Fotoğraf kredisi: Woods Hole Oşinografik
Hayatın ortaya çıkması için birçok şeyin iyi gitmesi gerekiyordu. Geri dönerseniz, her şey uzay ve zaman doğuran bir Big Bang evreni ile başlar. Erken evrende ışık yankılandı, canlılık içinde yavaşladı, ilkel elementler birleşti ve daha sonra ilk nesil masif damızlık yıldızlara yoğunlaştı. Fikri ısındıktan sonra (yerçekimi sıkıştırma ile), ilkel madde yıldız çekirdeklerinde kaynaşmaya başladı ve genç ve potansiyel olarak sürekli genişleyen bir Evreni ısıtmak ve aydınlatmak için dışa doğru daha az ışık çıktı.
Daha fazla zaman ve daha fazla yer, bu erken mavi yıldızların çoğunun çöktüğünü gördü (çok kısa yaşamlar yaşadıktan sonra). Sonraki patlamalar büyük miktarlarda daha ağır - primordial olmayan - atomları uzaya fırlattı. Bu zengin kozmik bağıştan birçoğu gezegensel görevlileri olan yeni yıldızlar oluştu. Bu tür ikinci ve üçüncü nesil güneşler, progenitörlerinden daha az masif olduğu için, daha yavaş, daha serin ve çok daha uzun süre yanarlar - organik yaşamı mümkün kılmak için gerekli olan iyi huylu tutarlı enerji seviyeleri için gerekli bir şey.
Büyük Patlama'nın birkaç yüz milyon yılı içinde üreyen yıldızlar oluşmasına rağmen, dünyadaki yaşam zamanını aldı. Mütevazı bir kitlenin üçüncü nesil yıldızı olan Güneşimiz, dokuz milyar yıl sonra oluştu. Yaşam formları bundan bir milyar yıldan biraz fazla bir süre sonra gelişti. Bu gerçekleştiğinde, moleküller - uygun koşullar altında - amino asitler, proteinler ve hücreler olarak bir araya gelen organik bileşikler oluşturmak için birleşti. Bütün bu süreç boyunca bir karmaşıklık katmanı diğerine eklendi ve yaratıklar çevrelerindeki dünyayı daha da algıladılar. Sonunda - milyarlarca yıl sonra - vizyon gelişti. Ve vizyon - öznel bir farkındalık duygusuna eklendi - Evrenin kendine bakmasını mümkün kıldı.
Yaşamın temelleri üzerine yapılan ampirik araştırmalar, iyonize olmayan ultraviyole radyasyona maruz kalan iyi seçilmiş elementlerin (hidrojen, karbon, oksijen ve azot) bir karışımının amino asitler oluşturduğunu göstermektedir. Amino asitlerin kendileri proteinlere birlikte zincirleme konusunda dikkate değer bir kapasiteye sahiptir. Ve proteinler hücrelere şekil ve davranış kazandırmak için oldukça "protea" yeteneğine sahiptir. Artık ilk amino asitlerin uzayda oluşması tamamen mümkün kabul ediliyor1 - primordial ve star-stuff materyalden oluşan geniş bulutlar içindeki daha sert radyasyon formlarından korunmuştur. Bu nedenle, hayat kök salmak ve çok çeşitli formlara dönüşmek için sadece belirli uygun koşulları bekleyen her yerde bulunan bir fenomen olabilir.
Şu anda, ekzobiyologlar sıvı suyun organik yaşamın oluşumu ve çoğalması için gerekli olduğuna inanmaktadır. Su olağanüstü bir maddedir. Hafif bir çözücü olarak, su diğer moleküllerin ayrışmasını ve karışmasını sağlar. Bu arada çok kararlı ve görünür ışığa karşı şeffaf - biyotikler doğrudan güneş ışığından enerji elde etmek için yararlı bir şey. Son olarak su sıcaklığı iyi tutar, buharlaşma yoluyla fazla ısıyı taşır ve buz gibi katılaşmak için soğutulduğunda yüzer.
