Görünmeyenin Araştırılması Neyi Ortaya Çıkardı?

İNSANLAR, yeni buluşlardan yararlanarak deyim yerindeyse perdeyi kaldırıp daha önce göremediklerini gördüklerinde neler başarılıyor? Bu, daha önce bilinmeyenleri belirli bir kesinlik derecesiyle saptamaya yardım edebilir.—Aşağıdaki çerçeveye bakın.

Bir zamanlar dünyanın evrenin merkezi olduğu görüşü yaygındı. Fakat sonra teleskoplar kullanıldığında, dünya da dahil gezegenlerin güneşin çevresinde, yörüngelerinde dolandıkları görüldü. Daha yakın zamanda, güçlü mikroskopların bulunmasıyla insan atomu inceledi ve bazı atom türlerinin nasıl diğerleriyle birleşip molekülleri oluşturduğunu gördü.

Yaşam için vazgeçilmez bir madde olan suyun molekül yapısına bir bakalım. İki hidrojen atomu, özel tasarımları sayesinde bir oksijen atomuyla eşsiz şekilde birleşip su molekülünü oluşturur; her bir damlacıkta milyarlarca su molekülü vardır! Bir su molekülünü inceleyip onun farklı koşullarda gösterdiği özelliklere bakarak neler öğrenebiliriz?

Harika Bir Madde—Su

Tek tek su damlacıkları çok basit görünürse de, su son derece karmaşık bir maddedir. Gerçekten de, Londra’daki (İngiltere) Imperial College’de görevli bilim yazarı Doktor John Ernsley “su, en çok incelenen kimyasal maddelerden biri olmakla birlikte hâlâ en az anlaşılanıdır” demişti. New Scientist dergisi şunları belirtiyor: “Su, dünyadaki en iyi bilinen sıvıdır, fakat aynı zamanda en gizemlilerden de biridir.”

Dr. Emsley suyun basit yapısına rağmen, “onun özellikleri kadar karmaşık başka hiçbir şey olmadığını” açıklıyor. Örneğin, şöyle diyor: “H₂0’nun gaz olması gerekir, . . . . oysa sıvıdır. Üstelik, donduğunda, . . . . katı hali, yani buz, batacağına yüzer”; oysa, normal olarak batması gerekir. Amerikan Bilim Geliştirme Derneği’nin eski başkanı Dr. Paul E. Klopsteg bu sıradışı özellik hakkında şöyle diyor:

“Bunun, balıklar gibi suda yaşayan canlıların yaşamlarını sürdürmesi için düşünülmüş dikkate değer bir tasarım olduğu anlaşılıyor. Su donma noktasına kadar soğuduğunda yukarıda anlatılan özelliği göstermeseydi, neler olacaktı, bir düşünün. Buz oluşmaya devam edecek ve bu, tüm bir gölü kaplayıp sudaki canlıların hepsini ya da büyük kısmını yok edinceye dek sürecekti.” Doktor Klopsteg suyun bu beklenmedik özelliğinin “evrende iş başında olan yüce ve amaç sahibi bir zihnin kanıtı” olduğunu söyledi.

New Scientist’e göre, araştırmacılar şimdi suyun bu sıradışı özelliğinin nedenini bildiklerine inanıyor. Onlar, suyun genleşmesini doğru olarak öngören ilk kuramsal modeli geliştirdiler. Araştırmacılar, “gizemin bu yapıların içinde yer alan oksijen atomlarının aralıklı yerleşiminde” yattığını fark ettiler.

Dikkate değer bir durum değil mi? Çok basit görünen bir molekül insan kavrayışına meydan okuyor. Ve bu maddenin vücut ağırlığımızın büyük bir kısmını oluşturduğunu da düşünün! Yalnızca iki elementten oluşan bu üç atomlu harika molekülde “iş başında olan yüce ve amaç sahibi bir zihnin kanıtı”nı görmüyor musunuz? Yine de, su molekülü son derece küçük ve diğer birçok molekülden çok daha az karmaşıktır.

Çok Karmaşık Moleküller

Bazı moleküller binlerce atomdan oluşur; bunlar yeryüzünde doğal olarak bulunan 88 elementten birçoğunun atomlarıdır. Örneğin, tüm canlılarda kodlanmış kalıtsal bilgiyi içeren bir DNA molekülü (dezoksiribonükleik asidin kısaltılmışı), farklı elementlerden milyonlarca atom içerebilir!

