“Bu sonuçlar, Dünya’da bildiğimiz yaşamdan çok farklı olsa bile, başka bir gezegenden, başka bir biyosferden bir yaşam formu bulabileceğimiz anlamına geliyor.”
Çeviren: Okan Nurettin Okur
Bilim insanları diğer gezegenlerde yaşamın izlerini bulabilmek için basit ve güvenilir bir yol buldular: “Astrobiyolojinin Kutsal Kâsesi”
Carnegie Bilim Enstitüsü’nden Jim Cleaves ve Robert Hazen’in liderliğindeki yedi kişilik bir ekip, Proceedings of the National Academy of Science (Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri) dergisinde, geliştirdikleri yapay zekâ yöntemi sayesinde modern ve antik biyolojik örnekleri abiyotik kökenli olanlardan ayrıştırabilmeyi %90 doğruluk oranıyla başardıklarına dair bir bildiri yayınladılar. Dr. Hazen, “Bu rutin analitik yöntem, dünya dışı yaşam arayışında devrim yaratma ve dünya üzerindeki en eski yaşamın hem kökenine hem de kimyasına ilişkin anlayışımızı derinleştirme potansiyeline sahip. Örnekler dünyaya getirilmeden robotik uzay araçları, iniş araçları ve gezici araçlarda akıllı sensörler kullanarak yaşam belirtileri arama yolunu açıyor” diyor.
Yeni test, çok hızlı bir şekilde, dünya üzerindeki gizemli, antik kayaların ve muhtemelen Mars Curiosity izcisinin SAM (Mars’ta Örnek Analizi) cihazı tarafından halihazırda toplanmış olan örneklerin analizini yapabilir. “Yöntemimizi SAM protokollerine uyacak şekilde ayarlamamız gerekecek, ancak Mars’ta organik bir Mars biyosferinden moleküller olup olmadığını belirlemek için elimizde zaten veri mevcut”.
Washington DC’deki Carnegie Bilim Enstitüsü’nün Dünya ve Gezegenler Laboratuvarı’ndan başyazar Jim Cleaves, “Dünya dışı yaşam arayışı, modern bilimdeki en heyecan verici çabalardan biri olmaya devam ediyor. Bu araştırmadan çok şey öğrendik, ancak üç büyük çıkarım çok önemli: Birincisi, derin bir düzeyde, biyokimya abiyotik organik kimyadan farklıdır; ikincisi, Mars’a ve eski dünya örneklerine bakıp onların bir zamanlar canlı olup olmadıklarını anlayabiliriz ve üçüncüsü, bu yeni yöntemin alternatif biyosferleri dünyadakilerden ayırt edebilmesi muhtemeldir ve gelecekteki astrobiyoloji çalışmaları için önemli sonuçlar doğuracaktır” diyor.
Yenilikçi analitik yöntem, yalnızca bir numunedeki belirli bir molekülün veya bileşik grubunun tanımlanmasına dayanmaz. Bir numunenin moleküler modelleri içindeki farklılıkları tespit ederek biyotikleri abiyotik numunelerden ayırt eder. Karbon açısından zengin olarak bilinen 134 abiyotik ve biyotik numunenin moleküler analizlerinden elde edilen çok boyutlu veriler, yapay zekâyı yeni bir numunenin kökenini tahmin edecek şekilde eğitmek için kullanıldı. Yapay zekâ, yaklaşık %90 doğruluk oranıyla şu örnekleri başarıyla tespit etti: Kabuklar, dişler, kemikler, böcekler, yapraklar, pirinç, insan saçı ve ince taneli kayalarda korunan hücreler gibi canlılar, jeolojik işlemlerle değiştirilmiş eski yaşamın kalıntıları (örneğin kömür, petrol, amber ve karbon açısından zengin fosiller) veya saf laboratuvar kimyasalları (örneğin amino asitler) ve karbon açısından zengin meteorlar gibi abiyotik kökenli örnekler.
Araştırmacılar, bu bilimsel buluşa kadar birçok karbonlu örneğin kökenini belirlemenin mümkün olmadığını çünkü organik moleküllerin ister biyotik ister abiyotik olsun zamanla bozulma eğiliminde olduğunu düşünüyordu. Şaşırtıcı bir şekilde, ciddi miktardaki bozulma ve değişime rağmen yüz milyonlarca yıl boyunca korunan biyolojik izler tespit edilebildi.
