İlkel hücreler, çevrelerinde oldukça bol bulunan serbest organik bileşik çeşidini kullanabilecek çok ayrıntılı yollar geliştirmiş olmaları olası olsa bile (ve hatta bunların bazıları tamamen heterotrofik olan parazitlik ve avcılığı kapsayan diğer bazı beslenme yöntemleri geliştirmiş olsalar bile) yine de tüm beslenme biçimleri heterotrof olarak kaldığı sürece, yaşam eninde-sonunda sona erecekti. Bunun nedeni, yalnızca besinlerin sen tezlendiğinden çok daha hızlı tüketilmesi değil, aynı zamanda organizmaların kendilerinin, organik bileşiklerin abiyotik sentez hızını düşürerek çevreyi değiştirmeleridir. Örneğin, moleküler oksijenin yokluğunda, heterotrofların fermentatif metabolizmaları, atmosfere sürekli karbondioksit salacaktır. Karmaşık organik bileşiklerin, CO2’den abiyotik olarak sentezlenmesi, metan, formoz ya da hidrojen siyanit gibi maddelerden sentezlenmesinden çok daha az olasıdır.
Serbest organik bileşik kaynağı azaldığı için yaşam ortamdan kalkmamıştır. Bunun aksine bazı ilkel heterotroflar, inorganik moleküllerden organik bileşikleri sentezleyen ototrofik yollar geliştirmiştir. Böylesi bir ilk yolun, moleküler hidrojenin kovalent bağlarındaki enerjinin büyük bir kısmını kullanan kemosentezler olması hemen hemen kesindir. Bu enerji, artık “çorbadan” edinilemeyen çok sayıda organik bileşiğin ve hatta birçok yeni bileşiğin sentezinde kullanılmıştır. Kemosentetik ototroflar bugün halen vardır. Bunlar, özellikle bataklık ve okyanus zeminindeki volkanik açıklıklarda bulunurlar.
Evrimleşecek olan sonraki ototrofik adam – döngüsel (evrimsel) fotofosforilasyon- dünya üzerindeki yaşamın öyküsü için çok daha önemli idi. Döngüsel fotofosforilasyonda, görülebilir dalga boylarındaki ışınlar, hücre tarafından ATP’nin sentezinde enerji kaynağı olarak kullanılır. Günümüz anaerobik fotosentetik bakterileri, kemosentetik olmayan ilk ototrofların doğrudan türevleri olabilir. Sonraki basamakta 2-2,5 milyar yıl önce ilk defa görülen siyanobakterlerde ilk olarak güneşten alınan enerji kullanılarak CO2 ve sudan (ya da diğer bazı elektron kaynaklarından) karbonhidrat sentezinin yapıldığı döngüsel olamayan fotofosforilasyon ve CO2 flksasyonunun çok daha karmaşık yolları evrimleşti. Bundan sonra, dünya üzerindeki yaşamın devamı, özellikle fotosentetik ototrofların aktivitesine bağlıdır.
Elektron vericisi olarak suya dayalı fotosentezin evrimi, büyük bir olasılıkla, önemli karmaşık organik bileşiklerin abiyotik sentezine yönelik son noktayı koymuştur. Bu tip fotosentezin oluşturduğu önemli bir ürün, yüksek derecede elektro negatif olan moleküler oksijendir. Fotosentez sonucu salınan 02, su döngüsüne katılmış ve okyanuslarda çözünmüş demir de dahil birçok mineralle tepkimeye girmiş olmalıdır. Bu durum demirin Fe304 olarak çökelmesine ve sonuçta “bağlı demir” olarak bilinen büyük sedimantların birikmesine yol açmıştır. Çözünmüş demirin sudan ayrılması sonucu, serbest oksijen suda birikmiş ve sonra oradan atmosfere geçmiş olmalıdır.
Şimdi atmosferin üst kısımlarında bulunan ozon (03) tabakası, bir zamanlar bu oksijenin bir kısmı tarafından oluşturulmuştur. Bu tabaka etkin olarak güneşten gelen ultraviyole radyasyonunun çoğunu geçirmez ve yalnız küçük bir miktar yüksek enerji radyasyonunun dünyanın yüzeyine ulaşmasına izin verir. Başka bir deyişle, bir zamanlar ortaya çıkmış olan canlı organizmalar, yaşamın kökenini olası kılmış olan koşulları tahrip eden bir tarzda çevrelerini değiştirirler. Bu organizmalar, bazen oksijen devrimi denilen değişime neden oldular. Moleküler oksijenin atmosferin ana bir bileşiği haline gelmesi ile, hem heterotrofik, hem de ototrofik organizmalar, besin moleküllerinden yalnız fermentasyon ile olandan çok daha fazla enerji ortaya çıkarabilen, oksijenli solunuma ilişkin biyokimyasal yolları kullanabilmişlerdir.
Atmosferik oksijenin sürekli artışı ve ozon tabakasının güçlenmesi, organizmaların UV absorblayan okyanuslardan ayrılmasını ve karaya geçmelerini belirleyen ana faktör olmuştur.

Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com

Yazar: Taner Tunç

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here