CANLILIĞIN FİZİĞİ

GİRİŞ

Evrenin ortaya çıkış senaryolarının hepsinde ana tema, enerjinin maddeye dönüşmesidir. Fizikle açıklanamayan yaratılış teorileri bilimsel olarak kabul edilmezler. Bu bağlamda fizik yegane somut bilimdir. Evrenin ortaya çıkışını açıklayan fiziğin dışında yaratılışı fizikle paylaşan ve aynı öneme sahip başka bir bilim dalı yoktur. Kimya fiziğin bir alt dalıdır. İkisi birlikte bütün somut bilimlerin temelini oluştururlar. Canlıların davranışları ile ilgilenen biyoloji, fizik ve kimyadan bağımsız bir bilim dalı değildir. Yalnız canlılara özgü yasalar yoktur. Çünkü canlılık madde-enerji ilişkilerinin ilginç bir manifestasyonundan başka bir şey değildir. Bu ilişkiler de fizik ve kimyanın ilgi alanına girerler. Her canlı varlık yalnız maddeden ibaret bir kütleden oluşmuştur. Bu kütle çevresi ile madde ve enerji alış verişi yaparak varlığını sürdürür. Bu alış verişi denetleyen yasalar bildiğimiz fizik yasalarıdır.  Fizik yasaları evrenin her yerinde ve her türlü koşullar altında aynıdırlar. Onlara tabi maddeden oluşan canlıların farklı yasalar izlemesi için bir neden yoktur. Şimdiye kadar fizik yasaları dışında, fizikötesi veya fiziküstü yasalar gösterilememişlerdir. Bize ne kadar garip gelirlerse gelsinler, evrende karşılaşılan her gözlem, süreç ve fenomeni fizikle açıklamak mümkündür. Canlılık onlardan biridir. Bu durumda diyebiliriz ki canlılığın fizik ve kimya ile açıklanması zoruluğu vardır. Çünkü canlılık başlangıcı fizikle açıklanan bir evrende, diğer fiziksel varlıklarla birlikte ortaya çıkan bir olgudur. Maddenin bir araya gelmesi süreci geniş bir yelpaze oluşturur. Canlı varlıklar cansız varlıkların devamıdır. Canlının ne olduğundan çok, ne yaptığı ve nasıl davrandığı önemlidir. Aynı elementlerden oluşan iki maddeden canlı olanının cansızdan tek farkı davranışlarıdır. Arada başka fark yoktur. Bu gözlemi kabaca şöyle bir örnekle açıklayabiliriz:

Biri doğumda ölen, diğeri canlı doğan aynı yumurta ikizlerinin varlığını düşünelim.
Ölü doğan bebekte ne kadar madde varsa, onun aynı yumurta ikizi olan ama, canlı doğan bebekte de yaklaşık aynı miktarda madde vardır. Aradaki tek fark yaşayan ve ölen bebeklerin davranışlarındadır.

Her canlı cansız elementlerden oluşmuştur. Canlılarda mevcut elementlerin tümünü aynı oranlarda bir araya getirerek bir canlı yaratmak mümkün değildir. Bu gözlem bizi ilk canlı ortaya çıkmadan önceki bir zaman ve mekana götürmektedir. O zaman ve mekanda aynı fizik yasaları egemendi. Fizik yasaları zaman ve mekandan bağımsızdırlar. O halde ilk canlının ortaya çıkmasından önce, ilerde canlı varlıkların çıkacağı, bazı ilkel kimyasal tepkileşmelerin varlığına gereksinim vardır. Bu kimyasal tepkileşmeler zamanla karmaşıklaşmışlar ve bir süre sonra ilk canlının tohumlarını atmışlardır. Bu süreçte önemli olan hangi elementlerin nasıl bir araya geldikleri olduğu kadar, onların bir araya gelme sırasıdır da. Aslında bu sıra herşeydir. Evrende mevcut düzenden ve canlıların ortaya çıkmasından bu sıra sorumludur.

Evren neden böyle bir sırayı izlemiştir?
Bu sıradan sorumlu fizik yasaları var mıdır?
Varlarsa nelerdir?
Hangi fizik yasaları evrendeki düzenden ve sıradan sorumludur?

Canlıların varlığından ve yaşamından sorumlu fizik yasaları, cansız maddenin davranışlarını nasıl denetlemektedir?
Canlılar cansız maddenin uyduğu fizik yasalarına nasıl uymaktadırlar?
Fizik yasaları kendilerini canlı ve cansız varlıklarda farklı olarak mı manifest etmektedirler?
Bu bağlamda canlı ile cansız arasında mevcut farklar nelerdir?

Bu blogda bu soruları ve bunlarla ilgili diğer soruları yanıtlayacağız.

ÖNSÖZ

Geçen yüzyılın başlarına kadar bilime hakim olan yanlış bir inancı şu şekilde özetleyebiliriz:

Canlılarda maddenin davranışları farklı ve özgündür. Canlılık o kadar ilginç, olağanüstü ve ender karşılaşılan bir olgudur ki, kendisi ile ilgili bir takım yasaları izlemesi ve maddenin diğer davranış biçimlerinden kesin olarak ayrılan niteliklere sahip olması kaçınılmazdır. Canlılık maddenin özgün ve son derece spesifik bir davranış veya davranışlar biçimi olmak zorundadır.

Canlılığın maddenin davranışlarının son derece özel bir şekli olduğu yanlış inancı o kadar yaygın, derin ve yerleşmiştir ki, henüz bu görüşten kurtulmak mümkün olamamıştır. Günümüzde bile canlılığın evrende, maddenin belki de yalnız dünyada mevcut  koşullardan yararlanarak ortaya çıkan bir davranış biçimi olduğuna inananlar vardır. Ama bilim son yıllarda canlılığın evrende yaygın bir süreç olabileceğini de dikkate almaktadır. Canlılık belki de sanıldığından daha yaygın bir fenomendir. Ama bu yaşamın yine de evrende maddenin son derece ender karşılaşılan davranışlarından biri olabileceği gerçeğini değiştirmeyecektir.
 
Canlılar yalnız cansız maddeden oluştuklarına ve canlı ve cansız varlıklar aynı fizik yasalarına tabi olduklarına göre, canlılığın fiziği gibi bir başlığı açmak yanlış bir izlenim uyandırabilir. Amacımız bunun tam karşıtı olup, canlılığın fiziğinin farklı olmadığını vurgulamaktır. Canlılar dahil, evrende mevcut herşey madde-enerji ilişkileri ile ilgili ise, canlı ve cansız varlıkların fiziği de aynı olmak zorundadır. Bu başlık canlılığın fiziğinin cansız varlıkların fiziğinden ayrı bir fizik türü olduğu izlenimi uyandırmaktadır. Amacımız bunun tam tersini savunmaktır. Yalnız canlılığa özgü spesifik fizik yasaları yoktur. O halde canlılığın fiziği deyimi gereksizdir diye düşünebilirsiniz. Fizik yasaları canlı cansız her türlü madde için aynıdır. Böyle bir başlığı açmamın en büyük nedeni madde ve enerji ile ilgili her konunun fiziğin ilgi alanına girdiğini vurgulamaktır.