NASA exobiolog Andrew Pohorille'e göre, “Su organik molekülleri bir araya getiriyor ve organizasyonun nihayetinde hücre haline gelen yapılara girmesine izin veriyor.” Bunu yaparken, su, organik moleküllerin kendi kendini düzenleyen yapılar oluşturmasını sağlayan benzersiz bir matriste hareket eder. Andrew, kendiliğinden örgütlenmeyi ve büyümeyi mümkün kılan su ile benzersiz bir şekilde ilişkilendirilen bir mülkten bahsediyor: “Hidrofobik etki, su ve yağın karışmamasından, sabunların ve deterjanların suda yıkandığında yağlı kirleri yakalaması ve çok sayıda diğer fenomen. Daha genel olarak, hidrofobik etki, polar olmayan (yağlı) molekülleri veya molekül kısımlarını sudan ayırmaktan sorumludur, bu nedenle bağlı olmasalar bile birbirine yapışabilirler. Biyolojide bunlar tam olarak membranöz hücre duvarlarının oluşumundan ve proteinlerin fonksiyonel yapılara katlanmasından sorumlu etkileşimlerdir. ”
Suyun sıvı haline gelmesi için, nispeten dar bir sıcaklık ve basınç aralığında kalmalıdır. Bu nedenle, sadece birkaç iyi yerleştirilmiş gezegen - ve muhtemelen bir avuç büyük ay, yaşamı yaşamak için gerekli koşullarla desteklenmektedir. Birçok durumda her şey bir göksel gayrimenkul şekline gelir - yer, konum, konum…
Dünyadaki erken yaşam biçim ve davranış bakımından çok basitti. Hücresel olmasına rağmen, merkezi bir çekirdek (prokaryotik) ve diğer alt yapılardan (organeller) yoktu. Bu hücrelerin çekirdeğinden yoksun kalması eşeysiz olarak çoğaldı. Bu anaeroblar öncelikle hidrojen ve karbondioksitten metan gazı oluşturarak (anabolize ederek) geçmiştir. Isı sevdiler - ve etrafta dolaşmak için bol miktarda vardı!
Yeryüzünde geliştirilen yaşamın düşündüğü kadar şaşırtıcı olmaması gerekir. Hayat artık bir zamanlar hayal edilenden çok daha sağlam kabul ediliyor. Şimdi bile, okyanusun derinliklerinde bulunan hidrotermal menfezler, neredeyse kaynar suyu çıkarıyor. Bu deliklere bitişik olarak - dev tüp solucanları ve istiridye şeklinde - hayat gelişir. Yeryüzünün derinliklerinde mineral metabolize edici anaerobik bakteriler bulunur. Bu koşulların 20. yüzyılın büyük bir bölümünde imkansız olduğu düşünülüyordu. Hayat, en zorlu koşullarda bile ortaya çıkıyor gibi görünüyor.
Yaşam formları dünyamızda ilerledikçe, hücreler organellerini geliştirdi - bazıları yapılarına daha az daha uzmanlaşmış hücreleri dahil ederek. Gezegen soğudu, atmosferi berraklaştı ve güneş ışığı okyanusların üzerinde oynadı. İlkel bakteriler, güneş ışığından gelen enerjiyi gıda olarak sabitleyen ortaya çıktı. Bazıları prokaryotik kalırken diğerleri bir çekirdek (ökaryotik) geliştirdi. Bu ilkel bakteriler Dünya atmosferinin oksijen içeriğini arttırdı. Bütün bunlar 2 milyar yıl önce sona erdi ve şu anda “Mavi Gezegeni” dolduran yaşamın niteliğini ve miktarını desteklemek için gerekliydi.
Başlangıçta atmosfer% 1'den daha az oksijenden oluşuyordu - ancak seviyeler arttıkça bakteri yiyen yaşam formları, oksijen ve hidrojenden su sentezleyecek şekilde uyarlandı. Bu, metan metabolizmasının yapabileceğinden çok daha fazla enerji açığa çıkardı. Suyun kontrollü sentezi yaşam için büyük bir başarıydı. Hidrojen ve oksijen gazının birleştirildiği, ısıtıldıktan sonra patladığı lise kimya laboratuvarı deneylerini düşünün. İlkel yaşam formları, bu çok uçucu şeyleri çok daha güvenli bir şekilde ele almayı öğrenmek zorundaydı - ADP'yi ATP'ye ve tekrar geri dönüştürmede fosforu görevlendirmek
Daha sonra - yaklaşık 1 milyar yıl önce - en basit çok hücreli yaratıklar oluştu. Bu, hücreler ortak fayda için bir araya geldiklerinde meydana geldi. Fakat bu tür canlılar basit kolonilerdi. Her hücre tamamen bağımsızdı ve kendi ihtiyaçlarını karşıladı. Tüm ihtiyaç duydukları şey, besinleri elde etmek ve atıkları ortadan kaldırmak için erken okyanusların sıcak et suyuna sürekli maruz kalmaktı.
