HAYAT NEDİR?

Mike GENE

Çeviren: Mustafa Ajlan ABUDAK

Biyologlar, tanımlanması oldukça zor bir şey üzerinde çalışırken, kendilerini rahatsız hissederler. Geleneksek olarak, hayatı tanımlarlarken, hayat için karakteristik hale gelmiş metabolizma, büyüme ve gelişme, dış etkilere yanıt verme ve üreme gibi birkaç özelliği listelerler. Oysa, Daniel Korshland hikayeyi biraz farklı anlatmaktadır:

Hayatın tanımlaması nedir? Bilim insanlarından oluşan seçkin bir topluluğun bir konferansta bu soruya yanıt vermeye çalıştığını hatırlarım. Bir enzim canlı mıdır?  Bir virüs canlı mıdır? Bir hücre canlı mıdır? Saatlerce süren azimli çalışmalar ve bunu izleyen ikna edici düşünsel tartışmalar sonunda bir çözüme varılmış gibiydi  : ‘‘ Üreme yeteneği- hayatın zorunlu bir karakteristiğidir. ’’ dedi bir bilim adamı. Herkes bu tanımın hayat için gerekliğini bir cılız sese çıkana dek başıyla onayladı. ‘‘ Öyleyse bir tavşan öldü. İki tavşan –bir erkek bir dişi- hayattalar fakat her ikisi tek başına kaldığın da ise  bir ölü’’.  İşte o noktada hepimiz herkesin bilmesine rağmen,  hayatın basit bir tanımının olamayacağı konusunda hem fikir olduk. [1]

Koshland’ın kendisi hayatı evrensel ve gerekli 7  özellikle tanımlamaktadır: ‘‘  Program, İrticalen etkinlik gösterebilme, Bölümlere ayrılabilme, Enerji, Üreyebilme, Uyum sağlayabilme, İzolasyon. ( İngilizce baş harfleriyle P-rogram-I-mprovisation-C-ompartmentalization-E-nergy-R-egeneration-Adaptation-S-eclusion PICERAS) bunlar kısaca yaşayan bir sistemin dayandığı temellerdir.’’ [1] Hayat kendisini yeterli ve basit bir tanımlamayla açıklama çabalarına direnç gösterir. Onu bu şekilde açıklamaya gayret gösteren indirgemeciliği bu hususta başarısız kılar.

2001’de Bernard Korzeniewski eğer evrim tasarlanmış bir süreç şeklinde düşünülürse sibernetik yaklaşımı kullanıp oldukça faydalı bir hayat tanımlaması ile ortaya çıktı.

Korzeniewski kendi tanımlamasında şöyle yola çıkar:

Hayat (canlı bir birey) daha üst düzey olası genişleme eğilimli olumlu geri bildirimlere (positive feedback) tabi kılınmış daha alt kademedeki düzenleyici olumsuz geri bildirimlerden (negative feedback) meydana gelen bir ağdır. (Network)  [2]

İlk olarak,   olumsuz ve olumlu geri bildirimleri tanımlayalım. Olumsuz geri bildirim, (negative feedback)  sistem tarafından bir değişim algılanıp, o değişimi tersine çevirmek için verilen karşılıktır. Odanızın sıcaklığını soğuk bir kış günü kontrol eden termostatı örneklediğimiz bir durumu düşünün. Odanızdaki sıcaklık düştüğünde (değişim) termostat değişimi belirler, sıcak havayı ortama üfleyerek,  değişimi tersine çeviren kaloriferi tetikler. Olumlu geri bildirim (positive feedback)  ise tiyatrodaki bir kalabalık yoluyla zihinde canlandırılabilir. Bir kişi duman kokusunu alarak ‘‘yangın!’’ diye bağırır. Yakınındaki diğerleri de durumu fark eder ve aynı şekilde ‘‘yangın!’’ diye bağırır. Gürültü ve panik daha sonra tiyatro içerisinde çabucak yayılır.  Olumlu geri bildirim bir tepkime başladığında onu çoğaltarak işler. Bunu söyledikten sonra, şimdi Korzeniewski’nin iddiasına dönelim.

