Türkçe Bilgi logo TürkçeBilgi

Abiogenesis

Kısaca: Doğa bilimlerinde abiyogenez, yaşamın kökeni sorusu, yeryüzünde yaşamın canlı olmayandan nasıl gelişebildiğinin araştırılmasıdır. Bilimsel uzlaşmaya göre abiyogenez günümüzün 4,4 milyar yıl öncesi ile 2,7 milyar yıl öncesi arasında meydana gelmiştir. ...devamı ☟

Abiogenesis
Abiogenesis

dablink|Bu konu maddesi yaşamın kökeni hakkında modern bilimsel araştırmaları esas almıştır.Yaşamın kökeni hakkındaki dinsel açıklamalar için bknz yaratılış inancı.

Kambriyen öncesi stromatolitler . 2002`de, UCLA`dan William Schopf bilimsel dergi ``Nature`` `da bu tip jeolojik oluşumların 3.5 milyar yaşında fosilleşmiş alg mikroorganizmaları içerdiğini iddia eden tartışma yaratan bir makale yayımladı.cite web|url=http://www.abc.net.au/science/news/space/SpaceRepublish_497964.htm|başlık=Is this life? ABC Science Online|erişimtarihi=2007-07-10 Eğer bu doğru ise, bunlar yeryüzündeki yaşamın bilinen ilk örnekleri olacak.]

Abiogenesis; ``yaşamın kökeni`` sorusu, doğa bilimlerinde, yeryüzünde yaşamın canlı olmayandan nasıl gelişebildiğinin araştırılmasıdır. Bilimsel uzlaşmaya göre abiogenesis ilk kez su buharının sıvılaştığı ,Simon A. Wilde, John W. Valley, William H. Peck and Colin M. Graham, ``Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago``, Nature 409, 175-178 (2001) doi|10.1038/35051550 4,4 milyar yıl öncesi ile fotosentez cite web|url=http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/887701846v502u58/|başlık=www.journals.royalsoc.ac.uk/content/887701846v502u58/|erişimtarihi=2007-07-10cite web|url=http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/814615517u5757r6/|başlık=www.journals.royalsoc.ac.uk/content/814615517u5757r6/|erişimtarihi=2007-07-10 yapmak için gereken mineral, çökelti cite web|url=http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/01273731t4683245/|başlık=www.journals.royalsoc.ac.uk/content/01273731t4683245/|erişimtarihi=2007-07-10cite web|url=http://geology.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/34/3/153|başlık=geology.geoscienceworld.org/cgi/content/abstract/34/3/153|erişimtarihi=2007-07-10 ve moleküler biyolojik göstergeleri işaret eden sabit karbon (12C and 13C), demir ve sülfür izotop oranlarının yeterli seviyede olduğu 2,7 milyar yıl öncesi arasındaki zaman diliminde meydana gelmiştir. Bu konu aynı zamanda, Big Bang den cite web|url=http://map.gsfc.nasa.gov/m_mm/mr_age.html|başlık=map.gsfc.nasa.gov/m_mm/mr_age.html|erişimtarihi=2007-07-10 beri Evren in 13,7 milyar yıllık evrimi sırasında olduğu düşünülen olası güneş sistemi dışından veya dünya dışından yaşamın kaynaklandığını öne süren panspermia ve dış kaynaklı (ing:exogenic) kuramları da içermektedir.

Yaşamın kökeni çalışması biyoloji ve insanın doğal dünyayı anlaması üzerinde çok büyük etkisi olmasına rağmen sınırlı bir araştırma alanına sahiptir. Bu sahadaki ilerlemeler, birçok insanın ilgisini araştırılan sorunun önemi yüzünden çekse de genellikle yavaş ve nadirdir. Önerilen bir çok kuram içinde demir-sülfür kuramı (önce metabolizma) ve RNA dünya hipotezi (önce genler) en çok rağbet görenlerdir. Chapter 6, last section in Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K and Walter P, ``Molecular Biology of the Cell``, 4th Edition, Routledge, March, 2002, ISBN 0-8153-3218-1.

Kavramın Bilimsel Tarihi

19. yüzyılın başına kadar insanlar nadiren yaşamın canlı olmayan maddeden kaynaklandığına inanıyorlardı.

Kendiliğinden Oluş



Abiogenesisin klasik anlayışına göre, günümüzde daha açık kendiliğinden oluş olarak bilinen kavrama göre; karmaşık, canlı organizmalar organik maddelerin çürümesi ile; örnek vermek gerekirse fareler depolanmış tahıldan veya kurtçuklar kendiliğinden ette oluşur, oluşmaktadır.



Aristo ya göre yaprak bitleri bitkilerin üstüne sinen nemden, pirelerin kokuşmuş maddelerden, farelerin kirli tahıldan, timsah ve benzeri mahlukatın suyun derinliklerindeki çürümüş ağaç kütüklerindena€¦ meydana geldikleri su götürmez bir gerçekti. Onyedinci yüzyılda bu iddialar sorgulanmaya başlandı; mesela Sir Thomas Browne, 1646`da yayımlanan Pesudoxia Epidemica sı; alt başlığı ``Genel Kabul Gören Öğretilerin ve Gerçeklerin Sorgulanması``, yanlış inanışlara ve kabaca işlenen hatalara bir saldırıydı. Çıkarımları büyük oranda kabul görmedi; örnek vermek gerekirse çağdaşı Alexander Ross şunları yazmıştı: “Bunu (kendiliğinden oluşu) sorgulamak nedeni, algıyı ve deneyimi sorgulamaktır. Eğer şüphesi varsa bırakalım Mısır`a gitsin ve orada yerliler için bir felaket olan Nil`in çamurundan doğan tarlalar dolusu fare bulacaktır." Balme, D.M. (1962), "Development of Biology in Aristotle and Theophrastus: Theory of Spontaneous Generation" (Phronesis: A journal for Ancient Philosophy, Volume 7, Numbers 1-2, 1962), pp. 91-104(14)

1546`da fizikçi Girolamo Fracastoro salgın hastalıkların canlı olmayabilecek çok küçük, görünmez parçacıklardan ve “sporlardan” kaynaklanabileceğini kuramsallaştırdı ancak bu görüş büyük oranda kabul edilmedi. Daha sonra Robert Hooke 1665`te bir mikroorganizmanın ilk çizimlerini yayımladı. Kendisi aynı zamanda mantar örneklerini gözlemlerken keşfettiği hücreyi adlandırarak itibar kazandı.

1676`da Anton van Leeuwenhoek mikroorganizmaları keşfetti; yaptığı çizimlere göre protozoa ve bakterileri ilk kez onun gördüğü düşünülüyor. Bu mikroskobik dünyaya dönük ilgiyi ateşledi. Dobell, C. (1960), "Antony Van Leeuwenhoek and his little animals"New York (EUA)

İlk adım 1688`de bir et parçasına sineklerin yumurtalarını bırakması engellendiğinde larvaların oluşamadığının kanıtlamasıyla İtalyan Francesco Redi tarafından atıldı.

17. yüzyıldan günümüze en azından bütün yüksek ve gözlenebilir organizmalarda, daha önceki kendiliğinden oluş iddiasının yanlış olduğu açık bir şekilde gösterilmiştir. Karşı görüş ise omne vivum ex ovoşunu savunuyor gibi gözüküyordu; her canlı daha önce yaşayan bir canlıdan gelir (Latince edebi ifade ile “bir yumurta”dan)

1768`de Lazzaro Spallanzani mikropların havadan geldiklerini ve ısıtılarak öldürülebileceklerini kanıtladı. Ancak 1861`de Louis Pasteur hücre teorisini destekleyen dikkatlice planlanmış deneylerle bakteri ve mantarlar gibi organizmaların canlı olmayan maddelerden kendiliğinden nasıl üreyemeyeceğini kanıtladı.

Darwin ve Pasteur



19. yüzyılın ortalarında Pasteur ve diğer araştırmacılar canlıların canlı olmayan maddeden kendiliğinden üreyemeyeceğini kanıtlayınca yaşamın doğal yollardan nasıl meydana geldiği sorusu ortaya atıldı.