Fizik her süreçle ilgilenmez.Çünkü ilgilenemez. Fizik düzensiz (irregular) süreçlerde regülarite arar. Düzen arar. Buldukları ya fizik kanunları olarak ifade edilir, ya da onlar bir takım genellemeler, kurallar ve çıkarımlardır. Fizik düzensizliklerde mevcut olan düzenle ilgilenir. Düzensizliğin kendisi ile ilgilenmez. Düzensizlikler fizik için hiç bir şey ifade etmezler. Düzensizliklerde bir düzen varsa fizik onları araştırır. Matematiğin de yaptığı budur. Diğer bütün somut bilimlerin de yaptığı budur. Fizik ve somut bilimler bize düzensiz gelen olgularda düzen ararlar ve bulurlar. Her düzensizlikte kriptik bir düzen vardır. Onları bulup çıkarmak fizik, matematik ve diğer somut bilimlerin görevidir. Fiziği biyolojik süreçlere uygularsak doğalarını daha kolay anlarız. Bütün yapacağımız onları fizikle açıklamaya çalışmaktır. Fizik çok karmaşık da olsalar biyolojik süreçlerdeki düzenleri ve yasaları bulmada çok daha yararlı bir bilim dalıdır.

Böyle bir başlığı açmamın bir diğer nedeni de bilimi olumsuz olarak etkileyen bazı efsanelerin, yanlış, eksik ve kusurlu yorumların ve inanların varlığıdır. Canlıların fizik yasalarından farklı bir takım biyolojik yasalara tabi oldukları inancı sanıldığından çok daha yaygındır. Bu yanlış görüşle mücadele etmenin zamanı gelmiştir.

Biyoloji ve tıp bazı ilginç yanlışlarla kirletilmişlerdir. Fizik yasalarının canlı ve cansızlarda farklı olmadığını ciddiye almamak, hatta olduklarını düşünmek, bazı biyolojik süreçlerin doğasını doğru yorumlamada önemli hatalara neden olmaktadır. Bloga böyle bir ad vermemizin nedeni, bir çeliski gibi dursa da amacımız, paradoksik bir yaklaşımla böyle bir ada gereksinim olmadığını vurgulamaktır. Başlık canlıların da cansız maddenin uyduğu aynı fizik yasalarına tabi olduklarını hatırlatmakta ve o yasaları tartışma sürecine dahil etmektedir. Canlılığı ilgilendiren fizik yasalarının canlı-cansız bütün evreni denetleyen fizik yasaları ile aynı olması, doğanın ilginç esprilerinden biridir.

UZAY KİMYASI

Uzay kimyasına değinmeden önce kısaca bazı terimlere açıklık getirelim.

Kimya nedir? Maddenin yapısını ve o yapıdaki değişiklikleri inceleyen bilim dalıdır.
Biyokimya nedir? Organik moleküller ve canlıların kimyası ile ilgilenen bir bilim dalıdır.
Madde nedir? Uzayda yer tutan ve kütlesi olan her şey maddedir.
Kütle nedir? Bir objenin içerdiği maddenin miktar olarak ölçüsüdür.
Atom nedir? Kimyasal elementlerin en küçük birimidir.
Element nedir? Aynı zamanda atom olarak da bilinen ve kimyasal tepkileşmelerle daha küçük diğer maddelere ayrılamayan maddedir.
Doğal olarak oluşmuş 92 element vardır. Bunlardan 25'i yaşam için esasdır. Canlı maddelerin yüzde 96'sı, karbon, oksijen, hidrojen ve azottan oluşmuştur. Geride kalan yüzde 4'ü ise kalsyum, fosfor, potasyum, sülfür, sodyum, klor ve mağnezyum oluşturur. Tabii bu arada şu eser elementler de vardır. Boron, krom, kobalt, bakır, flor, iyot, demir, manganez, molibden, selenyum, silikon, vanadyum ve çinko.
Atomaltı parçacıklar nelerdir? Üç atomaltı parçacık vardır.
Proton: Pozitif elektrik yüklü parçacıktır. Nötronlarla birlikte atom çekirdeginde yer alır.
Nötron: Elektrik yükü olmayan ve protonlarla birlikte atomun çekirdeginde yer alan parçacıktır.
Proton ve nötron atomun çekirdeğinde yer alır.
Elektron: Negatif elektrik yüklü, kütlesi protonun kütlesinin yaklaşik ikibinde biri kadar olan bir parçacıktır. Atom çekirdeginin etrafında, kabuk denen orbitallerde yer alır.

Evrende, yıldızlar arasındaki uzayda, mevcut poliatomik kimyasal moleküllerin çoğu genellile C, H, N ve O’den ibarettir. Galaksimiz olan Saman Yolu’na (Milky Way) kısa bir göz atalım. Galakside mevcut kütlenin yüzde 90’ını sayıları 10^11 kadar olan yıldızlar oluşturmuştur. Geride kalan yüzde 10, gaz (çoğunlukla Hidrojen) ve toz bulutlarından ibarettir. Bu gaz bulutlarının içinde koyu ve karanlık renkli olan yıldızlar arası bulutlarda bazı moleküllerin varlığı dikkati çekmistir.

Sıcak bulutlarda kozmik UV (ultraviole, mor ötesi) radyasyonu yoğun olduğu için oluşan moleküller hemen parçalanırlar. Buna photodissociation denir. Fotonlar tarafından parçalanma yani. Bu etkiden dolayı bu moleküller birkaç çifte atomlu küçük moleküler yapılara dönüşmüşlerdir.

Koyu ve yoğun bulutların merkezinde ise durum farklıdır. Kozmik gazlar ve tozlar UV radyasyonunu kısmen önledikleri için, bazı kararlı moleküllerin sentez edildiği koşulların oluşmasını sağlarlar. Buralarda sentez edilen kararlı moleküllerden bazıları şunlardır.

H2 , CO, HNC, C3N ve NH3

Tabii kararsız mokelüller de oluşur. Onlar da şunlardır.

HCO+, HN2+, HC2, HNC, C3N ve C4H

Ortamda mevcut UV, X ışınları ve diğer kozmik ışınlardan dolayı termodinamik bir dengenin oluşması, dolayısıyla CH4 (metan) ve H2O(su) gibi hidrojenden zengin moleküllerin ortaya çıkması mümkün değildir. Ancak koyu, yoğun ve daha soğuk bulutlarda kararlı moleküller, yani H2, CO, H2CO, HCN ve NH3 gibi moleküller, kararsız poliatomik (çok atomlu) moleküllerle birlikte ortaya çıkabilir.

Daha da koyu ve siyah buluttan oluşan yörelerde koşullar kararlı moleküllerin birleşerek kompleks moleküller oluşturması için uygundur. Etil alkol ve eter bu koşullarda ortaya çıkan kararlı organik moleküllerdir.

Yıldızlar arası uzayda dünyadaki organik moleküllerin öncüsü olan moleküllerin, yani hidrojen siyanid, formaldehid ve siyanoasetilen'in oluşması için koşullar uygundur.