Korzeniewski’ ye göre hayatın tanımını formüle etmek için, açık bir şekilde cansız maddelerden hayatı ayırmamıza olanak verecek, sadece canlı bireylerle ilişkilendirilen özellikler bulmamız gereklidir.

Hayatı onun sergilediği özelliklere göre tanımlama çabalarını takdirle karşılarken ve bu yaklaşımın göreceli başarısını şöyle açıklar:

Günümüzde bilinen canlı şekillerini karakterize eden birçok özellik vardır. Bu özellikler takımı, genelde görece iyi belirlenmiş bir hayat fenomenini cansız madde fenomeninden ayıran, öncekini diğerinden az çok tek bir anlam yoluyla ayrışmasına olanak veren bir yapı içersindedir. Bu şekilde gerçekleşmesinin iki ana nedeni vardır. İlk olarak canlı yapıların olağanüstü çeşitliliğine rağmen, yeryüzü üzerinde şuan an var olan tüm canlılar için biyokimyasal yapı ve işlevlerin en temel kaideleri inanılmaz derecede benzerdir. (gerçekte aynıdır.) İkinci olarak bakteri ve arke bakterinin ait olduğu en basit canlı yapılar bile,  hala yüksek derecede karmaşıklık (kompleslik) sergilemektedirler. (Bazı daha basit diğer yapılar olan vioritler, virüsler, parazitler bağımsız bir yaşam sergileyemezler). Bunun için, yapısal karmaşıklılığın (komplekslik)  kendisi hâlihazırda hayat için iyi bir tayin edici özelliktir. ( vurgular sonradan eklenmiştir).

Daha sonra evrensel olarak 3 biyotik özelliği ileri sürer:

Yeryüzünde hayat ( Bu makaleyi yayınlayan Mike Gene için genel anlamda hayat)  3 tane (birbirleriyle güçlü bir şekilde ilgili ve aynı şeyin gerçekteki değişik parçaları olarak ) cansız yaşamda gözlemlenmeyen özellik sergilemektedir. Şöyle ki, hayat (1) özel bireylerden kendilerini üretebilen (2) (genlerini nesilden nesile aktarabilmeyi içeren) ve evirilen (3) (yapısal özdeşliği nesilden nesile değişebilen) oluşmaktadır.

Bu 3 maddeyi sıraladıktan sonra şu gözlemi ortaya koyar:

Hayatın üçüncü özeliği-diğer ikisinden ayrılması düşünülemeyecek olan- yani hayatın bireylerden oluştuğu ve sürekli bir kütle oluşturmadığıdır. Özdeşliği taşıyan, üreyen ve evirilen bireydir. (Burada birey olarak anlaşılan, söz konusu organizmanın tüm hayat döngüsü, doğumdan ölüme dek bütün evreleridir). Bir birey, üreme ve evrim birbiriyle sıkıca kenetlenmiş hayatın üç evresidir. Bu nedenle, hayatı tanımlamak için, birisi mutlaka canlı bireyi de tanımlamak zorundadır. Bu klasik değerler dizisi bireyi yapısal ve işlevsel olarak bütünlenmiş bir varlık olarak görür.

‘‘Bireyi’’ açıklamak için Korzeniewski sibernetiğe döner:

Sunulan makalede, hayatın tanımının minimum bir formülasyonu sergilenmeye çalışılmıştır. Sibernetiğin değerler dizisi içerisinde, yaşayan bir bireyin tanımlanması ise, ikinci dereceden olumsuz bir geribildirim sistemi olarak, birinci dereceden olumlu bir geribildirimin hizmetinde olmak şeklindedir… Tüm olumsuz geri bildirimler seti (düzenleyici mekanizmalar) , değişik hiyerarşik seviyelerde çalışmakta ve canlı bireyin işlevinin sibernetik açıdan bireyin özdeşliğini koruması amacını güderek temsil etmektedirler. Sırasıyla, bu özdeşliğin amacı üretebileceği kadar çok kendi kopyasını üretebilmektir…..Sibernetik (Wiener, 1948)  olumsuz geri bildirim ana düzenleyici mekanizma olarak tanımlar.  Olumsuz geri bildirimde belirlenmiş bir değerdeki herhangi bir parametrenin değerindeki sapma, karşılığında buna zıt bir etkiyi meydana çıkarır ve sonuç olarak belirlenmiş parametre değeri az çok sabit bir değer seviyesinde tutmaya yönelir. Buzdolabında ki termostat cansız dünyada olumsuz geribildirim için tipik bir örnek oluşturur. Gayesel bir eylemin bakımından (  ilgili gayesel düzenleyici mekanizmalar ), canlı organizmalar gerçekte muazzam büyüklükte hiyerarşik olumsuz geribildirimlerden ‘‘meydana gelmiş’’ yapılardır.