Charles Darwin,1 Şubat 1871`de Joseph Dalton Hooker`a yazdığı mektupta First life on Earth windmillministries.org, Retrieved on 2008-01-18 yaşamın ilk ateşinin ``“sıcak bir su gölcüğünde, bütün amonyak ve fosfor tuzları, güneş ışığı, sıcaklık, elektrik akımı vb daha karmaşık değişimlere gidebilecek bir protein bileşiğinin kimyasal olarak oluşmasıyla”`` yakılmış olabileceği iddiasını dile getiriyordu.

Bu iddiasını şöyle açıklamaya devam ediyordu: “canlı organizmaların oluşumundan önceki bir olgu olarak artık tespit edilemeyecek şekilde günümüzde bu madde çoktan ortadan kalkmış veya sindirilmiştir.” "It is often said that all the conditions for the first production of a living organism are now present, which could ever have been present. But if (and oh! what a big if!) we could conceive in some warm little pond, with all sorts of ammonia and phosphoric salts, light, heat, electricity, &c., present, that a proteine compound was chemically formed ready to undergo still more complex changes, at the present day such matter would be instantly devoured or absorbed, which would not have been the case before living creatures were formed." written in 1871, published in Darwin, Francis, ed. 1887. ``The life and letters of Charles Darwin, including an autobiographical chapter.`` London: John Murray. Volume 3. p. 18 Diğer bir deyişle bu işin ancak arınık (steril) laboratuar ortamında araştırılabileceğini ifade ediyordu.

Haldane ve Oparin





1924`te Aleksandr Ivanovich Oparin, yaşamın evrimi için gerekli yapıların oluşmasında ihtiyaç duyulan organik moleküllerin sentezlenmesini atmosferde bulunan oksijenin engellediğini deneyle kanıtlayana kadar elle tutulur bir ilerleme kaydedilemedi. Oparin, ``Yeryüzünde Yaşamın Kökeni`` Oparin, A. I. (1968), The Origin and Development of Life (NASA TTF-488). Washington: D.C.L GPO,1968 Oparin, A. I. The Origin of Life. New York: Dover (1952) isimli eserinde güneş ışığının etkisinde oksijensiz bir atmosfer ortamında organik moleküllerin “en eski çorba”sının yapılabileceğini tartıştı. Bunlar daha yoğun ve hidrofobik kuvvetlerle bir araya getirilmiş bir lipid damlasında çözünene kadar daha karmaşık biçimlerde bir araya gelmiş olabilirdi. Bu damlalar diğer damlalarla bir füzyon ile büyümüş olabilir ve kardeş damlalarla bölünmelerle yeniden üretilebilmiş ve böylece "hücre bütünlüğünü" sağlayan ve günümüzde var olmayan etkenlerle basit bir metabolizma oluşmuş olabilirdi. Günümüzdeki birçok yaşamın kökeni kuramı Oparin`in düşüncelerini başlangıç noktası olarak alır. Aynı tarihlerde J.B.S. Haldane de -şimdiki okyanuslardan çok farklı olan- yaşam öncesi okyanusların, yaşamın yapı taşları olan organik bileşikleri içeren “çok sıcak çorbalar” oluşturduklarını iddia etti. Bu düşünce biopoiesis veya biopoesis; canlıların canlı olmayan ama kendi kendini üreten maddelerden oluşması işlemi, olarak adlandırılmıştır. Bryson, Bill (2003) A Short History of Nearly Everything pp. 300-302; ISBN 0-552-99704-8

Dünyanın Oluşumundaki Şartlar

Morse ve MacKenzie Morse, J.W. and MacKenzie, F.T. (1998). "Hadean Ocean Carbonate chemistry." In: ``Aquatic Geochemistry`` 4: 301-319, okyanusların dünya oluştuktan 200 milyon yıl kadar sonra, yüksek sıcaklığın (100,00 C) azaldığı bir iklimde ve hızla doğal pH derecesine yaklaşık 5,8`e yaklaştığı Hadean döneminde meydana gelmiş olabileceğini iddia etmektedirler. Bu iddia daha önceleri 4,1-4,2 milyar ile 4.404 milyar yaşında olduğu düşünülen Batı Avustralya`daki Narryer Dağı`nda değişime uğramış kuvarsitteki zirkon kristallerini tarihlendiren Wilde Wilde, S.A. et al (2001), "Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans 4.4 Gyr ago", ``"Nature"``409 pp.175-178 tarafından desteklenmektedir. şu anlama gelmektedir: okyanuslar ve kıtasal kabuk Dünya`nın oluşumunu takip eden 150 milyon yıl içinde oluştu. Buna rağmen Hadean döneminin iklimi yaşamın oluşması için uygun değildi. Çapı 500 kilometreyi bulan büyüklükteki nesnelerin sık sık dünyaya çarpması dünyayı çepeçevre saran bulutlanmaya neden olabilecek şekilde sıcak buğu ile karışık kaya tozu ile çarpma sonrası birkaç ay içinde okyanusların buharlaşmasına neden olmuş olabilir. Birkaç aydan sonra bulutların yüksekliği azalmaya başlamış ancak bulut seviyesi sonraki bin yıl içinde alçaldıkça yağmura dönüştüğü için büyük olasılıkla gene yükselmiş olabilir. Daha sonraki iki bin yıl içinde yağmurlar yavaşça bulutların yüksekliğini düşürdüğünden çarpma olayından Sleep, N.H. et al (1989) "Annihilation of ecosystems by large asteroid impacts on early Earth" ``"Nature"``342, pp139-142 sadece 3000 yıl sonra okyanuslar orijinal derinliklerine ulaşmıştır. Ayı ve iç gezegenleri (Merkür, Mars ve muhtemelen Dünya ve Venüs`ü) 3,8 milyar yıl ile 4,1 milyar yıl arasında çiçek bozuğu gibi yüzeylere sahip hale getiren Dev Gaz Kütleli Gezegenlerin pozisyonlarındaki hareketler sonucu oluşan olası Yakın Dönem Ağır Bombardıman, büyük olasılıkla eğer o zamana kadar yeryüzünde yaşam meydana gelmişse onu ortadan kaldırmıştır.

Çarpma sonucu meydana gelen yıkıcı çevresel hasarlar sırasında olan zaman aralığını incelenmesi kendi kendini üreten proto-organizmaların oluşumu için gereken süreyi uzatmıştır; zamandaki bu ara verme nedeniyle hayatın kendini var edişi daha erken ve farklı tarihlerde söz konusu olmuş olabilir. Maher ve Stephenson`un çalışması Maher, Kevin A. and Stephenson, David J (19880 "Impact frustration of the origin of life" (Nature. Vol. 331, pp. 612-614. 18 Feb. 1988) eğer derin denizde hidrotermal ortam yaşamın kökeni için uygun bir ortam sağlamışsa, abiogenesis eğer yeryüzünün yüzeyinde olmuşsa 3.7 ve 4 milyar yıl önceki bir zaman aralığında yok eğer derin deniz ortamında oluşmuşsa 4 ve 4.2 milyar yıl önceki zaman aralığında oluşabileceğini göstermektedir.