DNA molekülü inanılmaz karmaşıklığına rağmen, yalnızca 0,0000025 milimetre çapındadır; dolayısıyla güçlü bir mikroskobun yardımı olmaksızın görülemeyecek kadar küçüktür. Bilim adamları DNA’nın kişinin kalıtsal özelliklerini belirlediğini ancak 1944 yılında buldular. Söz konusu buluşla birlikte bu son derece karmaşık molekül üzerinde yoğun araştırmalar başladı.

Yine de, DNA ve su, çeşitli yapılarda yer alan birçok molekül türünden yalnızca iki tanesidir. Canlı ve cansız varlıkların her ikisinde de bulunan birçok molekül olduğundan, ikisi arasında yalnızca basit bir adım ya da bir köprü olduğu sonucuna mı varmamız gerekir?

Uzun zaman boyunca birçok insan böyle olduğuna inandı. Mikrobiyoloji uzmanı Michael Denton “1920’lerde ve 30’larda birçok otoritenin, artan biyokimyasal bilgiyle aradaki köprünün kurulacağı umudunu özellikle dile getirdiğini” söylüyor. Ancak, zamanla hangi gerçek ortaya çıktı?

Yaşam Özel ve Eşsizdir

Bilim adamları canlı ile cansız arasında geçiş oluşturacak bir şey ya da bir dizi aşamalı adım bulmayı umdularsa da, Denton’un söylediğine göre, bunların birbirinin devamı olmadığı “moleküler biyoloji alanında 1950’lerin başındaki devrim niteliği taşıyan buluşlardan sonra kesin olarak kanıtlanmıştı.” Denton şimdi bilim adamlarının gözünde açık olan, dikkate değer bir gerçekten söz ederek şöyle diyor:

“Canlı ve cansız dünya arasında bir boşluk olduğunu, üstelik bunun doğadaki süreksizliklerin en temelini ve çarpıcısını gösterdiğini biliyoruz. Canlı hücre ile, bir kristal ya da kar tanesi gibi en karmaşık, biyolojik olmayan sistem arasında, düşünülebilecek en geniş ve kesin uçurum vardır.”

Bu, bir molekül yaratmanın kolay olduğu anlamına gelmez. Molecules to Living Cells (Molekülden Yaşayan Hücreye) adlı kitap “yapı taşı olan küçük moleküllerin sentezinin kendi başına karmaşık” olduğunu anlatıyor. Ancak, böyle molekülleri yapmak “ilk canlı hücreyi oluşturmak için izlenmesi gereken yolla karşılaştırıldığında çocuk oyuncağı” olduğunu da ekliyor.

Hücreler, bakteri gibi bağımsız bir canlı olarak kendi başlarına var olabilir ya da insan gibi çokhücreli bir organizmanın bir parçası olarak işlev görebilirler. Orta boyda 500 hücrenin toplam büyüklüğü bu cümlenin sonundaki noktanın büyüklüğüne denktir. Dolayısıyla, hücre fonksiyonlarının çıplak gözle görülememesine şaşmamak gerek. O halde insan vücudundaki tek bir hücre mikroskopla incelendiğinde ne ortaya çıkar?

Hücre Rastlantı Eseri mi Yoksa Tasarım mı?

Her şey bir yana, insan canlı hücrelerin karmaşıklığı karşısında hayrete düşmekten kendini alamaz. Bir bilim yazarı şöyle dedi: “En basit canlı hücrenin normal gelişimi için bile eşgüdümlü olarak gerçekleşen on binlerce kimyasal tepkimeye ihtiyaç vardır.” O şöyle soruyor: “Nasıl olur da küçücük bir hücrenin içinde 20.000 tepkimenin tümü birden aynı anda kontrol edilebilir?”

Michael Denton en küçük canlı hücrenin bile “binlerce farklı ayrıntıyla tasarlanıp yapılmış, karmaşık moleküler yapılarla dolu, hepsi birden yüz milyar atomdan oluşan gerçek anlamda birer mikrominyatürize fabrika”ya benzediğini söylüyor; “bunlar, insan yapısı herhangi bir makineden çok daha karmaşıktır ve yaşayan varlıklar arasında benzersizdir.”