Hidrojen siyanid amino asitlerin ve nükleik bazların öncüsüdür.

Formaldehid şekerlerin öncüsüdür.

Siyanoasetilen ise organik maddelerin ortaya çıkmasında rolü olan kondenzasyon ajanıdır.

Genç dünyanın, uzayın sonsuz boşluğunda bol miktarda ortaya çıkan bu organik moleküllerden çok zengin olduğu tahmin edilmektedir. Herşeyden önce bunlar evrensel moleküllerdir. Yani evrenin her yerinde vardırlar. Aydan getirilen tozlarda ve meteor taşlarında bu moleküllere ve amino asitlere rastlanmıştır. Bu gözlemler dünyanın, yaşamın çıktığı tek gezegen olmayabileceğini telkin etmektedir.

KİMYASAL EVRİM.

Uzayda ve genç dünyada ortaya çıkan organik moleküllerden hangileri yeğlenmiş ve canlıların yapısına katılmışlardır?

Organik moleküller için de doğal seçilim söz konusu mudur?

Doğal seçilim bir fizik yasasıdır ve dolayısıyla canlıları olduğu kadar, cansız maddeleri de ilgilendirmektedir.  Madde ve enerjinin davranış biçimleri söz konusu olunca, canlı ve cansız varlıklar arasındaki farklar azalmaktadır.

Kimyasal evrimden sorumlu doğal seçilim yasası, maddenin çevresel baskılara uymaya zorlanması olarak tanımlanabilir. Darwin’in canlılar için ortaya attığı bir yasayı biz cansız maddelere de uygulayabiliriz.

Doğada fiziksel ve kimyasal evrimin varlığına işaret eden sayısız gözlemler yapılmıştır. Cansız madde ilerde canlı denecek nitelikler kazanma sürecini deneyimlerken de evrime maruz kalmaktadır. Big Bang’den itiraberen madde sürekli olarak organize olmakta ve giderek karmaşık bir yapı kazanmaktadır. Kimyasal evrim elementlerin bir araya gelerek, giderek karmaşıklaşan moleküller ve bileşikler oluşturmasıdır. Bu evrim ilerde bir zamanda canlı diyeceğimiz son derece kompleks varlıkların ortaya çıkmasına neden olacaktır. Yaşam bu kimyasal evrimle başlamıştır.

Kimyasal evrimi daha da geriye giderek açıklamak mümkündür. Elementlerin sentezi de kimyasal evrimin bir parçasıdır. Ona nükleosentez denir. Big Bang sırasında enerji maddeye dönüşmüş ve ilerde elementleri oluşturacak atomaltı parçacıklar sentez edilmişlerdir. Onların bir araya gelerek ilk elementler olan hidrojen, helyum, lityum ve berilyumu oluşturması da nükleosentez olarak bilinen kimyasal bir evrimdir.

Kimyasal evrimin oluş mekanizmaları nelerdir?

Atom ve moleküller bir araya gelerek daha kompleks molekülleri oluştururlarken, çevresel baskılara boyun eğerler. Bu süreç sırasında ortaya çıkan kararsız kimyasal bileşikler ve moleküller varlıklarını sürdüremezlerse parçalanarak elimine edilirler. Geride yalnız ortama uyan kararlı moleküller kalır. İlerde canlı varlıkların yapısına katılacak olan bu ilk moleküllerin ortaya çıktığı dönem için evrenin fotokimyasal periyodu denir. Bu terim henüz canlı varlıkların ortaya çıkmadığı bir dönemi simgeleyen protobiyotik veya prebiyotik periyod deyiminin karşıtıdır.

 

İLK CANLI İLKEL FİZİK YASALARININ ÜRÜNÜDÜR.

İlk canlının nasıl oluştuğunu kuramsal olarak inceleyelim. Bunu kesin olarak bilmiyoruz ama bildiğimiz kadarıyla ilk canlı gökten zembille inmediğine göre, elementlerin fizik yasalarını izleyerek bir araya gelmesinden oluşmuş olmak zorundadır. Bu ilk canlı canlılığını yalnız fizik yasalarının egemen olduğu bir ortamda kazanmıştır. Başka bir deyişle ilk canlı varlığını, biyolojik yasaların olmadığı, yalnız fizik yasalarının egemen olduğu bir ortama borçludur.

Canlının canlılık kazandıktan sonra yeni bir biyolojik aşamada devam ettiğini iddia etmek anlamsızdır. İlk canlı hücrenin ortaya çıktığı ortamda yalnız fizik yasaları vardı ve yalnız o yasalar ilk canlının ortay çıkmasından sorumlu idiler. Canlı varlık kendisi ile birlikte yeni yasalar getirmemiş ve kendisini oluşturan yasalara uymaya devam etmiştir.

Canlının cansızdan tek farkı davranışıdır.   Cansız madde bir takım olağan fizik yasalarına uyarak bir araya gelmeye başladıktan bir süre sonra canlılık kazanmış olmalıdır. Bu sürecin aşamalarını kesin olarak bilmiyoruz ama, bu kuramın doğru olduğuna eminiz.

Bu karmaşık süreç kesin olarak bir sıra izlemek zorundadır. Madde zamanla bir sıra ve düzen dahilinde bir araya gelerek canlılık kazanmış olmalıdır. Bu sıra canlılığın en önemli gereksinimidir. Her canlının ortaya çıkışında bu sıraya büyük bir sadakatle uyulur. Her molekülün, hatta her atomun bu sıradaki yeri bellidir ve büyük ölçüde değişmemelidir. Bu sırada vuku bulacak düzensizlikler ya canlının ölümüne ya da hastalıklara ve anomalilere neden olacaktır. Canlılığın en büyük esprisi böyle bir sıranın olmasıdır. Bu sıra olmadan canlılar ortaya çıkamazlar.

Dominolardan oluşan bir zincir düşünün. İlkinin hareketi zamanla bütün dominoları hareket geçirecektir. Bütün dominoların ilk dominodan etkilenebilmeleri için bir sıra ve düzen içinde dizilmeleri gerekir. Yaşam da aynı sıra ve düzene sahip cansız moleküllerden oluşmuştur. O molekllerden biri yaşam için gerekli bir hareketi yapmaya zorlanmıştır. Ve canlı bütün ömrü boyunca o hareketi tekrarlayacaktır. Atom ve moleküller vücuttan, yerlerini yeni atom ve moleküllere terkederek, atılacaklar ve bu süreç ölünceye kadar devam edecektir. Atom ve moleküllerin de yer değiştirmesi bir sıra izlemek zorundadır. Bu sırada vuku bulacak en ufak bir düzensizlik hastalık nedenidir.

