İnsanoğlunun sonu gelmez merakı, dünya dışında bir yaşam olup olmadığı ile ilgili birçok spekülasyona ve araştırmaya yol açmıştır. Bu merak, Voyager’larla uzayın engin derinliklerinde hassas gözlemler yapmamıza neden olmutur. Astrofiziğin en temel meraklarından biri de dünya dışı bir uygarlık varsa (yani bir gün keşfetmemiz mümkün olursa) bunların nasıl bir doğaya sahip oldukları ile ilgilidir.

Biyokimyadan yola çıkacak olursak, dünya dışında arayacağımız yaşam formu, karbon bazlı olacaktır. Bilim kurgu filmlerinde bile karbon bazlı yaşam formundan pek uzaklaşılmaz. Çoğunlukla karbon yerine karbonun yakın kuzeni olan silikon (silisyum) bazlı yaşam formları ile karşılaşırız.

Carl Sagan, bu dar görüşlülüğü “Karbon Şovenizmi” olarak adlandırmıştır. Ona göre doğru olan, hayal gücünü Dünya’daki yaşama benzeyeceği varsayımından kurtarmamız gerekir.

Dünyada dominant yaşam formu karbon bazlı olduğundan, Dünya dışında bulacağımız yaşam formunun da karbon bazlı olacağını ummak mümkün olan en makul tahmindir.

Peki karbonu bu kadar özel kılan nedir?

Yaşamın kompleksliği ve karbon

Bitki veya hayvan olsun tüm yaşam formları, son derece komplekstir. Kendisini kopyalayan ilk organizma, evrimle giderek daha kompleks moleküllerin ortaya çıkmasına, bu da daha kompleks biyolojik fonksiyonların gelişimine neden olmuştur. Burada ‘kompleks’, milyonlarca karmaşık kimyasal bağın birleşerek, daha yüksek yaşam formlarının oluşmasını sağlayan zorunlu reaksiyonları ifade eder.

Tüm çeşitliliği ile yaşam

İlkel bir yaşam formu olan Amip’in moleküler yapısı, bir köpekten ya da daha yüksek yaşam formuna sahip olan memeliden çok daha basittir. Moleküler karmaşıklık; solunum, sindirim, boşaltım ve en önemlisi üreme gibi işlevlerin sentezini sağlamıştır. Bunların hiçbiri karbon olmadan gerçekleşemezdi. Karbon olmasaydı DNA, proteinler, yağlar, şeker, kas ve yağ dokusu veya yaşamı oluşturan hiçbir madde var olamazdı.

İnsanoğlunun bildiği 118 element olmasına karşın organik yaşamın oluşmasında bunların sadece 5-6’sı kullanılmıştır. Bunlardan en yaygın olanı karbondur. Karbonu bu kadar üstün kılan termodinamik ve kimyasal özellikleridir.

Neden karbon?

Bir karbon atomu 4 valans elektronundan oluşur. Bu da dört tek bağ (metan), iki çift bağ (karbondioksit) ve bir üçlü bağ (asetilen) oluşturabilir. Aslında karbonu özel kılan, bu karmaşık bağları oluşturabilmesi değil, bunları kolay ve esnek bir şekilde oluşturabilme kabiliyetidir. Periyodik tabloda karbonla aynı kolonunda yer alan tüm elementler 4 valans elektronuna sahiptir. Ancak bunların oluşturdukları bağların stabilitesi karbon ile kıyaslanamaz.

DNA çift sarmalının dört bazlı çift parçasının kimyasal yapısı.

Periodik tabloda karbonun hemen altında yer alan silikon bile sayısız molekül oluşturur ama çift bağlı bir karbondan farklı olarak, çift bağlı silikon molekülü geçicidir. Yani stabil değildir. Bu durum, çift bağlı silikon atomlarının, tek bağlı silikon atomlarına ayrılmasına neden olur.

Yaşamın devamlılığını sağlayan hidrokarbonlar gibi karbon moleküllerinin kolaylıkla parçalanamayacak kadar sert ve adaptasyonu sağlayacak kadar esnek oluşlarıdır. Bu, enzimlerin karbon moleküllerini kolaylıkla manipüle etmesini sağlar. Bununla birlikte silikon ile gerçekleşen reaksiyonlar bu kadar etkili değildir. Örneğin silikon dioksit (kum) karbondan çok daha büyük bir molekül olmasına karşın karbondioksit gibi kolaylıkla gaz olarak bulunamaz.

Dünyada silikon bazlı bir yaşamın oluşması mümkün değildir. Silikon karbona göre daha reaktiftir. Silikon molekülleri, hidrokarbonlar gibi uzun zincirler oluşturabilir fakat karbona göre oksijenle daha düşük sıcaklıklarda reaksiyona girer. Bu da silikon zincirlerinin atmosferimizde varlığını sürdüremeyeceği anlamına gelir. Aslında organizmalar, enerjiyi doğrudan hidrokarbonlar olarak depolasalardı, karbon bazlı yaşam da mümkün olmazdı. Aslında bir çeşit hidrokarbon olan alkanlar (petrol, metan vb.) da son derece yanıcıdır ancak karbon bazlı organizmalar enerjiyi, çok farklı kimyasal özellikler gösteren şeker, yağ, alkol ve diğer hidrokarbonlar olarak depolar.

Panama tropikal yağmur ormanlarından zehirli kurbağa.

Bütün bu özellikler, karbonun dört valans elektronuna sahip en küçük atom olmasıyla açıklanabilir. Boyutu, yaşamı sağlamak için idealdir. Bununla birlikte doğa bu hammaddeden yoksun olsaydı bugün bildiğimiz anlamda bir yaşam mümkün olmazdı. Gezegenimizde karbon bol miktarda bulunduğundan doğa fırsatı değerlendirmiş ve yaşamın oluşumu bu özellikleri güçlendirmiştir.

Kaynaklar:

Benzer Kanıtlar