O bu sürecin işleyen birçok örneğini moleküler, hücresel ve organizma seviyesinde sağlar ve şunu not düşer:

Tüm olumsuz geri bildirimler birbirleriyle karşılıklı olarak bağlı ve hiyerarşik olarak organize edilmişlerdir. Örneğin, insülin ve glukon proteinlerdir. Bu yüzden, bunların sentezlenmesi (diğerleri içerisinde) yukarıda bahsedilen  amino asit sentezlenmesinin düzenlenmesinden ATP üretimi ve protein sentezinden sorumlu olumsuz geri bildirimleri içerir.  Benzer bir bağlantı, mesela enerji üretim sistemi (ATP) ve kas kasılma sistemi arasında bulunmaktadır. Bunlara benzeyen oldukça fazla sayıda örnek bulunabilir. Genelde, bir bireyde bulunan tüm olumsuz geri bildirimler hiyerarşik bir ağ oluşturur ve birebirleriyle karşılıklı olarak bağımlı bir şekilde örgütlenir (doğrudan ya da dolaylı).

Daha sonra olumsuz geribildirim sistemlerinin hiyerarşisinin daha üst seviyedeki olumlu geribildirim sistemine nasıl hizmet ettiğini açıklar.( Vurgular daha sonra eklenmiştir).

Bu sebeple, işlevsel anlamda amaç, her bir olumsuz geribildirimin bütün olumsuz geribildirim yapısı tarafından kararlaştırılmış olduğudur, buda yaşayan canlının özel kimliğini/özdeşliğini oluşturmaktadır. Sibernetik acıdan, sadece organizmanın işlevini (işlevsel özdeşliği) uygun bir ağ halindeki olumsuz geri bildirimler tanımlayabilir. Burada (biyolojik açıdan)  bu özdeşliğin tek ‘‘gayesi’’ zaman içerisinde kendi varlığını korumaktır, o ana özgü çevresel durumlarda hayatta kalmak, kendisinin kopyalarından da üretebileceği kadar üretmektir. Tüm olumsuz geribildirim mekanizması eninde sonunda bir sonraki görev için yöneltilmiştir. Sibernetik değerler dizgesi içersinde, bununla beraber, üreme olumlu geribildirimden başka bir şey değildir… Olumlu ger bildirimde, verilen parametrenin oranı ne denli çabuk artarsa, değer o kadar büyük olur. Örneğin, zincirleme nükleer reaksiyon durumunda  (ya da bir heyelan ) , serbest nötronların sayısındaki artış (düşen taşlar) aktüel serbest nöronların sayısına orantılıdır. Aynı özellik örneğin ortalama bir bakteri ya da özgürce üreyen tavşanlar gibi canlıların üremesini de karakterize eder: zaman içerisinde sayılarındaki katlanarak artış ( tavşanların sayısındaki sayısal kuvvet artışı ünlü Fibbionaci dizilimiyle tanımlanır). Elbette, yaşayan bireylerin sayısındaki artış çevrenin kapasitesi tarafından kısıtlanır. Dengeli/ Stabil eko sistemlerde, sayıları zaman içerisinde genelde aynı seviyededir. Bu yüzden, bu durumda, yaşayan bireylerin genişlemesi  (sayılarındaki sayısal kuvvet artışı) durumu söz konusu değildir, öyleyse olumlu geri bildirim özelliği oluşturamaz.