Son zamanlarda tıp hastalıkların ortaya çıkış nedenlerini ve mekanizmalarını açıklamada büyük ilerlemeler kaydetmiştir. Hastalık nedenlerinin çoğunda mekanizma moleküler düzeydeki bozukluklardır. Ufak bir moleküler bozukluk öldürücü bir hastalık nedeni olabilir. Önemli bir enzimi şifreleyen gende ortaya çıkacak bir nokta mutasyonu, canlının ömrünü kısaltacaktır. Canlıyı oluşturan elementlerin bir araya gelmesinde izlenen sıra canlının varlığı için herşeydir. Bu sıranın düzeni canlının davranışlarından sorumludur. Bu sıra idame ettirildiği süre canlı yaşayacak, sıranın düzenini  yitirmesi hastalık ve ölüm nedeni olacaktır.

Görüldüğü üzere canlılığı atom ve moleküllere indirgemede bir sorun yaşamıyoruz. O düzeye inince de onları bir arada tutan kanunların basit fizik ve kimya kanunları olduğunu görüyoruz. Canlılık için öyle sanıldığı gibi sofistike biyolojik kanunlara gerek yoktur. En basit ve olağan fizik ve kimya kanunları canlının ortaya çıkması ve varlığını sürdürmesi için yeterlidir.  Canlıyı oluşturan atom ve moleküller bir araya geldikten sonra da başka ve özgün kanunlara gereksinim göstermezler. Canlılık otokatakinetik(*) bir antite olarak bazı fizik yasalarını tatmin etmek üzere cansız maddeden kendi kendine ortaya çıkmakta ve ortaya çıktıktan sonra, etrafındaki kaynakları kendine çekerek, kendini idame ettirmektedir. Canlının ortaya çıkması ve varlığını idame ettirmesi için gerekli mevcut fizik yasaları basittirler ama, yeterlidirler. 

(*)Bu konu ilerde daha geniş bir şekilde tartışılacaktır.

FİZİKSEL SÜREÇLERDE SIRA VE ZAMANIN ÖNEMİ ÜZERİNE....

Birden fazla element bir araya gelince yeni ve özgün nitelikler kazanırlar ama, bu arada sahip oldukları niteliklerden bazılarını kaybederler. Örneğin H2O (su) böyle bir moleküldür. Hidrojen ve oksijen birleşince hidrojen yanıcı, oksijen ise yakıcı özelliklerini kaybeder. Su moleküli yeni nitelikler kazanmıştır.

Aynı şekilde karbon, azot, hidrojen, fosfor bir araya gelerek bir organik molekül oluşturabilir. Onların bireysel olarak sahip oldukları bazı özellikler, diğer elementlerle bir araya gelince artık kendini belli etmeyebilir. O özellikler hala vardırlar ama, çıplak elementlerde olduğu gibi, manifest değillerdir. Ortaya çıkan yeni molekül kendisini oluşturan elementlerin toplu etkisinin manifest olduğu bir moleküler yapıdır.

Bazı elementler olağan fizik yasalarının etkisi altında organik bir moleküle dönüşebilirler. Organik moleküllerin oluşması ve yeni ve özgün nitelikler kazanması için farklı fizik yasalarına gereksinim yoktur. Canlılık çok sayıda farklı kimyasal sınıflara ait organik moleküllerin bir araya gelmesinden ortaya çıkan bir olgudur. Aslında bu da canlılık için yeterli değildir. Canlılığın gerçekleşmesi ve devam edebilmesi için canlıyı oluşturan organik moleküllerin bir sıra dahilinde ve zamanla bir araya gelmeleri gerekir. Döllenmiş yumurtanın yeni bir canlıya nasıl dönüştüğünü anlamak için bu sıranın çok iyi bilinmesi gerekir. Çünkü bu sıra herşeydir. Bu süreçte zaman da çok önemlidir.

Sıra fiziksel ve kimyasal süreçlerin bir düzen içinde gelişmesini sağlarken, zaman bu sürece bir katalizör olarak katılır. Sırada ve zamanlamada ortaya çıkabilecek en küçük bir düzensizlik ve gecikme önemli anomalilerin veya embryonun ölmesinin nedenidir. Bu da canlının varlığının fiziksel ve kimyasal yasalara büyük ölçüde sadık olması zorunluğu demektir.

Döllenmiş yumurtadan bir civcivin veya insanın ortaya çıkması bir mucize olmayıp, maddenin bazı fizik ve kimya yasalarına tabi olması ile kolaylıkla açıklanabilir. Civciv ve insan kendisini oluşturan hücrelerden farklı ve fazla bir canlıdır. Ama onlar için "onlar artık madde değildir, onlar yalnız insandır, civcivdir", diyemezsiniz. Çünkü onlar hem insan ve civcivdir, hem de maddedir. Çeşitli şekillerde zamanla ve bir sıra izleyerk bir araya gelen madde civciv ve insana dönüşmüştür. Bu olayı döllenmiş yumurtanın her anını izleyerek demonstre etmek mümkündür. Canlıların ortaya çıkmasını ve ortaya çıktıktan sonraki yaşamlarına devam etmelerini, olağan fizik kanunlarından soyutlayamazsınız.

KİMYASAL BAĞLARLA CANLILIK ARASINDA NE GİBİ BİR İLİŞKİ VARDIR?

Canlı olma durumu son derece kompleksdir ama, canlılık bir yerden başlamak zorundadır.   Canlılığın  ilk adımlarının atılabilmesi için bazı kuantum mekanik süreçlerin varlığına gereksinim vardır.  Elementler arasındaki bağlar bu gereksinimden yalnız biridir. Evrende mevcut canlı-cansız her türlü madde varlığını bazı kimyasal bağlara borçludur. Onlara kısaca değinelim.

1.Kovalen bağlar. İki atom arasında dış yörüngelerinde yer alan bir çift elektronu paylaşmakla oluşan kuvvetli bağlardır.
Hidrojen atomu kendisi ile (bir diğer Hidrojen atomu ile) kovalen bağ kurarak hidrojen molekülü oluşturur. Oksijen ve azot da çifte atomlu moleküller oluştururler. Bu şekilde oluşan moleküller oldukça dengelidirler. İyonik bağlarda elektron transferi vardır. Bir atomdan diğerine elektron transfer edilir. Kovalen bağlarda ise elektronlar diğer atomlara taşınmazlar, sadece paylaşılırlar. Klor atomları da birbirleri ile çifte atomlu, "diatomik" (iki atomlu) gaz şeklinde, moleküler bağlar kurarlar.
 
2. İyonik Bağlar. Elektrostatik bağlar olarak da bilinirler. Negatif ve pozitif yüklü atom ve moleküller arasındaki bağlardır. Örneğin pozitif yüklü bazik amino asitlerle (lysine, arginine, histidine) negatif yük taşıyan asidik amino asitler (glutamic acid ve aspartic acid) arasındaki bağlardır. Buna benzer sayısız pozitif ve negatif yüklü biyolojik moleküller vardır. Sofra tuzu (NaCl) güzel bir iyonik bağ örneğidir.

Sodyum’un atom numarası 11 dir. Yani çekirdekte 11 proton, orbitallerde 11 elektron vardır. İlk 2 elektron birinci orbitali doldurur. İkinci orbitalde 8 elektron yer almıştır. 11’inci elektron ise üçüncü orbitali tek başına işgal etmiştir. Bu haliyle sodyum çok reaktif bir elementtir. Dış elektronunu vermeyi yeğler ama yine de neon gibi inert bir element olamaz. Çünkü çekirdekdeki 11’inci proton, 11'inci elektronun kopmasına direnir. Ona daha büyük bir kuvvetle sarılır.

