Yaşamın sırlarını çözmek, özellikle paleobiyoloji ve astrobiyolojinin merkezi hedeflerinden biridir. İleri teknolojik yöntemlerin kullanıldığı bir araştırma, yaşamın biyokimyası ile cansız maddenin kimyası arasında temel farkların olduğunu iddia ediyor. MIT’de yapılan yeni bir araştırma yaşamın kimyasının cansız kimyasından farklı bir biçimde seçildiği ve işlevsel olduğunu öne sürüyor. Bu araştırmada kimyasal maddelerin ayrıştırılmasında makine öğrenmesi yöntemleri kullanılıyor.
Biyolojik sistemlerin kimyasal yapıları, işlevlerini yerine getirebilmek için seçilmiş moleküler yapılar içerir. Bu işlevler arasında bilgi saklama ve çoğaltma, enerji ve malzeme toplama, kendi yapılarını oluşturma ve sürdürme yeteneği, çevrelerini kontrol etme gibi özellikler bulunur. Bu işlevleri gerçekleştirebilen biyomoleküllerin yapısının, enerji ve bilgi gibi değerli kaynakları kullandığını unutmamak önemlidir. Bu nedenle, biyolojik sistemlerde bulunan organik molekül gruplarının, sadece cansız süreçlerle üretilen organik molekül gruplarından farklı olduğu beklenir.
Bu çalışmada elde edilen bulgulara göre, yaşamın kimyasal bileşenleri ile cansız maddeden üretilen organik bileşenler arasında belirgin farklılıklar vardır. Özellikle, biyolojik sistemlerde bulunan organik moleküllerin dağılımının, sadece cansız süreçlerde oluşturulan organik molekül gruplarından farklı olduğu gözlemlenmiştir. Bu farklılıklar, kimyasal bileşenlerin türü, karbon izotop bileşimi ve amino asitler gibi bileşenlerin kararlılık türü gibi özellikler aracılığıyla ayırt edilebilir.
Yaşamın kimyası, enerji ve yapı oluşturabilme yeteneğini içeren işlevlerini yerine getirmek için farklı kimyasal süreçleri içerir. Özellikle, biyokimyanın farklı kimyasal süreçlerle enerji akışını ilişkilendirmesi ve bu enerjiyi kullanarak işlevsel moleküller oluşturması muhtemelen belirli bir yapısal uyumu gerektirir. Bu nedenle, biyolojik sistemlerin oluşturduğu organik moleküllerin, onları oluşturan süreçler hakkında bilgi içermeleri öngörülmelidir.
Ancak biyokimyanın evrimi, farklı gezegenlerde farklı şekillerde gerçekleşebilir. Bu nedenle, yaşamın kimyası farklı dünya sistemlerinde farklı kimyasal bileşenlere sahip olabilir. Ancak bu çalışma, biyokimya kurallarının uzak dünyalarda bile benzer özellikler taşıyabileceğini önermektedir. Örneğin, herhangi bir dünyada yaşamın, cansız süreçlerle üretilen organik moleküllere göre daha yüksek miktarlarda daha işlevsel bileşikler üretme eğiliminde olduğu düşünülebilir. Bu, biyokimyanın özgün kurallarının izlerini tespit etmek için kullanılan yöntemlerin potansiyel evrensel bir özelliği olabileceğini göstermektedir.
Bu araştırmada, bilim insanları, yaşamın izlerini tespit etmek ve biyokimyanın temel özelliklerini anlamak için yeni bir yaklaşım sunuyorlar. Biyolojik sistemlerin kimyasal bileşenleri ile cansız maddeden üretilen organik bileşenler arasındaki farklılıklar, yaşamın kimyasının işlevselliğe dayalı olarak seçildiğini ve özgün özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. Bu bulgular, uzak dünyalarda yaşam izlerini tespit etmek için kullanılabilecek önemli bir araştırma alanını işaret ediyor. Yaşamın sırlarını çözmek ve uzak dünyalarda yaşam aramak için kullanılan bu yöntemler, gelecekteki keşiflerin temelini oluşturabilir.
Kaynakça:
Cleaves, H. J., Hystad, G., Prabhu, A., Wong, M. L., Cody, G. D., Economon, S., & Hazen, R. M. (2023). A robust, agnostic molecular biosignature based on machine learning. Proceedings of the National Academy of Sciences, 120(41). https://doi.org/10.1073/pnas.2307149120
