve 4 oksijen atomu bulunur.
Peki ya hemoglobin adlı proteininin yapısal formülünü yazmaya
kalkışsaydık? Hemoglobin içinde çok sayıda atom bulunan oldukça
karmaşık bir yapıya sahiptir. Eğer yazmaya kalkışsaydık onun yapısal
formülü bu sayfanın tamamına ancak sığardı. [6]
Şüphesiz hemoglobinin karmaşık yapısı yaptığı çok özel işle ilgilidir.
Hemoglobinin en önemli özelliği, oksijen atomlarını yakalama yeteneğidir.
Bu yetenekli molekül, kandaki milyonlarca molekül içinden özellikle
oksijen moleküllerini seçer ve onları yakalar. Bunu bir yetenek
olarak nitelendiriyoruz çünkü rastgele oksijen molekülüne bağlanan
bir molekül okside olur ve işlev göremez hale gelir. Bu nedenle
hemoglobin, usta bir avcı gibi, avına hiç dokunmadan, onu sanki
bir maşa ile tutar gibi yakalar. Hemoglobine bu özelliği kazandıran
ise Allah'ın yarattığı kendine has tasarımıdır.
 Dünyaca
ünlü mikrobiyolog Michael Denton, Nature's Destiny isimli kitabında
hemoglobinlerin kusursuz tasarımlarından şöyle söz eder:
“Yüksek metabolik seviyesi olan organizmalar için etkin bir oksijen
taşıma sistemi gerekir. Bu nedenle hemoglobin gibi özelliklere
sahip bir molekül, organizma için son derece önemlidir. Hemoglobinin
yerine başka alternatifler olabilir mi? Bilinen oksijen taşıyan
sistemlerinin hiçbiri hemoglobinin oksijen taşımadaki etkinliğine
yaklaşamamışlardır bile.” [7]
Peki böyle bir molekül James J. Childress, Horst Felbeck ve George
N. Somero gibi bilim adamlarının iddia ettiği gibi evrimleşerek
ortaya çıkmış olabilir mi? Evrimciler hemoglobinin zaman içinde
aşama aşama gelişmelerle meydana geldiğini iddia ederler. Yani
bu iddiaya göre kanın var olduğu ama içinde hemoglobin molekülünün
henüz bulunmadığı bir dönem vardır. Oysa bu evrim teorisi açısından
büyük bir çelişkidir. Kan denen sıvı, hemoglobin molekülü olmadan
işlevini yerine getiremez ve hücrelerine oksijen ulaşmayan canlı
ise hemen ölür. Bu canlının hemoglobin molekülünün oluşumunu bekleyecek
zamanı yoktur. Görüldüğü gibi kan oluştuğu anda hemoglobinin de
oluşması gerekmektedir. Yani kanın, tüm özellikleri ve yapıları
ile birlikte tek bir anda ortaya çıkması şarttır.
Tüp solucanın hemoglobini ise evrimciler açısından daha büyük
bir açmazdır. Bu canlıda kanın sadece oksijeni tutma özelliğinin
var olması yeterli değildir. Hemoglobinin üzerinde sülfürü yakalayarak
kendini bağlayacağı özel bir yer olmalıdır. Tüp solucanındaki hemoglobin
ile taşıdığı oksijen ve arasındaki ilişki bir kapının üzerindeki
iki kilit gibidir. Kapıyı açabilmeniz için elinizde her iki kilide
de uygun anahtar olmalıdır. Bu uygunluk anahtardaki her bir diş
için kilitte de olmalıdır. Herhangi bir anahtardaki herhangi bir
dişte farklılık olduğunda kapının önünde kalırsınız. Kısacası solucanın
volkan ağzında yaşayabilmek için gerçekleşmesi için aşamaları beklemesi
gibi bir durum söz konusu değildir. Evrimcilerin aşamalı oluşum
iddiaları bu noktada tamamen çökmekte ve kanı Allah'ın tek bir
anda yarattığı ortaya çıkmaktadır.
Hemoglobinin oksijen ve sülfür taşıma şekli olabilecek en ideal
taşıma şeklidir. Hemoglobin molekülünün, hayvanın vücudundaki karanlıkta,
kendi boyutlarına göre inanılmaz büyüklükteki bir yerin içinde
oksijen ve sülfür ayrımını yapabilmesi imkansızdır. Üstelik hem
ayrım yapılacak hem de sülfür diğer moleküllerden izole edilerek
en uygun biçimde yolculuğa çıkarılacak uygun yere (bakteriye) geldiğinde
de bırakılacaktır. Tüm bunlar çok üstün bir aklın ve tasarımın
varlığını ortaya koymaktadır.
Bir molekülün düşünme, karar verme, seçme ve tercih yapma gibi
özellikler gerektiren bu gibi davranışlarda bulunması elbette ki
düşündürücüdür.
Bu molekülün sergilediği olağanüstü şuur sayesinde tüp solucanı
yaşamını rahatlıkla sürdürebilmektedir. Tüp solucanın vücudunda
yüz milyonlarca hemoglobin molekülü bulunur. Bu moleküllerin tümü
bu işlemleri hiçbir karışıklık çıkmadan yapabilecek özelliklere
sahiptir. Hemoglobin moleküllerinin sayısı ve bu moleküllerin hepsinin
istisnasız aynı yeteneklere sahip oldukları düşünüldüğünde konunun
önemi daha net anlaşılmaktadır.
Böyle bir seçiciliğin tesadüfen ortaya çıkamayacağı, tesadüflerin
insan vücudundaki milyarlarca hemoglobine bu özellikleri kazandıramayacağı
akıl sahibi her insan için çok açık bir gerçektir. Hemoglobin molekülünü
yaratan ve her insanın vücuduna tüm özellikleriyle birlikte yerleştiren
Allah'tır.
“İşte Rabbiniz olan Allah budur. O'ndan başka İlah yoktur. Herşeyin
Yaratıcısı'dır, öyleyse O'na kulluk edin. O, herşeyin üstünde bir
Vekil'dir.” (En'am Suresi, 102)
Bu
makalenin word metnini download etmek için tıklayın
Bu
makalenin pdf halini download etmek için tıklayın
[1] Okyanus
tabanındaki sıcak su kaynakları ile ilgili ayrıntılı bilgi için
bakınız: John M. Edmond ve Karen Von Damm, “Hot Springs on teh
Ocean Flor”, Scientific American, Nisan 1983.
[2] James
J. Childress, Horst Felbeck ve Goeorge N. Somero, Scinetific American,
Mayıs 1987
[3] A.g.e.
[4] Ortamda
oksijen olduğunda, sülfür son derece kararsızdır ve hızla bozunarak
tiyosülfat ve elementsel kükürt gibi biçimlere yükseltgenir.
[5] James
L. Gould ve Carol Grant Gould, Life at the Edge, W. H. Freeman
and Company, 1989.
[6] L.
Vlasov ve D. Trifonov, 107 Kimya Öyküsü, TUBİTAK, Ankara Haziran
2001, 16.Basım, s.140.
[7] Michael
Denton, Nature's Destiny, Free Press, New York, s. 201-202
|