The New York Times’ın 15 Ocak 2000 sayısında belirtildiği gibi, bilim adamları hücrenin karmaşıklığı karşısında şaşkınlık ve hayret içinde kalıyor: “Biyologlar canlı hücreyi anladıkça, onun tüm işlevlerini saptama işi daha da yıldırıcı bir hal alıyor. Ortalama bir insan hücresi görülemeyecek kadar küçüktür; yine de, hücrenin çalışır durumda olması, gereken işleri yürütebilmesi ya da diğer hücrelerden gelen mesajları yanıtlayabilmesi için, içindeki 100.000 genden 30.000’ini bir anda faaliyete geçirebilir ya da devre dışı bırakabilir.”

Times şöyle soruyor: “Hem bu kadar küçük hem de bu kadar karmaşık bir makine nasıl analiz edilebilir? Müthiş bir çaba sonucunda bir insan hücresi tümüyle anlaşılsa bile insan vücudunda en az 200 farklı hücre türü var.”

Nature dergisi “Yaratılışın Gerçek Motorları” başlıklı makalesinde vücut hücrelerinin her birinin içinde keşfedilen küçük motorlardan söz ediyor. Bunlar hücrenin güç kaynağı olan adenozin trifosfatları oluşturmak üzere dönüyor. Bir bilim adamı düşüncesini şöyle dile getiriyor: “Eğer hücrede gördüğümüz moleküler sistemlere benzeyen moleküler makine sistemleri tasarlamayı ve yapmayı öğrenirsek neler başarabiliriz?”

Hücrenin yaratıcı kapasitesi üzerinde bir düşünün! Vücudumuzun yalnızca bir hücresinin DNA’sı içindeki bilgi miktarı şu anda okuduğunuz sayfanın boyutunda yaklaşık bir milyon sayfayı doldurabilir! Dahası, hücrenin yeni bir hücre meydana getirmek üzere her bölünüşünde aynı bilgi yeni hücreye de geçer. Sizce, vücudunuzdaki toplam 100 trilyon hücreden her biri bu bilgiyle nasıl programlanmıştır? Bu bir rastlantı sonucu mu oluyor, yoksa bir Usta Tasarımcının işi midir?

Belki siz de biyolog Russell Charles Artist ile aynı sonuca vardınız. O şöyle dedi: “[Hücrenin] başlangıcını ve bununla bağlantılı olarak sürekli işlevini açıklamaya çalışırken, onu bir zihin ya da zekânın var ettiği şeklinde bir akıl ve mantık yürütmediğimiz sürece, büyük, hatta başa çıkılmaz zorluklarla karşı karşıya kalırız.”

Olağanüstü Bir Düzen

Yıllar önce, o zamanlar Harvard Üniversitesinde jeoloji profesörü olan Kirtley F. Mather, şu sonuca vardı: “Bir dizi beklenmedik değişiklik ya da rastlantıya değil, Kanun ve Düzene göre işleyen bir evrende yaşıyoruz. Onun Yönetimi tümüyle mantıklıdır ve en büyük saygıyı hak eder. Maddelerin her elementini atom numarasına göre dizmemizi mümkün kılan doğadaki harika matematiksel tasarımı düşünün.”

Şimdi, doğadaki “harika matematiksel tasarım”a kısaca bakalım. Antik çağlardaki insanların bildiği elementlera arasında altın, gümüş, bakır, kalay ve demir vardı. Ortaçağ’da simyacılar arsenik, bizmut ve antimonu tanıdılar; 1700’lerde ise başka birçok element bulundu. Keşfedilmiş 63. element iridyumdu ve 1863’te, her elementin yaydığı kendine özgü ışık tayfını ölçen bir aygıt, spektroskop kullanılarak bu elementin özellikleri belirlendi.

O sıralarda Rus Kimyacısı Dmitry Ivanovich Mendeleyev elementlerin rasgele yaratılmadıkları sonucuna vardı. Sonunda, 18 Mart 1869’da, onun “Elementler Sisteminin Bir Anahattı” adlı tezi Rus Kimya Derneği’nde okundu. Tezinde şunları yazdı: ‘Rastlantılarla değil, tam ve kesin bir ilkeyle yönlendirilmiş bir tür sistemin varlığını saptamak isterim.’

Bu ünlü yazısında Mendeleyev şu öngörüde bulundu: “Hâlâ çok sayıda bilinmeyen basit maddenin bulunmasını beklemeliyiz; örneğin, atom ağırlıkları 65 ile 75 arasında değişen, alüminyum ve silisyuma benzer elementler olmalı.” Mendeleyev 16 yeni element için boş yer bıraktı. Bu öngörüsüne kanıt istendiğinde şu karşılığı verdi: “Kanıta ihtiyacım yok. Doğa yasası dilbilgisi yasaları gibi değildir, istisna kabul etmez.” Sonra şunu ekledi: “Bilinmeyen elementlerim bulunduğunda birçok insanın bizi daha çok dikkate alacağını düşünüyorum.”