Başka bir araştırma yaşam için daha serin bir başlangıç önermektedir. Stanley Lloyd Miller tarafından yapılan araştırma sentez yapmak için Adenin ve Guanin unsurlarının donma koşullarına ancak Sitozin ve Urasil`in kaynama sıcaklıklarına ihtiyaç duyduğunu göstermiştir. Michael P. Robertson and Stanley L. Miller, "An Efficient Prebiotic Synthesis of Cytosine and Uracil," ``Nature 375`` (1995), pp. 772-774 Araştırmasına dayanarak yaşamın kökeninin dondurucu soğuğa ve patlayan meteoritlere ihtiyaç duyduğunu iddia etmiştir. J.L. Bada, C. Bigham, and S.L. Miller, "Impact Melting of Frozen Oceans on the Early Earth: Implications for the Origin of Life," ``Proceedings of the National Academy of Sciences``, USA 91 (February 1994), pp. 1248-1250 Discover dergisinde yayınlanan bir makale, 1972 - 1997 arasında Antarktika (Güney Kutbu)`da buza bırakılan amonyak ve siyanürün ,cite journal |last=Levy |first=M |coauthors=Miller SL, Brinton K, Bada JL. |year=2000 |month=June |title=Prebiotic synthesis of adenine and amino acids under Europa-like conditions. |journal=Icarus |volume=145 |issue=2 |pages=609-13 |pmid=11543508 |url=http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez |accessdate= 2008-02-11 |quote= buzda yedi değişik amino asit ve 11 tip nükleobaz oluşturması üzerine Miller`ın araştırmasına ve yeni bir RNA ipliği oluşumuna rehberlik eden tek iplikli bir RNA zincirini- kalıbını kullanarak donma koşullarında 400 baz uzunluğunda RNA moleküllerinin oluştuğunu gösteren Hauke Twins`in araştırmasına dikkat çekmektedir. Bu yeni RNA ipliği büyüdükçe kalıba bağlanmaktadır. cite journal |last=Trinks |first=Hauke |coauthors=Schröder, Wolfgang; Biebricher, Christof 
|year=2005 |month=October |title=Ice And The Origin Of Life |journal=Origins of Life and Evolution of the Biosphere |volume=35 |issue=5 |pages=429-445 |doi=10.1007 |url=http://www.ingentaconnect.com/content/klu/orig/2005/00000035/00000005/00005009#aff_1 |accessdate= 2008-02-11 |quote=  Bu kadar düşük sıcaklıkta bu tepkimelerin sıra dışı hızının açıklaması ötektik donmadır. Buz kristali oluşurken, saf halde kalır: Tuz veya siyanür gibi saflık bozucular dışarı atılırken sadece su molekülleri büyüyen kristale katılır. Bu dışarı atılan maddeler ise buz içindeki sıvının mikroskobik ceplerinde birikir ve bu birikme sıklıkla moleküllerin kırılmasına neden olur.  Discover Magazine article ``Did Life Evolve in Ice?`` published February 2008


Yaşamın erken dönemde belirmesinin kanıtı Batı Grönland`daki Isua süper kabuk kemerinde ve yakınındaki Akilia Adası`ndaki benzer oluşumlarda bulunmaktadır. Kaya oluşumlarına giren karbonun, aˆ’20 and aˆ’30 arasında δ13C`ye sahip bir biokütleye ait 12C a€˜in öncelikli canlılık geri emiliminden dolayı -5,5 civarında saf δ13C yoğunluğuna sahiptir. Bu izotopik parmak izleri çökeltilerde saklanmıştır ve Mojzis Mojzis, S.J. et al (1996), "Evidence for life on earth before 3,800 million years ago", ``"Nature"`` 384 pp.55-59 bu tekniği yeryüzünde yaşamın yaklaşık olarak 3.85 milyar yıl önce başlamış olduğunu kanıtlamak için kullanmıştır. Lazcano ve Miller (1994) yaşamın evriminin hızının orta okyanus denizaltı akıntıları ekseninde suyun yeniden dolaşımıyla belirlendiğini iddia etmektedir. Tam bir yeniden dolaşım 10 milyon yıl sürmektedir, böylece üretilen her türlü bileşik 300 °C`yi geçen sıcaklıklarla ya değişime uğramış ya da ortadan kaldırılmıştır. Heterotrof ilkel bir DNA/proteininin 7000 genli flamentöz bir siyanobakteriye dönüşmesi için 7 milyon yıla ihtiyaç olduğunu tahmin edilmektedir. Lazcano A, and S.L. Miller (1994) "How long did it take for life to begin and evolve to cyanobacteria"" ``"Journal of Molecular Evolution" 39 pp.546-554

Günümüzdeki Modeller

Gerçekte yaşamın kökeni için standart bir model yoktur. Ancak günümüzdeki modellerin çoğu, aşağıda iddia edilme güncelliğine göre kaba bir sıralaması yapılmış olan yaşam için gerekli moleküler ve hücresel bileşenlerin keşif sayısına dayanarak oluşturulmuştur:

" target="_blank"> temel amino asitlerden biridir]

  1. Akla yatkın olan canlılık öncesi şartlar amino asitler gibi yaşamın temel basit moleküllerinin monomerlerinin oluşmasını sağlar. Bu Miller-Urey deneyi ile 1953`te Stanley Lloyd Miller ve Harold Clayton Urey tarafından gösterilmiştir.
  2. Fosfolipidler (in uygun bir uzunluğu) hücre duvarının temel bir bileşeni olan çift katlı lipit katmanını kendiliğinden oluşturabilir.
  3. Rastgele RNA moleküllerinin içine nükleotid polimerizasyonu kendi kendini üreten ``ribozim``lerin oluşmasına neden olmuş olabilir.(``RNA dünya hipotezi``)
  4. Katalitik etkililik ve ayrım için doğal seçim baskısı, peptidil transferin (küçük proteinlerin oluşmasına rağmen) katalize edilmesini sağlayan ribozomlarda sonlanır bu sayede daha iyi katalizörler oluşturmak için oligopeptidler RNA ile bir bütün oluştururlar. Böylece ilk ribozom meydana gelir ve protein sentezi daha yaygınlaşır.
  5. Proteinler katalitik yetenek açısından ribozomlarla rekabet ederek geçmişlerdir ve dolayısıyla dominant biopolimer olmuşlardır. Nükleik asitler genom kullanımında öncelikli olmaktan engellenmişlerdir.
Çökelme olmadığı sırada temel biyomoleküllerin kökeni, 2. ve 3. adımların sıralaması ve öneminden daha tartışmalıdır.

Yaşamın kendilerinden kaynaklandığı düşünülen temel kimyasal maddeler ise şunlardır:
  1. Metan (CH4),
  2. Amonyak (NH3),
  3. Su (H2O),
  4. Hidrojen sülfür (H2S),
  5. Karbon dioksit (CO2) veya karbonmonoksit (CO), ve
  6. Fosfat (PO43-).
Moleküler oksijen (O2) ve ozon (O3) ya çok azdı veya yoktu. 2008 yılı itibarıyla yaşamın gerekli özelliklerini taşıyacak temel bileşikleri kullanarak henüz hiç kimse bir "proto hücre" oluşturabilmiş değil (nam-ı diğer ``"bottom-up-approach"`` ``"dip yaklaşımı"``) Bu arada, bazı araştırmacılar, mesela Steen Rasmussen Los Alamos Ulusal Laboratuarı`nda ve Jack Szostak Harvard Üniversitesi`nde dikkate değer çalışmalar yapıyorlar. Diğer araştırmacılar ise "tepe üstü yaklaşım"ın daha verimli olup olmayacağını tartışıyorlar. Craig Venter ve Genom Araştırma Enstitüsü`ndeki bir grubun bu anlayıştaki bir yaklaşım denemesi şunu içermektedir; varolan prokaryotik hücreleri yaşam için en alt düzeydeki gereksinimleri tespit etmek adına yaşamlarını sürdürebilecekleri en az sayıdaki gen sayısını tespit edinceye kadar işleme tabi tutmak. Biyolog John Desmond Bernal, bu işlem için Biopoesis terimini geliştirmiştir ve yaşamın kökenini açıklamada belirlenebilecek belli sayıda tanımlı aşama olduğunu iddia etmektedir:
  • Aşama 1: Biyolojik monomerlerin kökeni
  • Aşama 2: Biyolojik polimerlerin kökeni
  • Aşama 3: Moleküllerin hücreye evrimi
Bernal, Darwinci evrim çok daha önce; 1. ve 2. aşamaların arasında olabileceğini iddia etmektedir.

Organik Moleküllerin Kökeni

Dünyanın oluşumunda organik moleküllerin üç adet kökeni vardı:
  1. diğer enerji kaynakları aracılığıyla organik sentezleme yapma (ultraviyole ışığı veya elektrik boşalmaları gibi) (örnek:Miller`ın deneyleri).
  2. dünyadışı nesnelerden (ör: karbon kondirit);
  3. ani şoklardan kaynaklanan organik sentezlerden


Bu kaynaklara dair son zamanlarda yapılan tahminlerde dünyanın erken dönemine ait atmosfer ortamında -3.5 milyar yıldan önceki zamanda- meydana gelen ağır bombardıman sonucu meydana gelen organik madde miktarının diğerleri ile kıyaslanınca çok daha fazla olduğu iddia edilmektedir.Chyba, Christopher and Sagan, Carl (1992),"Endogenous production, exogenous delivery and impact-shock synthesis of organic molecules: an inventory for the origins of life" (Nature 355, 125-132 (09 January 1992))

Miller deneyleri (İlkel Çorba Teorisi)

Bakınız|Miller deneyi 1953`te profesör Harold Urey ve asistanı Stanley Lloyd Miller bir deneyle, organik moleküllerin dünyanın oluşum döneminde inorganik maddelerden kendiliğinden oluştuğunu gösterdi. Günümüzde çok ünlü olan bu deney temel organik monomerlerin oluşumunu sağlamak için ileri derecede azaltılmış bir gaz karışımı - metan, amonyak ve hidrojen kullanmıştı.