Dr. Hazen şöyle diyor: “Yaşamın kimyasının cansız dünyanın kimyasından temel olarak farklı olduğu; biyomoleküllerin çeşitliliğini ve dağılımını etkileyen ‘yaşamın kimyasal kuralları’ olduğu fikriyle başladık. Bu kuralları bulabilirsek, bunları yaşamın kökenlerini modelleme veya diğer dünyalardaki yaşamın işaretlerini tespit etme çalışmalarımızda kullanabiliriz. Bu sonuçlar, Dünya’da bildiğimiz yaşamdan çok farklı olsa bile, başka bir gezegenden, başka bir biyosferden bir yaşam formu bulabileceğimiz anlamına geliyor. Başka bir yerde yaşam belirtileri bulursak, dünyadaki ve başka gezegenlerdeki yaşamın ortak bir kökenden gelip gelmediğini anlayabiliriz. Başka bir deyişle, dünya yaşamının yanı sıra uzaylı biyokimyası da tespit edilebilmelidir. Bu çok önemli çünkü dünya yaşamının moleküler biyobelirteçlerini tespit etmek nispeten kolaydır ancak uzaylı yaşamının DNA, amino asit vs. kullanacağını varsayamayız. Yöntemimiz, yaşamın ‘işlevsel’ moleküllere olan talebinden kaynaklanan moleküler dağılımlardaki kalıpları arar. Bizi gerçekten şaşırtan şey, geliştirdiğimiz yöntemi yalnızca iki örnek türünü (biyotik veya abiyotik) tahmin edecek şekilde eğitmemizdi, ancak yöntem üç farklı popülasyon keşfetti: abiyotik, yaşayan biyotik ve fosil biyotik.”
Dr. Cleaves şunları ekliyor: “Kimyasal açıdan bakıldığında, biyotik ve abiyotik örnekler arasındaki farklar suda çözünürlük, moleküler ağırlık, uçuculuk vb. şeylerle ilgilidir. Bunu düşünmenin en basit yolu, bir hücrenin bir zarı ve sitozol adı verilen bir iç kısmı olduğudur; zar suda çözünmezken, hücrenin içeriği suda çözünür. Bu düzenleme, bileşenlerinin suyla temasını en aza indirmeye çalışırken membranı bir arada tutar ve aynı zamanda ‘iç bileşenlerin’ membran boyunca sızmasını önler. İç bileşenler de kromozomlar ve proteinler gibi son derece büyük moleküller olmasına rağmen suda çözünmüş olarak kalabilir. Yani, canlı bir hücreyi veya dokuyu bileşenlerine ayırırsanız, suda çok çözünen moleküller ve suda çok çözünmeyen moleküllerin spektruma yayılmış bir karışımı elde edilir. Petrol ve kömür gibi şeyler uzun yıllar içinde suda çözünebilen malzemenin çoğunu kaybetmiştir.”
Bu teknik yakında, Batı Avustralya’daki 3,5 milyar yıllık siyah çökeltilerin kökeni de dâhil olmak üzere dünya üzerindeki bir dizi bilimsel gizemi çözebilir. Bu kayalar üzerinde hararetle tartışan bazı araştırmacılar dünyanın en eski fosil mikroplarını barındırdığını iddia ederken, diğerleri bunların canlılık belirtilerinden yoksun olduğunu iddia ediyor. Kuzey Kanada, Güney Afrika ve Çin’deki antik kayalardan alınan diğer örnekler de benzer tartışmalara yol açıyor.
Hazen, “Şu anda bu kayalardaki organik malzemenin biyojenitesi hakkında uzun süredir devam eden soruları yanıtlamak için yöntemlerimizi uyguluyoruz” diyor. Bu yeni yaklaşımın biyoloji, paleontoloji ve arkeoloji gibi diğer alanlara olası katkıları hakkında yeni fikirler de ortaya çıktı.
Dr. Hazen son olarak şunları ekliyor:
“Yapay zekâ, biyotiği abiyotik unsurlardan ve modern yaşamı antik yaşamdan kolayca ayırt edebiliyorsa, o zaman başka ne gibi içgörüler elde edebiliriz? Örneğin, eski bir fosil hücresinin çekirdeği olup olmadığını veya fotosentetik olup olmadığını belirleyebilir miyiz?” diyor. “Kömürleşmiş kalıntıları analiz edebilir ve bir arkeolojik alandaki farklı ahşap türlerini ayırt edebilir mi? Sanki uçsuz bucaksız bir olasılıklar okyanusunun suyuna ayak parmaklarımızı daldırıyormuşuz gibi.”
Haber Tarihi: 25.9.2023
Haber Linki: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/09/230925153744.htm
Kaynak ve ileri okuma:
H. James Cleaves, Grethe Hystad, Anirudh Prabhu, Michael L. Wong, George D. Cody, Sophia Economon, Robert M. Hazen. A robust, agnostic molecular biosignature based on machine learning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (41) DOI: 10.1073/pnas.2307149120
