Kozmik  ışınlar  yaşamı şekillendirmiş  olabilir… (mi ?)  (How cosmic rays may have shaped life…)

(Kaynak: spacedaily.com)

Spacedaily.com’da 21 Mayıs 2020’de yayımlanan  bir  yazıda, kozmik  ışınların  yaşamı  şekillendirmiş  olabileceği  ileri  sürüldü.

Güneş  ve Samanyolundaki  kaynaklar  tarafından  üretilen  yüksek  enerjili  kozmik  ışınlar (protonlar, atom  çekirdekleri,…  ) Dünyanın  üst  atmosferindeki nitrojen  ve  oksijen molekülleriyle  çarpışınca, çeşitli parçacıklardan  oluşan  bir  sağanak yağmuruna (parçacık  yağmuru) sebep  olur.  Yer  seviyesine  ulaşan bu  sağanak manyetik  olarak  polarize  olmuş muon’lar  halini  alır.  (‘Muon’lar, elektrondan  daha  büyük  kütlesi  olan, ancak,  bir  elektron  özelliğine  sahip  atom-altı  parçacıklar.)

Araştırmacılara  göre, bir  ‘protobiyolojik’  ortamda, yaşamın  yapıtaşlarından  kabul  edilen nükleik  asitler sağ-elli  veya  sol-elli   helisel şekilli olabilir. Manyetik  olarak  polarize  olmuş  radyasyon, ayrıcalıklı  bir  şekilde, ayna  simetrisindeki   ön-yaşam  formlarında farklı  mutasyon  hızına  sebep  olur. Zamanla, sağ-elli moleküller sol-elli  moleküllerden  daha  fazla  gelişir.

Bu  bilim  insanları, ‘hayvanların, bakterinin  hatta DNA’nın  yeryüzünde  ortaya  çıkmasından önce, kendi-kendini  kopyalayan moleküller  yüksek  enerjili  parçacık  yağmuru  altında, maddeden  yaşama  doğru  giden yolda yavaş  yavaş  evrimleşmekteydiler’  diyor.

Bir  Stanford  profesörü  yayımladığı  yeni  bir  makalede, ön-organizmaların (proto-organisms) kozmik  ışınlarla  etkileşmesi  biyolojik  moleküllerin ‘chilarity’  adı  verilen yapısal  tercihlerinin  belirlenmesinde  etkili  olduğunu  ileri  sürdü.  Bu  iddia  doğru  ise, tüm  evren  genelindeki  yaşam aynı ‘ayna-görüntüsü tercihi’ (chiral  preference) paylaşır.

‘Ellilik’ (sağ, sol)  olma  durumuna  verilen  ad  olan ‘Chirality’ moleküllerin ayna-görüntüsü versiyonunun mevcut  olma  durumu. Sağ  ve  sol  el  gibi, tek  bir  molekülün iki ‘chiral’  formu, birbirinin  yansıma-görünümünde  ise  de, birbiriyle  yapıştırıldığında  üst  üste  örtüşmez.   Amino  asitler, DNA, RNA  gibi her  bir  biyomolekül   moleküler ‘elliliğin’  sadece  bir  formunu  kullanır.

Eğer  bir  biyolojik  sistemde, bir  molekülün normal  versiyonu  yerine  ayna-yansıması  versiyonu kullanılırsa (sustitute) sistemin  işleyişinde  hata  ortaya  çıkar  veya sistem  işleyişini tamamen  durdurur.  DNA  durumunda, tek  bir  yanlış-elli  şeker molekülün  kararlı  helisel  yapısını  bozar.

Louis Pasteur  bu  biyolojik  ‘elliliğin  üniformluğunu’ (homochirality) 1948’de  keşfetti.  O  günden  beri, bilim  insanları, yaşamdaki  ‘elliliğin’ (handedness) tesadüfler  sonunda  mı  yoksa belirleyici  bir  etki  sonunda  mı  oluştuğunu  tartıştı. Pasteour’un  iddiasına  göre, eğer  yaşam  asimetrik  ise, bu  durum  evrende var  olan doğal  fizik  etkileşmelerinin asimetrik  olması  sebebiyleydi.

Noemie  Globus (New York University; Simons Foundation’s Flatiron Institute), Dünyada  gözlenen biyolojik ‘elliliğin’ mağnetik polarize  radyasyonun,  ayna-yansıması  etkisinden  ziyade, DNA’-temelli  yaşamın  evriminde  rol  oynayan mutasyon  hızına  etkide  bulunduğunu  söyledi.

Kozmik  ışınlar, yüksek-enerji  radyasyonunun çeşitli  formları  olup, evrende  yıldızlar  ve  uzak  gökadalarda  ortaya  çıkarlar. Bu ışınlar (parçacıklar)  atmosfere çarptığında,  kendileri  de  dönüşerek,  doğal  parçacıkların  oluşmasını  tetiklerler. Yer  seviyesinde, bu  kozmik  ışınlar  sadece,  muon  adı  verilen parçacıklar  halinde mevcuttur.

Muon’lar  kararsız  parçacıklar  olup, saniyenin  sadece  ikimilyondabiri  süresince  varlıklarını  korurlar. Ancak,  ışık  hızına  yakın  bir  hızla  hareket  ettiklerinden, yerkabuğnun 700  metre  kadar  altında  dahi  belirlenebildiler. Bunlar  ayrıca  manyetik  olarak polarizeydiler; aynı  manyetik  oryantasyonu paylaşmaktaydılar.

Muon’lar  sonunda  bozunduğunda (decay), aynı  manyetik  polarizasyona  sahip  elektronları  üretirler. Araştırmacılar, muon’ların  ve  onların  ‘kızı’ (daughter)  elektronların  nüfuz  edici  yeteneği Dünya  üzerindeki (ve  evrenin  her  yerindeki)  ‘chiral’  molekülleri  etkiler.

Araştırmacılar, yaşamın  Dünyada  başlangıcında, bu  sürekli ve uyumlu  radyasyon  etkisinin  iki ayna-yansıması  yaşam  formunu , birini  diğerine  üstün  kılacak  şekilde,  farklı  şekilde  etkilediğini söylüyor.

Yaşamın  başlangıcında, molekülerin  çok  basit  ve  kırılgan  olduğu  bir  ortamda, mutasyon  hızındaki  bu  çok  küçük  fark  çok  önemli  sonuç  doğurdu. Bu  şartlar  altında, kozmik  ışınların küçük  fakat sürekli  ‘chiral’  etkisi milyarlarca  jenerasyon  süren  evrimde, bugün  gördüğümüz  tek  biyolojik ‘elliliği’ (handness)  oluşturdu.

 

Yararlanılan  Kaynaklar:

 

https://www.spacedaily.com/reports/How_cosmic_rays_may_have_shaped_life_999.html

https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab8dc6