Gerçekten de böyle oldu! Encyclopedia Americana’ya göre, “Sonraki 15 yıl boyunca, özellikleri Mendeleyev tarafından öngörülenlere hayli benzeyen galyum, skandiyum ve germanyumun bulunması periyodik tabloyu doğrulayıp yazarının ün kazanmasını sağladı. 20. yüzyılın ilk kısmına gelindiğinde, mevcut tüm elementler ortaya çıkarılmıştı.

Araştırmacı kimyacı Elmer W. Maurer’in dediği gibi: “Bu güzel düzenlemenin şans eseri olması pek mümkün değil.” Elementlerin sıralanışındaki uyumun bir rastlantı olma olasılığı hakkında kimya profesörü John Cleveland Cothran şunları söyledi: “[Mendeleyev tarafından] varlıkları öngörülen elementlerin tümünün daha sonra bulunması ve öngördüğü özellikleri hemen hemen tam olarak taşıyor olmaları, bu tür bir olasılığı fiilen ortadan kaldırdı. Onun büyük genelgeçer kuralı asla ‘Periyodik Rastlantı’ olarak adlandırılamaz. O, ‘Periyodik Yasadır.’”

Elementleri ve onların evrendeki her şeyi nasıl tam bir uyum içinde oluşturduğunu dikkatle araştıran Cambridge Üniversitesi’nde görevli ünlü fizik profesörü P.A.M. Dirac şunları söyledi: “Biri belki Tanrı’nın çok yüksek düzeyde bir matematikçi olduğunu ve evreni oluştururken çok ileri bir matematik kullandığını söyleyerek durumu açıklayabilir.”

Gerçekten, hem çıplak gözle görülmeyen, ölçülemeyecek kadar küçük atomlar, moleküller ve canlı hücrelerin, hem de görebildiklerimizin çok dışında kalan, dev yıldız galaksilerinin görünmeyen dünyalarını araştırmak büyüleyicidir! Bu deneyim insanı alçakgönüllü kılar. Siz kişisel olarak nasıl etkilendiniz? Bu şeylerde neyin yansımasını gördünüz? Fiziksel gözlerinizin görebildiğinden ötesini görüyor musunuz?

[Dipnot]

[Sayfa 5’teki çerçeve/resimler]

Gözün Seçemeyeceği Kadar Hızlı

Dörtnala giden bir atın hareketi öylesine hızlıdır ki, belirli bir anda toynaklarının tümünün birden yerden kesilip kesilmediği, 19. yüzyılda tartışma konusu olmuştu. Sonunda, 1872’de, Eadweard Muybridge konuya çözüm getirecek fotoğraflama deneylerine başladı. İlk hızlı filmlerin çekimlerinde kullanılan bir teknik geliştirdi.

Muybridge 24 kamerayı kısa aralıklarla dizdi. Her bir kamera obtüratöründen çıkan bir tel, parkurun karşı tarafına uzanıyordu; böylece at dörtnala giderken tellere çarpıp obtüratörleri çalıştırıyordu. Çekilen fotoğrafların analizi atın toynaklarının bazen tümüyle yerden kesildiğini gösterdi.

[Tanıtım notu]

George Eastman House’ın izniyle

[Sayfa 7’deki resim]

Donmuş su neden batmaz da yüzer?

[Sayfa 7’deki resim]

Çapı 0,0000025 milimetre olan bir DNA molekülü bir milyon sayfayı doldurabilecek bilgi içerir

[Tanıtım notu]

Bilgisayarda üretilen DNA modeli: Donald Struthers/Tony Stone Images

[Sayfa 8’deki resim]

Toplam sayısı 100 trilyon olan vücut hücrelerinin her birinde eşgüdümlü şekilde on binlerce kimyasal tepkime oluşur

[Tanıtım notu]

Dennis Kunkel, Hawaii Üniversitesi’nin izniyle

[Sayfa 9’daki resimler]

Rus kimyacısı Mendeleyev, periyodik tabloyu kullanarak elementlerin rasgele yaratılmadığını kanıtladı

[Tanıtım notu]

Ulusal Tıp Kütüphanesinin izniyle