Klor atomunda ise 17 proton ve 17 elektron vardır. Üçüncü yörüngede 7 elektron yer almıştır. Buraya bir elektron daha kabul edebilir. O zaman orbitalin elektron gereksinimi tamamlanacaktır.

Sodyum bir elektron vermeye, klor ise bir elektron almaya eğilimlidir. Bu iki element bir araya gelince tuz ortaya çıkar. Tabii bu molekül bunun için bir fiyat ödemek zorundadır. Sodyum atomu bir elektron verdiği için yükü pozitif olacaktır. Bir elektron kazanan klorun yükü ise negatif olacaktır. Sodyum iyonları ile klor iyonlarını bir arada kristal bir yapı şeklinde tutan bir elektrik gücü vardır. Buna iyonik bağ denir. NaCl (sodyum klorür) tek başına H2 (Hidrojen) veya CH4 (metan) gibi bağımsız bir molekül değildir. Birbirlerine elektrostatik bağlarla tutunan iyonlardan oluşmuştur.

3.Hidrojen bağları. Bunda tek elektronunu paylaşan hidrojen atomu verici (donör) grubunu, oksijen veya azot atomu ise alıcı grubunu oluştururlar. Güçlü bir bağdır. H2O bu şekilde ortaya çıkar. En yaygın bileşik ve canlılık için en temel bir moleküldür.

ELEMENTLER BİRBİRLERİNİ NASIL TANIRLAR?

Elementler birbirlerini dış yörüngelerinde yer alan elektronlar aracılığı ile tanırlar. İlişki kurmaları için önce birbirlerini tanımaları gerekmektedir. Her elementte çekirdek çevresinde yer alan elektronların sayısı bellidir. Elektronların yer aldığı yörüngeler için orbital terimi kullanılmaktadır.

Her yörüngede ancak belli sayıda elektron yer alabilir. Örneğin ilk orbitalde 2 elektron yer alabilir. Orada üçüncüsüne yer yoktur. İkinci orbitalde 8 elektrona yer vardır. Element ağırlaşıp, elektron sayısı arttıkça elektronlar daha üst yörüngeleri işgal etmeye başlarlar. İşte bu bağlamda elektron açığı kavramı önem kazanmaktadır. Eğer en üst yörüngede elektron açığı varsa, element o açığı çesitli yöntemlerle kapatmaya çalışır. Örneğin bir elektron açığı varsa, dış yörüngesinde bir elektron fazlalığı olan bir elementle birleşmeyi yeğler.

Bazı elementlerin dış yörüngelerindeki elektron açığı 1, 2, 3 veya 4 dür. Onlar sırasıyla, H, O, N ve C durlar. Başka bir deyişle hidrojende bir, oksijende 2, azotta üç ve karbonda dört elektron açığı vardır. Bu elementler elektron açıklarını kapatmak için diğer bazı elementlerle kovalent bağlar kurarlar. Elementler ne kadar hafifse, aralarında kuracakları bağlar o kadar kararlıdır. Ancak bazı atomlar, örnegin C, N, O ve S (sülfür) aralarında bir çift elektrondan daha fazla elektron paylaşabilirler. Böylece aralarında çifte, hatta üçlü bağlar kurabilirler. Karbon diğer karbonlar ve atomlarla dörtlü bağlar kurabilir. Elektron açığı ne olursa olsun bir kural olarak, bağ sayısı dörtten fazla olamaz. Bu mekanizma ile üç boyutlu çok sayıda moleküller ortaya çıkabilir.

KARBON ATOMUNUN CANLILIKTAKİ YERİ VE ÖNEMİ NEDİR?

Yaşamın en temel gereksinimlerinden biri atom ve moleküller arasında yeterince sağlam bağların kurulmasıdır. Dış yörüngelerinde yer alan elektronları paylaşan atomlar arasında bağların kurulduğunu 1916 yılında ortaya atan ilk bilim adam Amerikalı Gilbert Lewis’dir. Buna kovalent bağ (covalent bond) denir ve karbon kimyasının temelini oluşturur. Karbonun diğer elementlerle bağ kurabilmesi, yaşamın bildiğimiz şekilde ortaya çıkması için ilk ve en önemli koşuldur. Karbonun bu niteliğinden dolayı dünyada yaşamın karbon bazlı olduğu söylenir.

Karbon atomunun çekirdeginde altı proton ve altı nötron vardır. Mevcut altı elektrondan ikisi birinci yörüngeyi işgal etmişdir. Diğer dört elektron ikinci yörüngede yer almıştır. Sekiz elektrona izin veren ikinci yörüngenin dört elektron açığı vardır. Elektron açığı olan elementler o açığı doldurmak isterler. Bir elementin elektron açığını başka elementlerle doldurması hem olasıdır, hem de oldukça kolaydır.

Karbon ikinci orbitaldeki elektron açığını dört hirdojenle doldurabilir. Her hidrojende bir elektron olduğu için karbon elektron açığını hidrojen atomları ile doldurunca CH4 olarak simgelenen metan gazı ortaya çıkar. Metan evrende yaygın olan gazlardan biridir.  Karbonun elektron afinitesi hem hidrojenin işine gelir, hem de karbonun. Bir araya gelen bu iki element dış yörüngelerindeki elektron açıklarını doldurmuş olacaklardır. Hidrojende yalnız bir elektron olduğu ve birinci yörünge iki elektron barındırdığı zaman hidrojen daha kararlı olacağı için, dört hidrojen atomu, karbonun ikinci yörüngesindeki dört elektronla bağ kurarak, hem karbona ait bu yörüngedeki, hem de kendi yörüngelerindeki elektron açığını tatmin etmiş olur. Hidrojen atomlarının hidrojen molekülü (H2) oluşturmasının nedeni de budur. Bir araya gelen iki hidrojen atomu, dış yörüngelerindeki elektron açığını bu şekilde doldurmuş olacaklardır. Elementler arasındaki bağ çekirdeğe ne kadar yakınsa o kadar kuvvetlidir.

İkinci orbitaldeki elektron sayısının beş olduğu atomlarda bağ sayısı üç olacaktır. Çünkü üç elektron açığı vardır.

Dış orbitaldeki elektron sayısının üç olduğu bir element düşünelim. Bu elementte elektron açığı beş olacaktır. Ancak maddenin davranış biçimlerinden biri olarak beş bağ kurmaya fizik yasaları izin vermezler. Kurulacak bağ sayısı dördü geçemez. Bu bir kuantum yasadır.

Karbon ideal bağ kuran bir atomdur. Çünkü hem dış orbitaldeki elektron açığı dörttür, hem de bu açıkla kurulan bağlar çekirdeğe çok yakındır. Yaşamın karbon bazlı olmasının nedeni budur. Karbon, hidrojen atomları ve fosfat grupları ile, sülfür ve azotla, diğer çok sayıda moleküllerle ve kendisi ile kovalent bağlar kurarak kompleks mokelüller oluşturan ilginç bir atomdur.