Yaşamın evriminde bir sonraki büyük adım2
uzmanlaşmış hücre doku tipleri gelişti. Kas, sinir, epidermis ve kıkırdak, günümüzde gezegenimizi dolduran birçok karmaşık yaşam formunun gelişimini geliştirdi - çiçekli bitkiden tomurcuklanan genç astronoma! Ancak bu ilk organize yaratık, 700 milyon yıl önceki deniz sümüğü boyunca bir solucan (annelid) oyması olabilirdi. Gözleri ve merkezi sinir sistemi eksik, sadece dokunma ve tatma kapasitesine sahipti. Ama şimdi hayat farklılaşma ve uzmanlaşma kapasitesine sahipti. Yaratığın kendisi okyanus oldu…
İyi organize edilmiş yaratıkların ortaya çıkışı ile yaşamın hızı arttı:
500 MYA ile ilk omurgalılar evrimleşti. Bunlar muhtemelen görünürde eksik olan ancak çevrelerindeki kimyasal ve muhtemelen elektriksel değişikliklere duyarlı yılan balığı benzeri yaratıklardı.
450 MYA'ya kadar, ilk hayvanlar (böcekler) karadaki kök bitkilerine katıldı.
İlk omurgalılar yaklaşık 400 MYA denizden tırmandı. Bu, kıyı boyunca böceklere ve bitki yaşamına dayanan amfibi bir balık olabilir.
350 MYA - ilk “iguana benzeri” sürüngenler ortaya çıktı. Bunlar tek parça bir kafatasında güçlü, sert çenelere sahipti. Büyüdükçe, bu sürüngenler delikleri ekleyerek kafataslarını hafifletti (basit göz yuvalarının ötesinde). Dinozorlar dünyaya hakim olmadan önce, timsahlar, kaplumbağalar ve pterasaurlar (uçan sürüngenler) onlardan önce geldi.
İlkel memeliler neredeyse 220MY geri gider. Bu canlıların çoğu küçük ve kemirgen gibiydi. Daha sonraki versiyonlar plasentayı geliştirdi - ancak önceki türler sadece yumurtaları dahili olarak yumurtadan çıkardı. Elbette tüm memeliler sıcakkanlıdır ve bu nedenle vücut sıcaklığını korumak için özellikle yemek yemeleri gerekir - özellikle Eridanus nehri boyunca hafif gökadaları takip eden soğuk rüzgarlı gecelerde…
Memeliler gibi, sıcakkanlı kuşlar sürüngenlerden daha fazla gıda gerektirir - ancak sürüngenler gibi - yumurta bırakır. Uçuş yaratığı için kötü bir fikir değil! Bugün göksel kuşlar uçuyor (yazın sonlarında Kuğu Kuğu ve Kartal Aquila gibi) çünkü gerçek kuşlar 150 MYA kadar kanat aldı.
En erken primatlar, dinozorların yok oluşu sırasında bile vardı. Güçlü kanıtlar, dinozorların, asteroit - veya kuyruklu yıldızdan sonra, Meksika Birleşik Devletleri'nin Yucatan yarımadasını etkilediği fikrini destekliyor. Bu felaket olayından sonra “nükleer olmayan” bir kış inerken sıcaklıklar düştü. Bu koşullar altında gıda yedekdi, ancak sıcakkanlılık kendi kendine geldi. Bununla birlikte, bir tür “devasa” bir türün kısa bir süre sonra bir diğerinin yerini alması uzun sürmedi - memelilerin kendileri olağanüstü boyutlarda ve en büyüğü deniz rahminde gelişti ve şimdi büyük balinalar haline geldi.
“Korkunç kertenkelelerin” sonu yaşamın ilk kitlesel yok oluşu değildi - önceki dört ölümden önce gelmişti. Bugün, bu tür diğer felaket etkilerinin potansiyelinin farkında olan bazı dünya gökbilimcileri, güneş sisteminin oluşumundan kalan yerküreye yakın yörüngede biriken enkaz parçalarını izliyor. En küçük türler - örneğin göktaşları - zararsız göksel ışık şovlarını giyer. Büyük göktaşları (bolidler) zaman zaman “alev” yayarlar ve Dünya'ya çarptıkça “duman” izlerler. Daha büyük bedenler, kendi “parti çöküyor” malzemelerinin izlerini bile bırakmadan, kilometreler boyunca ormanlarda doğal yıkım uyanıklıklarını bıraktı. Ancak daha büyük davetsiz misafirlerin bu kadar alçakgönüllülükleri yoktur. Bir kilometre çapında bir asteroit veya kuyruklu yıldız, bir nüfus merkezi için mutlak bir felaket yaratır. Bu büyüklüğün on katı cisimler, dinozoryanın sonunu heceleyen türden büyük ölüme yol açabilir.