``Ancak Miller-Urey deneyindeki gaz karışımının dünyanın ilk dönemlerindeki atmosferi ne kadar yansıttığı tartışmalı bir konudur.`` Diğer daha az seyreltilmiş gazlar daha düşük bir birikim ve çeşitlilik göstermektedir. Önceleri yaşam öncesi atmosferde yeterince oksijen olduğu tahmin ediliyordu:organik moleküllerin oluşumunu engellemek açısından ancak günümüzde anlaşılmıştır ki bu doğru değil.Bakınız Oksijen Çelişkisi.

Basit organik moleküller elbette tam anlamıyla çalışan kendi kendini üreten yaşam formundan daha çok uzaktı. Ancak yaşam öncesi hiç bir oluşumun olmadığı bir çevrede biraraya geldiler ve kimyasal evrim ("çorba teorisi") için zengin bir ortamın oluşmasını sağladılar. Diğer taraftan bu şartlar altında cansız maddelerden oluşan monomerler sayesinde üst düzey polimerlerin kendiliğinden oluşumu kolay anlaşılabilir bir işlem değildir.``Deneylerde yaşamın oluşumu için gerekli temel organik monomerlerin yanısıra polimerlerin oluşumunu engelleyecek bileşikler de oluşmuştur.``

En önemli iddia kısmını oluşturan “bir proto hücre oluşturmak için yoğun etkileşim içindeyken görece olarak basit organik yapı bloklarının nasıl polimerize olduğu ve daha karmaşık yapılar oluşturdukları” sorusunun bu teori tarafından yanıtsız bırakıldığı tartışılmaktadır. Mesela suyun bol olduğu ortamda oligomerlerin/polimerlerin kendi bileşenleri olan monomerlere hidrolizi tek monomerlerin polimerlere yoğunlaşmasına tercih edilecektir. ``Aynı zamanda Miller deneyi amino asitlerle tepkimeye girecek veya peptid zincirini kıracak bir çok ürün ortaya çıkarmaktadır.``

Derin deniz rüzgarı teorisi



Dünyada yaşamın kökenine dair derin deniz rüzgarı teorisi, gezegeni çevreleyen ay veya gezegenlerin çekim kuvveti gibi mekanizmalar nedeniyle ısınan kimyasal açıdan zengin sıvıların deniz tabanından yüzeye yükselmesiyle yaşamın başlamış olabileceğini iddia etmektedir.Kimyasal enerji, karbon dioksit gibi uygun bir oksidan ile temas eden rüzgardan gelen hidrojen sülfit ve hidrojen gibi redoks reaksiyonları (tepkimeleri) ile elde edilen indirgenmiş gazlardan elde edilmiştir.This theory may be a way life could have started on the Saturn moon Enceladus. See ``A Perspective on Life on Enceladus: A World of Possibilities`` for details..

Fox deneyleri

1950`lerde ve 1960`larda Sidney W. Fox, dünyanın ilk oluşum zamanında mantığa uygun olabilecek koşullar altında peptit yapılarının kendiliğinden oluşumunu çalıştı. Amino asitlerin kendiliğinden küçük peptitler oluşturabileceğini gösterdi. Bu amino asitler ve küçük peptitler mikroküreler olarak adlandırılan kapalı küresel yapılar oluşturmuş olabilirdi. Experiments on origin of organic molecules Nitro.biosci.arizona.edu, Retrieved on 2008-13-01

Eigen hipotezi

1970`lerin başında yaşamın kökeni sorunu için Max Planck Enstitüsü Biyofizik Kimyası Bölmü`nden (Max Planck Institute for Biophysical Chemistry) Manfred Eigen ve Peter Schuster bir hipotez geliştirdi. Yaşam öncesi çorbada moleküler kaos ve kendi kendini üreten hiper daire (hypercycle) arasındaki geçiş süreçlerini incelediler. Manfred Eigen and Peter Schuster: The Hypercycle: A principle of natural self-organization, 1979, Springer ISBN 0-387-09293-5

Bir hiper dairede(hypercycle), bilgi depolama sistemi (muhtemelen RNA) ilk bilgi depolama sistemindeki son katkıların üretimini takiben başka bir bilgi sisteminin oluşumunu tezgenleyen (katalize eden) bir enzim üretir. Matematiksel olarak hiper dairelerin(hypercycle), doğal seçim ekseninde bir çeşit Darwinci evrime uğrayan quasispecies (çeyrek tür öneriliyor) meydana getirebileceğini göstermişlerdir. Hiper daire(hypercycle) teorisine önemli bir destek RNA`nın bazı durumlarda kendi kimyasal tepkimelerini (reaksiyonlarını) tezgenleyebilme (katalize edebilme) yeteneğine sahip olan ribozimler oluşturabilmesinin keşfedilmesiyle geldi. origin of life thebioreview.com Retrieved on 2008-01-14 Ancak bu tepkimeler (uzun bir RNA molekülünün daha kısalaştığı) kendi kendine kısalmalarla ve herhangi bir yararlı proteini kodlama yeteneğinden yoksun daha nadir küçük eklemelerle sınırlıdır. Hiper daire (hypercycle) teorisi daha sonraları gözden düşmüştür çünkü hipotetik RNA Miller-Urey deneyinin gerçekleştiği şartlarda oluşamayan nükleotidler gibi karmaşık biyokimyasalların varlığına ihtiyaç duymaktaydı.

Wí¤chtershí¤user`ın hipotezi

Bakınız|demir-sülfür kuramı
]

İçinden çıkılmaz bir soruna dönen polimerizasyon problemine getirilen yanıtlardan birisi ise 1980lerde Günter Wí¤chtershí¤user`ın demir-sülfür kuramı oldu. Bu teoriye göre teorisyen (biyo)kimyasal patikaların yaşamın evriminin temeli olduğunu öne sürdü. Sonra basit gaz bileşiklerinden organik yapı bloklarının sentezi (bireşimi) için alternatif (seçenek) yollar sağlayan en eski reaksiyonlara(tepkimelere) kadar bugünün biyokimyasını götüren tutarlı bir sistem sundu.

Dış enerji kaynaklarına ihtiyaç duyan klasik Miller deneylerinin tersine "Wí¤chtershí¤user sistemleri" kendi içinden enerji sağlamaktadır; demirden sülfür ve diğer mineraller (ör:pirit) Bu metal sülfitlerin redoks (redoks; yük-in) reaksiyonlarından (tepkimelerinden) ortaya çıkan enerji sadece organik moleküllerin sentezi için değil aynı zamanda oligomerlerin ve polimerlerin sentezi (bireşimi) için de vardı.

Yapılan deneyde az bir miktar dipeptid (%0.4 ten % 12.4`e kadar) ve az bir miktar tripeptid (%0.10) üretildi. Ancak yazarlar aynı zamanda şu notu eklediler: “aynı benzer koşullar altında dipeptitler hızlıca hidrolize edildi (suyla kesime uğradılar)” Huber, C. and Wí¤chterhí¤user, G., (1998). "Peptides by activation of amino acids with CO on (Ni,Fe)S surfaces: implications for the origin of life". Science 281: 670-672.

Radyoaktif sahil teorisi

Washington Üniversitesi, Seattle`dan Zachary AdamDartnell, Lewis "Life`s a beach on planet Earth" in ``New Scientist`` 12 January 2008 şimdikinden çok daha yakında olan bir aydan kaynaklanan gelgitlerin uranyumun radyoaktif taneciklerinin ve diğer radyoaktif elementlerin o zaman varolan kıyılarda suların üst seviyelerinde yoğunlaşmasına neden olabileceğini bunların buralarda yaşamı oluşturan blokları üretmiş olabileceğini iddia etmektedir. Astrobiyoloji dergisinin cilt 7 sayfa 852`deki bilgisayar modellemesine göre, benzer radyoaktif maddelerin Gabon`da Oklo uranyum maden yatağında belirlendiği gibi benzer şekilde kendi kendine yeten nükleer reaksiyon (tepkime)ler gösterebilmektedir. Bu tip radyoaktif sahil kumu, sudaki asetonitrilden amino asit ve şeker gibi organik moleküller üretmeye yetecek enerji sağlamaktadır.Aynı zamanda radyoaktif monazit ortama çözünür fosfatı biyolojik olarak "erişilebilir" kılarak kum taneciklerinin arasındaki bölgeye bırakmaktadır.Böylece amino asitler, şekerler ve çözünür fosfatlar eş zamanlı olarak bu teoriye göre üretilebilecektir.Daha sonra radyoaktif aktinidler organik-metalik komplekslerin (karmaşıkların) parçasını oluşturmuş olabilir. Bu kompleksler (karmaşıklar) yaşam proseslerinin (süreçlerinin) erken katalistleri (tezgenleri) olmuş olabilir.