Atomların moleküler bileşikler oluşturmasının temel nedeni hem elektrik yükü olarak nötral olma durumunu korumak, hem de dış yörüngelerinin elektron satürasyonunu (gereksinimini) tatmin etmek zorunda olmalarıdır. Başka bir deyişle atomlar, kararlı olabilmek için birbirleri ve diğer atom ve moleküllerle bileşikler kurarlar. Bu şekilde enerjilerini de minumum bir düzeye indirirler.  Enerjilerini mümkün olduğu kadar düşük bir düzeyde tutmaları atomların uymaları gereken kuantum yasalarından biridir.

Atomların aralarında neden kovalen bağlar kurmaları gerektiğini elektronlarının sayısı ve yörüngeleri ile açıklamaya çalıştık. Bu quantum yasa kendi dışında başka bir yasanın veya tasarımcının denetimi gerektirmemektedir. Bunlar kendiliğinden gerçekleşen spontane tepkileşmelerdir. Atom ve moleküller yapmaları gerekeni yapmakta, mevcut quantum yasalarına harfiyen uymaktadırlar. Bu yasa için de doğal seçilim deyimini kullanabiliriz.

CANSIZ MADDENİN DAVRANIŞLARINDAN BİRİ CANLILIKTIR.

CANSIZ MADDELER İLE BİRLİKTE BÜTÜN FİZİK YASALARINA HARFİYEN UYAN CANLILARIN KÖKENİ CANSIZ MADDELER MİDİR?

Başka ne olabilir? Canlılık, maddenin oldukça geniş bir yelpaze oluşturan davanış biçimleri repertuarında yer alan davranışlardan biridir.

Doğa kendisi ile ilgili anıların çoğunu bilgi olarak kaydeden fiziksel bir yapıya sahiptir. Onları kaydedecek eli, kolu ve aklı yoktur belki ama, Big Bang’den beri geçerli, anılarını saklamada yararlandığı bazı kurallara ve koşullara sahiptir. Kurallara sadık kalıp geride bıraktığı hemen her anını büyük bir özenle saklamakta ve onları yakından incelemek isteyen akıllı yaratıklara bilgi şeklinde ifşa edebilmektedir. Evrenin biz insanlardan uymamızı istediği tek koşul, kendi tasarımladığı oyunu, onun kuralları çerçevesi dışına çıkmadan oynamamızdır. Buna biz bilimsellik diyoruz. Doğanın doğasını inceleyen insan aslında kendi doğasını ve geçmişini de incelemektedir.

Doğa ile ilgili her şey aynı zamanda insanın kendisi ve geçmişi ile de yakından ilgilidir. İnsan yalnız akıllı bir yaratık değildir. Aynı zamanda doğanın bilincidir de. Evren, ortaya çıkışının 14’üncü milyar yılında insanı yaratarak, onda bilince kavuşmuştur. Yalnız kendisini farketmekle kalmamıştır, evren. Aynı zamanda kendisini yakından tanımaya ve büyük bir özenle biriktirip sakladığı anılarını yakından inceleyerek, insanı yaratana kadar hakkında hiçbir şey bilmediği kendi geçmişini de, ögrenmeye başlamıştır.

Canlı varlıkları yakından incelediğimiz zaman onların en azından fiziksel yapılarının ve görünüşlerinin cansız varlıklardan farklı olduğunu gözlemliyoruz. Bu durumda canlı varlıklarla cansızlar arasında makro düzeyde bazı farkların olması gerekiyor. Canlılığı bu kritere dayanarak incelersek karşılaşacağımız tablo, canlılar arasındaki farkların, canlılarla cansızlar arasındaki farklardan daha fazla olduğudur. Bu da bize açıkça canlı olma durumunda tablonun çok renkli olduğunu göstermektedir. Cansızlarda maddelerin bir araya gelmesinden oluşan tablo, canlılardaki kadar renkli ve çesitli değildir. O kadar çok ve çesitli canlı türü vardır ki, aralarındaki ilişkileri bilmek, hatta tahmin etmek bile, mümkün olmayabilir. Canlı varlıklar hiç bir zaman tek başlarına varlıklarını sürdürmezler. Her seferinde birden fazla tür bir araya gelerek bir eko sistemi oluşturmak ve birlikte varlıklarını sürdürmek zorundadırlar. Canlıların aralarındaki ilişkiler son derece karmaşıktır. Bazı ilişkiler simbiyotiktir. Bu ilişkilerde türler karşılıklı olarak birbirlerinden yararlanırlar.Biri olmazsa, diğeri de olmaz. Biri ölürse, diğeri de ölür. İlişki parazitikse canlılar birbirlerinden tek taraflı olarak yararlanırlar. Tabii çoğu kere bazı canlılar diğerleri için gıdadırlar.

Canlılarla ilgili büyük manzara bize onların gerçek doğası hakkında hemen hiç bilgi vermez. Hatta bizi yanıltır.Canlılığın maddenin özgün ve spesifik davranış biçimlerinden birinin ürünü olmamasına rağmen, ortaya çıkan canlı varlıkların davranışının ve görünüşünün son derece zengin bir repertuvar oluşturması bize bir çelişki gibi gelebilir. Maddenin uyduğu bütün yasalara harfiyen uymalarına rağmen, ortaya çıktıktan sonra canlı varlıklar, farklı davranış örnekleri sergilemektedirler. Bu da onların farklı yasalara tabi oldukları yanlış izlenimini uyandırmaktadır.

CANLILAR İÇİN ÖZEL BİYOLOJİK KANUNLAR VAR MIDIR?

Canlı organizmalarda mevcut karmaşıklığa hükmeden düzen, özgün fizik yasalarına mı dayanır?

Biyolojik yasalar birinci ve ikinci termodinamik yasalarının dışında yer alamazlar. Yani enerji söz konusu olunca biyolojik sistemlerin kendi spesifik yasaları yoktur. Canlı varlıklarla termodinamik yasalar arasındaki ilişki, cansız varlıklarla termodinamik yasalar arasındaki ilişkilerden farklı değildir. Canlı olma durumunu termodinamik yasaları da dikkate alarak değerlendirmek zorunluğu vardır.
 
Maddenin çok zengin bir davranış repertuvarına sahip olduğunu biliyoruz. Madde son derece küçük atomlardan, onlar da çok daha küçük atomaltı parçacıklardan oluştuğu için, hepsinin çesitli kombinazonlarda bir araya gelmesi maddenin davranış biçimlerinin son derece zengin olmasından sorumludur. Canlılık o davranış biçimlerinden biridir.