İnsanlar ilk önce 6MYA civarında dik yürüdüler. Bu muhtemelen proto-şempanzeler ve erken hominidler arasında ayrılan yolla meydana geldi. Bu ayrışma on milyon yıllık hızlı primat evrimini izledi ve altı milyon yıllık bir insan evrimi döngüsüne dönüştü. İlk taş aletler yaklaşık 2 milyon yıl önce insan eliyle hazırlanmıştı. Bir milyon yıl sonra insan türünün girişimci bazı üyeleri tarafından ateş yakıldı. Teknoloji çok yavaş bir ivme kazandı - yüz binlerce yıl, geçmişin aşiret toplumları tarafından kullanılan araçlarda önemli bir gelişme olmadan geçti.
Modern insanlar 200.000 yıl önce ortaya çıktı. Yaklaşık 125 bin yıl sonra Dünya gezegeni insan nüfusunun tamamını 10.000'den az kişiye indirmiş olabilecek bir olay meydana geldi. Bu olay doğada ekstra karasal değildi - Dünya'nın kendisi muhtemelen gaz yüklü bir magma odasının patlaması sırasında (batı ABD'deki Yellowstone Milli Parkı'nınkine benzer) “ateş ve kükürt” ortaya çıkardı. 65.000 yıl daha geçti ve taş devri tarım çağına yol açtı. 5000 yıl önce ilk şehir devletleri çok daha az misafirperver iklimlerle çevrili verimli vadilerde birleşti. Bütün medeniyetler geldi ve gitti. Her biri bir kültür meşalesi geçiriyor ve teknolojiyi yavaş yavaş geliştiriyor. Bugün, ilk insan eli şeklindeki cam merceklerden bu yana sadece birkaç kısa yüzyıl oldu ve insan gözünü Gece Gökyüzü'ne çevirdi.
Bugün büyük aynalar ve uzay sondaları, evrenin geniş alanlarını düşünmemizi sağlıyor. Herkesin hayal edebileceğinden daha bol bir yaşamla dinamik ve oldukça heyecanlı bir Kozmos görüyoruz. Işık ve madde gibi yaşam da uzay-zaman sürekliliğinin temel niteliği olabilir. Hayat, yerçekimi kadar evrensel olabilir ve gece gökyüzünün altında bir teleskopla yalnız bir akşam kadar kişisel olabilir ...
1 Aslında, en az bir amino asidin (glisin) radyo frekanslı spektrografik parmak izi, yıldızlararası ortam (ISM) içindeki geniş toz ve gaz bulutlarında bulunmuştur. (Bkz. Derin uzayda bulunan amino asit).
2 Hayatın daha az karmaşık olandan daha karmaşık biçimlere kadar gelişmesi, bilimsel anlaşmazlığın ötesinde bir sorudur. Bu sürecin tam olarak nasıl gerçekleştiği insan toplumunda derin bir bölünme meselesidir. Gökbilimcilerin - biyologların aksine - bu konuda herhangi bir teoriye sahip olmaları gerekmez. Şans mutasyonunun ve doğal seleksiyonun süreci yönlendirip yönlendirmediği veya bu tür şeyleri getirmek için görünmeyen bir “el” in var olması astronomik sorgulama alanının dışındadır. Gökbilimciler genel olarak evrendeki yapılara, koşullara ve süreçlere ilgi duyarlar. Hayat bu tartışmaya daha açık hale geldikçe, astronomi -özellikle de ekzobiyoloji- konu hakkında söylenecek daha çok şey olacaktır. Ancak gökbilimcilerin doğanın Big Bang şeklinde ani ve anlık bir “nihilo yaratma” gibi konularda konuşmasına izin verebilmesi, astronomik düşüncenin nihai kökenler açısından ne kadar esnek olduğunu göstermektedir.
Alındı: Exobiologist'e teşekkür ederim
Kendini organize eden yapıların oluşumu üzerindeki hidrofobik etkinin büyük önemi konusunda beni aydınlatan NASA'dan Andrew Pohorille. Eksobiyoloji hakkında daha fazla bilgi için lütfen NASA'nın Andrew ile iletişim kurma şansını bulduğum Uzayda ve Zaman İçinde Exobiology Yaşam resmi web sitesine bakın.
Yazar hakkında:
1900'lerin başındaki başyapıttan esinlenilen “Üç, Dört ve Beş İnç Teleskoplarla Gökyüzü” nden Jeff Barbour, yedi yaşında astronomi ve uzay bilimlerine başladı. Şu anda Jeff zamanının çoğunu gökleri gözlemlemeye ve web sitesini sürdürmeye ayırıyor
Astro.Geekjoy.