Aberdeen Üniversitesi`nden John Parnell, böylesi bir prosesin (sürecin) gezegenin radyoaktif (ışınetkin) mineralleri yüzeye çıkaran kıtasal tektonik (kıta kaymaoluşum) sistemini üretecek kadar yeterli zamana sahip olmasıyla ıslak kayalık bir gezegenin ilk dönemlerinde yaşamın potasının bir parçasını oluşturabileceğini düşünmektedir.Dünyanın ilk oluşum dönemlerinde gezegenin küçük kıta parçalarından oluştuğu düşünüldüğü için bu durum bu prosesler (süreçler) için uygun bir ortam hazırlamaktaydı.

Homokiralite

Kimyasal evrimdeki bazı prosesler (süreçler) homokiralitenin kökenini oluşturmuştur diye düşünülmelidir; örnek vermek gerekirse canlı organizmalarda tüm yapı blokları benzer özelliklere sahiptir: sol elli amino asitler, sağ elli nükleik asit şekerleri riboz ve deoksiriboz ve kiral fosfogliserit. Kiral moleküller sentezlenebilir (bireşimi elde edilebilir) ancak bir kiral kaynağın veya bir kiral katalistin (tezgenin) eksikliğinde iki enantiomerin yarıya yarıya karşımıyla oluşur. Buna rasemik karışım denir. Clark, Murchison göktaşındaki amino asitler üzerinde yapılan araştırmaların, L-alaninin kendisi kadar sık bulunan D formundan iki kat daha fazla ve L-glutamik asidin karşıtı D formundan 3 kat daha sık bulunduğunu gösterdiği için homokiralitenin uzayda başlamış olabileceğini ileri sürmüştür. Burada, gezegenin oluşum döneminde etrafını saran halkanın içinde polarize ışık bir enantiomeri yok edecek güce sahiptir diye düşünülmektedir. NoyesNoyes, H. Pierre; Bonner, William A.; and Tomlin, J. A. (1977), "On the origin of biological chirality via natural beta-decay" (Origins of Life and Evolution of Biospheres, Volume 8, Number 1 / April, 1977) beta kilin rasemik bir karışımda D-lösinin bozulmasına ve dünyanın oluşumunda 14C`ün, organik kimyasallarda bu kadar yoğun miktarda bulunmasının nedeni olabileceğini gösterdi. Bir kez oluştuktan sonra kiralite seçilen taraf olacaktır.Clark, S. (1999), "Polarised starlight and the handedness of Life" (American Scientist 97, pp336-343)

Kendi kendine organize olma ve kopyalama

Kendi kendine organzie olma ve kendini kopyalama özellikleri sıklıkla canlı sistemlerinin damgası olarak düşünülür, uygun koşullarda benzer özellikleri gösteren bir çok abiyotik (cansız) molekül örnekleri var. Mesela Martin ve RusselMartin, William; and Russel, Michael J (2003), "On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells " (Philosophiocal Transactions of the Royal Society, Volume 358, Number 1429/January 29, 2003) bulunduğu çevreden hücre zarları ile fiziksel olarak kompartımanlaşmasının ve kendi içinde bulunan redox reaksiyonlarının (tepkimelerinin) kendi kendine organize olmasının canlı varlıkların en korumacı nitelikleri olduğunu göstermekte ve dolayısıyla bu niteliklere sahip olan inorganik maddelerin yaşamın en yakın atası olduğunu tartışmaktadırlar.

Organik moleküllerden protocel`lere (ata hücrelere)

"Basit organik moleküller nasıl bir protocel (ata hücre) oluşturabilir?" sorusu büyük oranda yanıtsızdır ancak bir çok hipotez vardır. Bazıları nükleik asitlerin ("önce genler diyenler) başlangıçta görünmelerini yanıt olarak ileri sürerken diğerleri biyokimyasal reaksiyonlerın (tepkimelerin) ve izlerinin evrimini başlangıç olarak (önce metabolizma diyenler) ileri sürmektedir. Son zamanlarda her ikisini birleştiren hibrid modelleri öne çıkaran eğilimler söz konusudur.

"Önce Genler" Modelleri: RNA dünya hipotezi

bakınız|RNA dünya hipotezi

RNA dünya hipotezi görece olarak kısa RNA moleküllerinin kendi devamlılık kopyalamalarını katalize etme (tezgenleme) yeteneğine sahip olanlar tarafından kendiliğinden oluşmuş olabileceğini ileri sürmektedir. Bu oluşumun olasılığını tahmin etmek güçtür.Ortaya çok sayıda teori konmuştur. İlk hücre membranları kendiliğinden, amino asit çözeltileri (solüsyonları) ısıtıldığında oluşan protein benzeri moleküllerden - ki günümüzde sulu çözeltide doğru derişimde (konsantrasyonda) bunların kapalı zar(membran) kompartımanlarına benzer davranış sergilediği gözlemlenen çok küçük (mikro) küreler oluşturmaktadır- proteinoidlerden oluşmuş olabilir. Diğer olasılıklar kilde veya pirit kayaların yüzeyinde meydana gelen kimyasal reaksiyon (tepkime) sistemlerini içermektedir.Dünyanın oluşumunda RNA`nın önemli bir ol oynadığını destekleyen unsurlar: Onun hem bilgi depolama hem de (bir ribozim olarak) kimyasal reaksiyon (tepkime) katalize edebilme (tezgenleyebilme) yeteneği; modern organizmalarda (DNA biçiminde) genetik bilginin ifadesi ve muhafazasında bir aracı olarak sahip olduğu önemli roller; Dünyanın ilk oluşumundaki şartlara yakın şartlar altında molekülün en az sayıdaki bileşiğin kimyasal sentezini (bireşimini) kolaylaştırmasıdır. Diğerlerini kopyalayacak görece kısa RNA molekülleri laboratuar ortamında insanoğlu tarafından üretilebilmiştir.W. K. Johnston, P. J. Unrau, M. S. Lawrence, M. E. Glasner and D. P. Bartel RNA-Catalyzed RNA Polymerization: Accurate and General RNA-Templated Primer Extension, Science 292, 1319 (2001)

Araştırmacılar sitozin ve urasilden nükleotidlerin abiojenik sentezinin (bireşiminin)çok zor olduğunu belirtmektedirler.L. Orgel, The origin of life on earth. Scientific American. 271 (4) p. 81, 1994. Sitozin 100 C`de 19 günlük yarıyaşama ve donmuş suda 17,000 senelik bir ömre sahiptir.Matthew Levy and Stanley L. Miller, ``The stability of the RNA bases: Implications for the origin of life``, Proceedings of the National Academy of Science USA 95, 7933-7938 (1998) Larralde ve arkadaşları "ribozun genelde kabul gören prebiyotik sentezi(bireşimi);formoz reaksiyonu (tepkimesi)her hangi bir seçim uygulamaksızın sayısız şeker üretmektedir" demektedir.Larralde R, Robertson M P, Miller S L. Proc Natl Acad Sci USA. 1995;92:8158-8160. ve şu sonuca varmaktadırlar:"elde edilen sonuçlar ilk genetik materyalin dayanağı olan oluşumun riboz ve diğer şekerleri, bunların dengesiz yapılarından dolayı, içermediğini düşündürmekteir." RNA`daki riboz ve fosforik asidin ester bağı hidrolize(suylayıkıma) eğilimli diye bilinmektedir. Lindahl T. Nature (London). 1993;362:709-715.