Varlığından haberdar olduğumuz yaşam şekilleri ancak bazı spesifik doğal koşullar içinde gerçekleşebilir. Her ne kadar o koşullar sanıldığından çok daha geniş bir yelpaze oluştururlarsa da, yaşam yine de fizik ve termodinamik yasalarından yararlanarak ortaya çıkarken, madde özgün değilse bile, ekstrem diyebileceğimiz davranış biçimlerini sergilediğinden, oldukça dar sınırlar içinde kalmak zorudadır. Canlı varlıklar, canlı kalarak, maddenin bütün davranış biçimlerini sergileyemezler. Örnegin canlılar, aşırı sıcak ve aşırı soğuk ortamlarda bildiğimiz anlamda canlı olarak varlıklarını sürdüremezler. Cansız maddeye dönüşürler ve o zaman maddenin diğer davranış biçimlerini sergilerler. Çoğu kere bu sırada canlılıklarını tekrar kazanamamak üzere yitirirler.

Madem maddenin davranış biçimleri son derece zengin bir repertuvara sahiptir, o halde bazı davranış biçimlerinin diğerlerinden çok farklı ve özgün olması beklenmez mi? Canlılık onlardan biri olamaz mı?

Bazı hücreler ve dokular aşırı soğuk bir ortamda yıllarca canlılıklarını yitirmeden ve canlı olmanın hiç bir belirtisini de göstermeden, saklanabilirler. Suspended animation denen bu durumda canlılık geçici olarak durdurulmuştur. Canlılıkları askıya alınmıştır. Bu canlılar ileri bir tarihte uygun koşullarda ısıtılarak veya kurutularak saklanmışlarsa ıslatılarak, yeniden canlandırılabilirler. Bu ilginç durumu bazı böceklerde de gözlemleriz. Su ayısı olarak bilinen bir böcek (tardigrade) kurutulup cansız bir madde olarak yıllarca saklanabilir. Bu böcek kaybettiği suyu tekrar kazanır kazanmaz canlılığını da kazanmaktadır. Su aygırı küçük ama yine de, çok hücreli bir hayvan olduğundan, son derece karmaşık bir canlıdır.

Bu gözlemler açıkça canlıların cansız atom ve moleküllerden oluştuğunu ve onların kimyasal yapılarının bozulmadan korunduğu koşullarda, canlılığın da korunabileceğini bütün gerçekliği ile gözler önüne sermektedir.

Canlıları içinden çıktıkları cansız kaynaklardan soyutlayamayız. Canlılığın gerçek doğasını ögrenmek istiyorsak yalnız diğer canlı yaratıkların değil, cansız varlıkların da devamı olduğumuzu kabul etmek zorundayız. Bu ilginç gerçeği kabul etmemek mümkün değildir. Çünkü bunları reddetiğimiz an, canlılarla ilgili gizeme çözüm getirecek yoldan sapmış oluyoruz.

Yaşamımızın başlangıcını Big Bang’de ve yıldızların merkezindeki fırınlarda aramak, onun tanrısal bir emirle başladığını iddia etmekten çok daha yararlıdır. Hatta diyebiliriz ki, bu yoldan en ufak bir şekilde sapmak, yalnız kendi geçmişimizi değil, bütün evrenin ortaya çıkış nedenlerini de yanlış yorumlamak demektir. İnsan olarak, canlı olarak, cansız madde olarak birer yıldız tozu olduğumuzu unutmamalıyız.

Birçoğumuz için bu mütevazi başlangıç, gerçek bile olsa, kabul edilemeyecek kadar onur kırıcı bir durumdur. Onurumuzu hayvanlara ve cansız maddelere empoze edecek kadar kibirliyizdir. Onların devamı olduğumuz gerçeğini hasır altı etmek için katetmeyeceğimiz mesafe, uydurmayacağımız yalan yoktur. Gururumuzu cilaladığına inandığımız o yalanların bizleri bir düş alemine sürüklediğini ve oradan kurtulmanın ancak kendi sapkın kibirimizden kurtulmakla mümkün olabileceği gerçeğini ihmal etmemeliyiz. Doğa içindeki yerimizi doğru olarak değerlendirmek için buna mecburuz.

İnsan bir hayvan türüdür ve diğer hayvanların devamıdır. Hayvanlar diğer canlıların devamıdırlar. Onlar da cansız maddelerin devamıdır. Cansız maddeler ise diğer cansız maddelerin devamıdır. Onlar da doğası bilinmeyen enerjinin. Evrende herşey enerji dönüşümlerinin ürünüdür.

Öyle ise hiç çekinmeden iddia edebiliriz ki, canlı cansız hepimizin ortak bir başlangıcı vardır ve o başlangıç enerjinin maddeye dönüştüğü Big Bang’dir. Cansız maddelerin bir araya gelerek canlıları oluşturamayacağını iddia eden görüş, insan yaşamına bir anlam getirmede ve canlılığın gizemini çözmede yetersiz bir yaklaşımdır. Yalnız yetersiz değildir bu görüş. Aynı zamanda insan entellektüalitesine karşı kaba bir müdahaledir de.

Yalnız tek bir gerçek vardır ve ona ulaşacak yegane yol bilimselliktir. Nihai gerçek bu yoldan yapılacak en ufak sapmalara karşı son derece duyarlıdır. Arada bir yanlış bir patika izlenecek ve çıkmaz bir sokağa sapılacaktır. Oradan hemen uzaklaşarak, bizi peşine düştüğümüz nihai gerçeğe götürecek ana yola geri dönmemiz gerekmektedir. Bu süreç sırasında yolumuzu aydınlatacak ışık ilahi değildir. Somut ve katı bilimsel kurallardır.

Canlılarda vital force denen bir kuvvetin, bir tür ruhun olduğu 19’uncu yüzyıla kadar ulaşan ve orada kaybolan bir kavramdır. Hücrelerin çekirdekleri dışında sahip oldukları jelatinimsi madde için yakın zamanlara kadar protoplazma terimi kullanılırdı. Proto ilk ve öncü demektir. Plazma ise eski yunanca ortaya çıkan, şekli olan demektir. Protoplazma’nın yalnız canlılarda olan bir madde olduğuna inanılırdı. Şimdiye kadar yapılan bütün araştırmalar, protoplazma denen oluşumun yalnız cansız atom ve moleküllerden ibaret olduğunu göstermiş ve bu terim artık kullanılmaz olmuştur. Onun yerini alan yeni terim sitoplazma’dır. Hücre plazmasıdır, yani.

Canlıların yalnız cansız atom ve moleküllerden oluştuğu anlaşıldıktan sonra biyoloji bilimi dev adımlarla ilerlemiştir. Günümüzde tıp insanlığa her geçen gün biraz daha yararlı olmaktadır. İlahi bir gücün araştırılması zaman ve maddi kaynakların kaybına neden olacaktır. Hem zaten bu gücün araştırılacağı bir yöntem bilinmemektedir.

Yalnız canlılara özgü biyolojik yasalar neden yoktur?

Canlılara özgün biyolojik yasaların neden olmadığını açıklamak çok kolaydır. Dünyada canlılık daha biyolojik döneme geçilmeden çok önceleri, yalnız yalın fizik yasalarının egemen olduğu bir dönemde, ortaya çıkmıştır. Yani biyolojik yasaların temeli aslında fizik yasalarıdır. Ya da diyebiliriz ki biyolojik yasalar fizik yasalarının canlılara uygulanan şeklidir. Ama onlar canlılar için spesifik değillerdir. Karbonun hidrojen ve azotla kurduğu bağlar ve ortaya çıkan moleküller canlıda ve cansızda aynıdır. Zaten aynı olmasaydı cansız varlıklardan canlılar çıkamazlardı. Değil mi?