Bu hipotezin biraz değiştirilmiş haline göre daha sonra sadece RNA ile yer değiştirmek üzere meydana gelen ilk kendi kendini üreten molekül PNA, TNA veya GNA gibi bir nükleik asit tipiydi.Orgel, Leslie (Nov 2000). "A Simpler Nucleic Acid". Science 290 (5495): 1306-1307Nelson, K.E., Levy, M., and Miller, S.L. Peptide nucleic acids rather than RNA may have been the first genetic molecule (2000) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97, 3868-3871.

"Önce Metabolizma" modelleri: demir-sülfür kuramı ve diğerleri

Bir çok model bir "çıplak gen"in kendini kopyaladığı düşüncesini reddetmekte ve sonradan RNA kopyalamasının ortaya çıkışı için bir ortam sağlayabilecek ilkel bir metabolizmanın meydana gelmesi gerektiğini varsaymaktadır.

Bu düşüncenin ilk ortaya konuluşlarından birisi 1924`te Aleksandr Ivanovich Oparin`in, DNA`nın yapısının keşfinin habercisi olan kendi kendini kopyalayan vezikül kavramıdır. 1980`lerde ve 1990`lardaki en son geliştirmeler ise Günter Wí¤chtershí¤user`in demir-sülfür kuramı ve Christian de Duve`ün tiyoesterlere dayanan modelleridir.Genler olmaksızın bir metabolizmanın ortaya çıkışı konusunda daha özlü ve teorik iddialar 1980lerin başında Freeman Dyson tarafından ortaya konan bir matematik model ve bu on yılın sonuna doğru tartışılan Stuart Kauffman`ın toplu otokatalitik setler(kendi kendini tezgenleyen setler) kavramıdır.

Nevar ki, (Günter Wí¤chtershí¤user tarafından ileri sürülen)indirgeyici sitrik asit çevrimi gibi kapalı bir metabolik çevriminin kendiliğinden oluşabileceği iddiası kanıtlanamamış bir şekilde durmaktadır. Son yirmi yıldır yaşamın kökeni konusundaki çalışmalara liderlik etmiş Leslie Orgel`e göre iddiaların sürmesi için yeterli gerekçe var. "Kendi kendini Organize eden Biyokimyasal Çevrimler" başlıklı bir makalede ``PNAS, vol. 97, no. 23, November 7 2000, p12503-12507`` Orgel şu cümle ile kendi iddiasının açıklamasını özetlemektedir:"Günümüzde artık indirgemeli sitrik asit çevrimi gibi çok adımlı bir çevrimin FeS/FeS2`in veya benzer başka bir mineralin yüzeyinde kendi kendini organize etmesini beklemek için bir neden yoktur." Yaşamın başlangıcında başka tip bir metabolik yolun takip edilmiş olması muhtemeldir.Mesela, indirgemeci bir sitrik asit çevrimi yerine (bugün doğada karbon dioksit sabitlemesinin dört yönteminden biribiri olan) "açık" asetil CoA seçeneği bir metal yüzey üzerinde kendi kendine organize olma düşüncesiyle daha uyumlu olacaktır. Bu seçeneğin anahtar enzimi olan karbon monoksit dehidrojenaz/asetil CoA sentaz, reaksiyon (tepkime) merkezlerindeki karışık nikel-demir-sülfür salkımları ile karışır ve tek bir adımda (asetil-tiyol`ün modern bir biçimi olarak kabul edilebilecek olan) asetil CoA`nın oluşumunu katalize eder (tezgenler).

Kabarcık Teorisi



Sahilde sonlanan dalgalar kabarcıklardan oluşan kırılgan bir köpük oluşturur.Okyanus boyunca esen rüzgarların sahilde biriken ağaç dal parçaları gibi nesneleri kıyıya doğru sürükleme özellikleri vardır. Organik moleküllerin benzer şekilde sahillerde birikmesi çok yüksek bir olasılıktır.Sığ kıyı suları,aynı zamanda daha sonra buharlaşma yoluyla molekülleri daha da yoğunlaştırabilecek şekilde ılıktır.Kabarcıklar çoğunlukla suların kıyıya vurmasından oluşsa da suyun içinde bulunan amfifiller bu çok önemli denemeleri gerçekleştirmek için özel kabarcığa daha fazla zaman tanıyacak daha dayanıklı kabarcıklar oluşturur.

Amfifililer bir ucunda hidrofilik bir baş taşıyan veya her iki ucu hidrofobik biten molekül içeren yağlı bileşiklerdir. Bazı amfifiler suda kendiliğinden zarlar oluşturmaya eğilimlidir. Bir küre şeklinde kapalı bir zar su içerir ve günümüzdeki hücre zarının hipotetik olarak öncüsüdür.Eğer beraberinde gelen protein ana kabarcığın bütünlüğünü artırıyorsa, bu durum o kabarcığa bir üstünlük sağlamakta ve doğal seçilimin bekleme listesinde o en üst sıraya yerleştirilmiş olur. İlkel yeniden kopyalanma kabarcıklar, deneyin sonuçlarının çevredeki ortama saçan patlamalar olunca meydana gelmiş olur. Ortama yeterince doğru eleman dağıtıldığında ilk prokaryot, ökaryot ve çok hücreli organizmalar yaşamaya başlamış olabilir.``"The Cell: Evolution of the First Organism"`` by Joseph Panno

Benzer şekilde, mikro küreler olarak adlandırılan protein benzeri moleküllerden oluşturulan kabarcıklar, doğru şartlar altında eş zamanlı olarak oluşacaktır.Ancak hücre zarları amino-asit bileşiklerinden (abiogenesis ile ilişkili zar küre tipleri için bakınız protobiontlar, misel, koaservat) ziyade temelde lipid bileşiklerinden oluştuğu için bunlar modern hücre zarları için prekürsör değildir.

Fernando ve Rowe tarafından geliştirilen son bir modelcite web|url=http://www.cogs.susx.ac.uk/users/ctf20/dphil_2005/publications.htm|başlık=www.cogs.susx.ac.uk/users/ctf20/dphil_2005/publications.htm|erişimtarihi=2007-07-10 protocellerde (ata hücrelerde) otokatalitik (kendi kendine tezgenleyen) enzimatik olmayan metabolizmaların kapsamının, ilk modellerin metabolizmasında tipik yan etki sorunundan korunmak için bir çözüm olmuş olabileceğini önermektedir.

Diğer Modeller

Öztezleştirme(Otokataliz)

İngiliz etolog Richard Dawkins 2004`te yayınlanan ``Atalarımızın Peşinde ``(alt başlığı:``Yaşamın Şafağına Bir Hac``)isimli kitabında yaşamın kökeni için olası bir açıklama olarak öztezleştirme(ing:autocatalysis/ oto katalizleme) hakkında yazdı. Öztezleştiriciler (ing:Autocatalysts - otokatalistler) kendilerinin oluşumunu tezgenleyen (katalize eden) maddelerdir ve dolayısıyla basit bir molekül koplayıcısı olma özelliğine sahiptirler. Kitabında Dawkins Julius Rebek ve meslektaşları tarafından Kaliforniya`da Scripps Araştırma Enstitüsünde yapılan,öztezleştirici (ing:autocatalyst/ otokatalist)amino adenozin triasit ester (AATE) ile amino adenozin ve pentafluorophenyl esteri birleşik haline getirdiği deneylere atıfta bulunmaktadır. Deneydeki bir sistem kendilerinin bireşimini (ing:synthesis) tezgenleyen (ing:catalyze) AATE`nin bir çeşidini içermekteydi. Bu deney doğal seçimin körleşmiş bir biçimi olarak da okunabilecek olan, öztezleşticilerin (ing:Autocatalysts - otokatalistler) aynı soydan varlıkların oluşturduğu bir ana kitle (ing:population) içinde öztezleştiricilerin (ing:Autocatalysts - otokatalistler) rekabet edebilecekleri olasılığını göstermiş oldu.

Kil Teorisi

Glasgow Üniversitesinden Dr A.Graham Cairns-Smith 1985`te kile dayanarak yaşamın kökenini açıklayan bir model ortaya konuldu ve Richard Dawkins de dahil olmak üzere başka bir çok bilim adamı tarafından akla yatkın bir örnek olarak kabul edildi.Glasgow Üniversitesinden Dr A. A.Graham Cairns-Smith 1985`te kile dayanarak yaşamın kökenini açıklayan bir model ortaya konuldu ve Richard Dawkins de dahil olmak üzere başka bir çok bilim adamı tarafından akla yatkın bir örnek olarak kabul edildi. Kil Teorisi karmaşık organik moleküllerin daha önceden var olan, organik olmayan bir kopyalama tabanı -çözelti içindeki silikat kristalleri- üzerinden derece derece geliştiğini dile getirmektedir.Kil kristallerinin tipleri üzerinde bir işlev olarak gelişen karmaşıklığın organik moleküllerin kendi silikat “çıkış noktalarından” bağımsız bir şekilde kopyalanmasına yardımcı olmak üzere seviyesi artmıştır.

Cairns-Smith kimyasal evrimin diğer modellerinin sıkı bir eleştirmenidir. ``Genetic Takeover: And the Mineral Origins of Life`` ISBN 0-521-23312-7 Ancak kendisi, kendi modelinin de diğer modeller gibi kısıtlılıkları olduğunu ifade etmektedir (Horgan 1991).

2007`de Kahr ve arkadaşları potasyum hidrojen ftalat kristalleri kullanarak kristallerin mesaj taşıma aracı olarak kullanılabileceği düşüncesini inceleyen deneylerini açıkladılar. Kusurları olan “anaç” kristaller kullanılmak üzere seçildi ve çözeltiden “kız” kristalleri büyütmek için tohum olarak kullanıldılar. Daha sonra kristal sistemi içinde kusur dağılımlarını incelediler ve anaç kristallerdeki kusurların “kızlarında” da aynen tekrarlandığını tespit ettiler. Kız kristallerin ek olarak birçok kusuru daha vardı. Bir gen tarzı harekette ek kusurların “çocuklarda” daha az olmalıdır; bu nedenle Kahr kristallerin “bir nesilden sonrakine mesaj depolama ve aktarmada yeterince yetkin olmadığı” olmadığı sonucuna varmıştır. ".Test of Cairns-Smiths crystals-as-genes hypothesis, Theresa Bullard, John Freudenthal, Serine Avagyan and Bart Kahr, Faraday Discuss., 2007, DOI: 10.1039/b616612ccite news|author=Caroline Moore|başlık=Crystals as genes?|date=16 July 2007|publisher=Chemical Science|url=http://www.rsc.org/Publishing/ChemScience/Volume/2007/08/Crystals_as_genes.asp

Gold`un "Derin Sıcak Biyosfer Modeli"

1990`ların sonuna doğru nanobelerin (derin kayalarda bulunan, DNA içeren, bakteriden daha küçük ipliksi yapılar) keşfinden sonra bu bulgulama, 1970`lerde Thomas Gold tarafından 1970`lerde savunulan ve yaşamın dünyanın yüzeyinde değil kilometrelerce altında meydana geldiğini dile getiren teori ile ilişkilendirildi Nanobes - Intro microscopy-uk.org, Retrieved on 2008-01-14

Günümüzde mikrobiyal yaşantının Yeryüzünün yüzeye yakın derinliklerinde (yüzeyden itibaren beş kilometre) daha çok bilinen bakteri formundan (bu form yaşamak için daha uygun şartlara ihtiyaç duymaktadır) ziyade arkea formunda daha kolay gelişebileceğine dair tutarlı bir düşünce geliştirilmiştir. Güneş sistemimiz içerisinde başka bir yapının yüzeyinin altında mikrobiyal yaşamın keşfinin bu teoriye önemli bir itimat sağlayacağı iddia edilmektedir. Thomas Gold yaşamın sürmesi için organik bir madde içinde gelişen yaşamın orada bulunan bütün besini tüketip yok olacağından dolayı, aynı zamanda derin, ulaşılamaz bir kaynaktan besin sızması gerektiğini savunmuştur. Gold`un teorisine göre besin akışı Dünyanın mantosundan ilk başta varolan metanın gaz çıkışına bağlıdır; derinlerde bulunan mikropların (tortulardaki karbon bileşiklerinden uzakta) besin temini için daha geleneksel açıklamalara göre ise organizmalar su ve kayalardaki (indirgenmiş) demir bileşikleri arasındaki etkileşim sonucu ortaya çıkan hidrojen yararlanmaktadır.

"İlkel" Dünya dışı Yaşam

Dünyada başlayan bir abiogenesis düşüncesine seçenek oluşturacak bir hipotez ilkel yaşamın dünyanın dışında oluşmuş olabileceğidir; uzayda veya yakın bir gezegende (Mars). (``exogenesis`` de bununla ilgilidir ancak panspermia`nın nosyonu gibi aynısı değildir). Bu teoriyi savunanlardan birisi de Francis Crick`dir.

Organik bileşikler uzayda görece olarak, özellikle uçucu maddelerin güneş ısısıyla buharlaştığı dış güneş bölgesinde, sıktır. Kuyruklu yıldızların dışı,ultraviyole ışığının ışınımı ile başlayan tepkimelerden (ing:reaction) sonra basit karbon bileşiklerinden oluşan karmaşık organik malzeme bileşiğinden meydana gelen katran benzeri bir madde olduğu düşünülen siyah bir malzeme ile kaplıdır. Bir kuyruklu yıldız yağmurunun bu içerikteki önemli miktar karmaşık organik molekülleri dünyaya getirdiği düşünülmektedir.

Prebiyotik evrim için açıkça çok kısa bir zaman dilimi olan; dünyanın soğumasından hemen sonraki dönemde yaşamın oluşmasını açıklamaya çalışan, seçenek oluşturan ancak bağlantılı bir hipoteze göre yaşam önce Mars`ın ilk dönemlerinde oluşmuştur. Daha küçük boyutuna bağlı olarak Dünya hala çok sıcakken Mars`ta prebiyotik süreçlerin işlemesine olanak vererek Mars, (yaklaşık milyonlarca yıllık bir fark ile) Dünyadan önce soğudu. Yaşam, Mars`a asteroit ve kuyrukluyıldız çarpınca kabuk malzemesi Mars`tan fırlayınca soğumuş olan Dünyaya taşınmış oldu. Bu arada Mars hızla soğumaya devam etti ve sonuçta devam eden evrim veya belki varolan yaşam için (düşük volkan faaliyetine bağlı olarak atmosferini kaybetti) uygunsuz hale geldi; Dünya da benzer bir kaderi ama daha yavaş olarak paylaşıyor.

Bu varsayım bir yandan gerçekten yaşamın ilk nasıl başladığına dair soruyu yanıtsız bırakıyor diğer yandan da bunu başka bir gezegen ya da kuyrukluyıldıza odaklıyor. Ancak ilkel yaşamın Dünya dışı bir kaynağı olduğu tezinin avantajı yaşamın var olduğu her gezegende oluşmak zorunda olmak yerine tek bir yerde oluşup daha sonra kuyrukluyıldızlar ve/veya göktaşları aracılığıyla galaksiye ve diğer yıldız sistemlerine ulaşabildiğini savunmasıdır. Bu yaklaşımın mantıklılığını destekleyecek kanıt yetersiz ancak son yıllarda Antartika`da bulunan göktaşları üzerinde yapılan araştırmalarda ve ekstremofil mikroorganizmalarla ilgili incelemlerde bu varsayım için destek bulunmaya başlamıştır.cite web|url=http://www.newscientist.com/channel/life/evolution/dn2844|başlık=http://www.newscientist.com/channel/life/evolution/dn2844|accessdate=2007-07-10 Ek bir destek ise enerji kaynağı ışınetkinlik (ing: radioactivity) olan bir bakteriyal ekosistemin bulunmasıyla geldi.cite journal |başlık = Long-Term Sustainability of a High-Energy, Low-Diversity Crustal Biome |first = Li-Hung |last = Lin |coauthors = Pei-Ling Wang, Douglas Rumble, Johanna Lippmann-Pipke, Erik Boice, Lisa M. Pratt, Barbara Sherwood Lollar, Eoin L. Brodie, Terry C. Hazen, Gary L. Andersen, Todd Z. DeSantis, Duane P. Moser, Dave Kershaw, T. C. Onstott |journal = Science |month = October |year = 2006 |volume = 314 |pages = 479-482 |id = 5798 |doi = 10.1126/science.1127376 |erişimtarihi = 2006-11-12

Lipit Dünyası

Kendini kendini ilk kopyalayan nesnenin bir lipit olduğunu savunan bir teori de mevcuttur.cite web|url=http://ool.weizmann.ac.il/|başlık=ool.weizmann.ac.il/|erişimtarihi=2007-07-10 Fosfolipitlerin -aynen hücre zarlarında olduğu gibi, suda çalkalanma sırasında iki kat oldukları biliniyor.Bu moleküller ilkel dünyada yoktular ancak diğer amfililik uzun zincir moleküller de zar oluşturmaktadır. Dahası bu yapılar (ek lipitlerin eklenmesiyle) genişleyebilir ve aşırı genişleme sonucunda ortaya çıkacak iki yeni yapıda aynı boyutu ve lipitlerin bileşimini sağlayacak eş zamanlı yayılma işlemi geçirecektir. Bu teorideki ana fikir lipit yapılarının moleküler bileşiminin mesaj depolama için bir ön başlangıç olduğu ve evrimin mesajı daha uygun bir şekilde depolayabilen RNA veya DNA gibi polimer yapıların belirlemesini sağladığı yönündedir. Henüz Lipit Dünyası teorisini destekleyecek herhangi bir biyokimyasal mekanizma ortaya konamamıştır.