Dolayısıyla canlıların davranışlarını fizik ve kimya ile açıklamak ve onlara öncelik tanımak çok önemlidir. Bugün artık tıp sayılarla hasta tedavi etmektedir. Doktorun hastayı görmesine bile gerek yoktur. Bütün bileceği kan kimyasıdır. Günümüzde doktorlar hangi testlerin yapılacağı konusunda karar verirler. Artık doktorların hastayı muayene ederek bir tanıya ulaşmaları zorunluğu devri geçmiştir. Ya da o şekilde tanınan hastalıkların sayısı çok azalmıştır. Hastalıkların tanı ve hatta tedavilerinde doktorlara fizik ve kimya yol gösterir. CAT scan, MR scan, Röntgen, Ultrasound, tam teşkilatlı bir laboratuvar vs. olmadan bir tıp düşünebiliyor musunuz?

CANLIYI MADDENİN HANGİ ÖZELLİĞİ İLE TANIRIZ?

Canlılığı, doğası ne olursa olsun, ne olduğu ile değil, ne yaptığı ile tanımlamak zorundayız. Biri ölü diğeri sağ iki ikiz insan düşünün. Bu ikizler arasındaki tek fark, moleküler yapı bakımdan birbirlerinin eşi olan ikisinin de farklı davranışlar sergilemesidir. Ölen ve sağ olan farklı davranışlar sergileyeceklerdir. Fiziksel olarak canlı ve cansız madde arasında başka fark yoktur. İnsan ölünce maddeden ibaret bir kütleye dönüşecektir. Ona biz ceset diyoruz. Bu ceset canlı insandaki bütün elementleri içerir.

Canlı ile cansız arasında elementer düzeyde hiç bir fark yoktur. Her ikisi de fizik yasalarına uyacaklardır. Termodinamik yasalar her ikisi için de geçerlidir. Ama ikisinde de moleküllerin davranışı farklı bir seyir izleyecektir.

Ölende biyolojik moleküller hızla bozunacak, çözünecek ve dağılacaklardır. Çünkü onları bir arada tutan bir enerji yoktur artık. Canlı varlığını çevreden aldığı enerji ile idame ettiren bir sisteme borçludur. Bu sistem enerjiyi, canlının yaşamını idame ettirebilmesi için kullanmaktadır. Ölü için bu artık mümkün değildir. Ölenin atom ve moleküllerinin doğaya geri dönmesinin nedeni dışardan enerji alıp onu moleküllerini idame ettirmek için kullanamamasıdır. Ölü canlılık için gerekli homeostazı idame ettirememektedir.

Görüldüğü üzere canlılığın idamesinin nedeni çevreden alınan enerjinin etkili bir şekilde kullanılabilmesidir. Hem canlı, hem de ölü birinci ve ikinci termodinamik yasaya tabidir.
Ölen dışardan aldığı enerjiyi kullanarak ısı üretemeyeceği için kısa zaman içinde çevresi ile aynı sıcaklığa ulaşacaktır. Yaşayan ise dışardan aldığı enerjiyi kullanarak iç sıcaklığını idame ettirebilecektir. Her ikisi de entropi yasasına uymak zorundadır. Ölen dışardan enerji sağlayamadığı için, biyolojik moleküllerinin bütünlüğünü koruyamayacak ve onlar zamanla dağılacaklardır.

Bundan anlaşıldığı kadarıyla dışardan alınan enerji canlının varlığını canlı olarak sürdürmede ve bütünlüğünü korumada kullanılmaktadır. Canlıda enerji hem biyolojik moleküllerin bütünlüklerini korumak, hem de canlılığın diğer bütün etkinlikleri için kullanılır. Bu süreçte entropi devreye girmektedir.

Entropi enerjinin kullanılabilirliğinin zamanla azalması paradigması olduğuna göre, canlı zamanla varlığını sürdürmede bazı zorluklarla karşılaşacaktır. Dışardan alınan enerji bir süre sonra artık canlının biyolojik moleküllerinin bütünlüğünü korumada yetesiz olmaya başlayacaktır. Bunun sonucu olarak da biyolojik moleküller arasındaki kimyasal bağlar kuvvetlerini kaybedecekler ve moleküller zamanla işlevlerini yitirip, çözünmeye ve dağılmaya başlayacaklardır.

Aynı fizik yasaları hem öleni hem de canlıyı etkilemektedirler. Aradaki farkın nedeni canlılarda entropiyi yavaşlatan bazı sistemlerin varlığıdır. O sistemler etkinliklerini zamanla yitirecekleri için entropiyi durdurmaları mümkün değildir. Entropi canlıların enerji kullanabilme yetisini zamanla azaltacak ve canlı bir süre sonra yaşlanarak ölecektir.

Entropi herşeyden önce canlının ortaya çıkması için de gerekli bir yasadır.  Entropi ayrıca canlıların yaşlanmasından ve sonunda ölümünden sorumlu bir fizik yasasıdır. Canlılığın hem ortaya çıkmasından, hem de yok olmasından sorumlu bir yasanın tek ve aynı olması, doğanın ilginç çelişkilerinden biridir.

Bu arada yeri gelmişken canlılıkla ilgili kısa bir yorum yapmak istiyorum.

Virusların, virusoid ve viroid'lerin ve prionların canlı olmadığı şeklinde yorumlarla karşılaşıyoruz.
O yorumlar ne dereceye kadar doğrudur?
Bunların içinde en ilginç olanı prionlardır.
Viruslarda DNA veya RNA vardır ama prionlarda ikisi de yoktur.
Prionlar protein doğasında moleküllerdir. Ama deli dana hastalığından sorumludurlar.
İnsanlarda nadiren karşılaşılan Jacob Creutzfeld ve Kuru hastalıklarından da prionlar sorumludur.

Prionlar ve viruslar canlı mıdırlar?Bazılarına göre canlı olmak için hücresel bir yapıya sahip olmak gerekir. Bu tanım yeterli midir?

Yukarda canlı ile cansız arasındaki farka değindik. O farkın ikisi arasındaki davranış farkı olduğunu vurguladık. Bunu canlılık için kriter alırsak, prionlar da canlıdırlar.
Çünkü onlar ve viruslar hayvanlarda ve insanlarda hastalık ve ölüm nedenidirler.
Çünkü onlar bir canlının vücuduna girince farklı davranmaya başlamaktadırlar.
Doğada cansız bir molekül görünüşü arzeden prionlar insan vücuduna girince canlılık kazanmakta ve çoğalarak hastalık yapmaktadırlar.

Evrende canlıyı görünüşü ile tanımlamak keyfi bir yaklaşımdır. Canlıyı yaptıkları ile tanımlamak gerekmektedir.Canlının ne olduğu önemli değildir. Önemli olan ne yaptığıdır.