Polifosfat Dünyası

Abiogenesisin bir çok senaryosunun karşılaştığı sorun ayrı amino asitler doğrultusunda amino asitlerin termodinamik dengesinin peptitlerin aleyhinde olmasıdır. Gözden kaçan nokta polimerizasyonu yönlendiren bazı güçlerdir. Bu sorunun çözümü polifosfatların özelliklerinde olabilir.cite web|url=http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=528972|başlık=www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=528972|erişimtarihi=2007-07-10cite web|url=http://www.science.siu.edu/microbiology/micr425/425Notes/14-OriginLife.html|başlık=www.science.siu.edu/microbiology/micr425/425Notes/14-OriginLife.html|erişimtarihi=2007-07-10 Polifosfatlar sıradan monofosfat iyonlarının PO4aˆ’3 ultraviyole ışınlarıyla polimerizasyonu sonucu oluşur. Polifosfatlar aminoasitlerin peptitlere polimerize olmasına neden olur. İlkel okyanuslar üzerinde yeterince bol miktarda ultraviyole ışını olmalıdır. Anahtar soru çözünmez kalsiyum fosfat (apatit) oluşturmak için çözünebilen fosfat ile kalsiyumun tepkimeye girmesi (ing:react with / reaksiyona girmek) gibi gözükmektedir çünkü bağımsız kalsiyum iyonlarını çözeltiden uzak tutacak biraz mantıklı bir mekanizmanın bulunması zorunludur.

Polisiklik Aromatik Hidrokarbon Dünyası

Karmaşık moleküllerin diğer kaynakları, Dünya dışı güneş sistemi veya dışından kaynaklanma dahil ortaya konmuş durumda. Mesela, tayf çözümlemelerinden, organik moleküllerin kuyrukluyıldızlarda ve göktaşlarında bulunduğu bilinmektedir. 2004`te bir grup araştırmacı bir nebulada polisiklik aromatik hidrokarbonların izini belirledi. Discovery of Blue Fluorescence by Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Molecules in the Red Rectangle. A. N. Witt, et al Bunlar bu kadar uzak uzayda bulunan en karmaşık moleküllerdir. PAH`ların kullanımı PAH Dünya Hipotezi`nde RNA Dünyası için bir ön başlangıç olarak önerilmiştir.Battersby, S. (2004). Space molecules point to organic origins. Retrieved January 11, 2004 from http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994552

Çoklu Başlangıç

Dünyanın tarihinin başlangıcında farklı yaşam biçimleri eş zamanlı olarak belirmiş olabilir.`` Are Aliens Among Us? In pursuit of evidence that life arose on Earth more than once, scientists are searching for microbes that are radically different from all known organisms`` Scientific American. 19 November 2007 Diğer biçimler, kendi farklı biyokimyalarıyla farklı fosiller bırakarak yokolmuş olabilir, ekstremofiller veya mevcut yaşam ağacının organizmaları ile analog olmaları sonucu fark edilmeden basitçe yaşıyor olabilirler. Mesela HartmanHartman, Hyman (1998) "Photosynthesis and the Origin of Life" (Origins of Life and Evolution of Biospheres, Volume 28, Numbers 4-6 / October, 1998) bir kaç teoriyi bir araya getirmektedir;
İlk organizmalar oksalik ve diğer dikarboksilik asitlerin içine karbon dioksit sabitleyen kendi kendine kopyalayan demirden zengin killerdi. Bu kendi kendini kopyalayan kil sistemi ve onların metabolik fenotipi daha sonra nitrojeni sabitleme yeteneği gerektiren sülfür zengini döneme uygun olarak evrildi. Sonuçta nükleotit ve fosfolipitlerin bireşimine (ing: synthesis / sentez) olanak sağlayan fosfat, evrim sistemine katıldı. Eğer biyo-bireşim biopoesisi yeniliyorsa o zaman amino asitlerin bireşimi pürin ve pirimidin bazlarının bireşimini öncelemiştir. O zaman da amino asit tiyoesterlerinin polipeptitlere polimerizasyonu amino asit esterlerinin polinükleotitler tarafından yönlendirilmiş polimerizasyonunu öncelemiştir.


Kaynaklar

  • cite book|
başlık=Origins and Development of Living Systems.| 
last=Brooks|
first=J|
coauthors=Shaw, G.|
year=1973|
publisher=Academic Press|
id=ISBN 0-12-135740-6|
pages=359


  • cite book|
başlık=Vital Dust: The Origin and Evolution of Life on Earth| 
last=De Duve |
first=Christian|
authorlink=Christian de Duve|
year=1996|
month=Jan|
publisher=Basic Books|
id=ISBN 0-465-09045-1|


  • cite journal | author=Fernando CT, Rowe, J| title=Natural selection in chemical evolution. | journal=Journal of Theoretical Biology | year=2007 | volume=247 | pages=152-67
  • cite journal| author=Horgan, J |title=In the beginning |journal=Scientific American| year=1991 |volume=264 | pages=100-109 (Cited on p. 108).
  • cite journal| author=Huber, C. and Wí¤chterhí¤user, G., |title=Peptides by activation of amino acids with CO on (Ni,Fe)S surfaces: implications for the origin of life|journal=Science| year=1998 |volume=281 | pages=670-672 (Cited on p. 108).
  • cite journal| author=Martin, W. and Russell M.J. |title=On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells
|journal=Philosophical Transactions of the Royal Society: Biological sciences| year=2002 |volume=358 | pages=59-85
  • cite journal | author=Russell MJ, Hall AJ, Cairns-Smith AG, Braterman PS | title=Submarine hot springs and the origin of life | journal=Nature | year=1988 | volume=336 | pages=117
  • cite journal | last=Schopf | first=J. W. | coauthors=et al. | title=Laser-Raman imagery of Earth`s earliest fossils | journal=Nature | year=2002 | volume=416 | pages=73-76 | pmid=11882894
| doi = 10.1038/416073a
  • cite book|
başlık=The Origins of Life: From the Birth of Life to the Origin of Language| 
last=Maynard Smith|
first=John|
authorlink=John Maynard Smith|
coauthors=Szathmary, Eors|date=2000-03-16|
publisher=Oxford Paperbacks|
id=ISBN 0-19-286209-X


  • cite book|
last=Hazen| 
first=Robert M.|
publisher=Joseph Henry Press|
id=ISBN 0-309-09432-1|
year=2005|
month=Dec|
başlık=Genesis: The Scientific Quest for Life`s Origins|
url=http://newton.nap.edu/books/0309094321/html


last=Luisi| 
first= Pier L.|
publisher=Cambridge University Press|
id=ISBN 0-521-82117-7|
year=2006|
başlık=Emergence of Life: From Chemical Origins to Synthetic Biology|
url=http://www.cambridge.org/catalogue/catalogue.asp?isbn=9780521821179|


Linkler



Ek Okuma



Notlar

reflist|2


Kaynak

http://en.wikipedia.org/wiki/Abiogenesis

Kaynaklar

Vikipedi

İlgili konular

19. yüzyıl 1992 2000 2003 2004 2005 2007 2008 adenin akilia adası

Bu konuda henüz görüş yok.
Görüş/mesaj gerekli.
Markdown kullanılabilir.