Bununla beraber burada bile bir olumlu geri bildirim (arkasında olumsuz geribildirimlerden oluşan bir ağla sonlanan) olası bir genişleme içerse de  (üreme baskısı ile simgelenen), yine kendisini farklı özdeşlikler taşıyan (ister aynı tür ister başka bir türle )  diğer bireylerle olan mücadelesi şeklinde, ya da yeni yaşam alanlarının nüfuslandırılması sürecinde ortaya koyabilir. Bundan dolayı, belli bir nüfus dengesin de kalabilen türlerde bile, daha üst bir olumlu geri bildirim, canlı organizmaların arkasında yatan düzenleyici mekanizmaların ana ‘‘gayesi’’ olarak kalır. Sibernetik birey (özdeşliği/kimliği) olumlu geri bildirimlerin (olası genişleme içeren)  hizmetindeki olumsuz geri bildirimlerden oluşan bir sistemin parçasıdır. Bu onu otomatik olarak evrimin öznesi haline getirir.

Korzeniewski’nin sibernetik tanımlamasının ana noktası olumsuz geribildirim sistemiyle olumlu geribildirim sistemi arasında bağlantı kurmaya dayanır. (Vurgular daha sonra eklenmiştir) :

Cansız fenomenler içersinde olumlu geri bildirim ve olumsuz geri bildirimin birçok örneği bulunabilir. Ancak asla yukarıda bahsedildiği gibi birlikte oluşmazlar. Olumlu geri bildirim doğal fenomenler (heyelan, zincirleme nükleer reaksiyon) ve insanlar tarafından inşa edilen  (amplifikatörler ) nesnelerin her ikisinde bulunmaktadır. Haydi, heyelana bir göz atalım. Burada parametre değeri en azında başlangıçta yuvarlanmaya başlayan taşlardır. Bununla birlikte, düşen taşların hareketlerini gayesel düzenleyici bir mekanizmaları (olumsuz geribildirimleri)  yoktur, en nihayetinde heyelan bayırın dibine kadar kayar. Buna ek olarak, düşen taşların ‘‘özdeşliği’’ hareketlerinden kaynaklanan dağınık haldedir. Bu sebeple,elbette, heyelan yukarıda aktarılan sibernetik tanıma göre hiçbir şekilde canlı değildir….Olumsuz geri bildirimler cansızlığın krallığında oluşmuyor gibi görünmektedir.  Fakat olumsuz geri bildirimler, örneğin robotlar ve buzdolabındaki termostat gibi insanlar tarafından yapılan yapay cihazların çoğunda sıklıkla bulunur. Robotlar hatta organize edilmiş hiyerarşik bir olumsuz geribildirimler ağına sahip olabilirler.  Tüm bu cihazlar gayesel bir işleve yönlendirilmiş bir görev icra ederler: oldukça düşük sıcaklıklar sağlama, nesneleri değiştirme ve benzeri… Bununla birlikte, bunlar daha üstün olumlu geribildirimlerden mahrumdurlar. Bunun yerine, insanlar tarafından kendilerine yüklenmiş görevleri, kendi istekleri dışında icra ederler. Her ne kadar kendilerinin bir kısın bir özdeşliği/kimliği olsa da (en azından robotların) , bu kimliği bizzat kendileri üretemezler. Bunun gibi, kendilerinden daha üst (insanın teknolojik uygarlığının)  bir sistemin parçaları olarak gayesel eylemlerinde otonom değildirler.

Yukarıdaki tanım, değerler dizisinde (paradigma) oldukça belirgin bir değişikliği göstermektedir. Bu tanım teleolojik olmayan hayat görüşü ve evrim anlayışıyla çelişmez, sadece onu miyop olarak gösterir.  Eğer hayat sibernetik bir sistem içerisinde tasarlandıysa, yani gelecekteki amaçları ön yüklemeli gerçekleştiren bir sistem ise, evrim (hatta Darwinci evrim),  hayatın tasarlanması için bir yol işlevi görür. Hayat geleceğe erişmek için tasarlanmıştır. Bu, Darwinci evrimi, hayatın içkin potansiyelini açığa çıkaran olağanüstü karmaşık ve yıkıcı çevresindeki,  her hangi bir değişime uyum sağlamasını sağlayan, olumsuz geri bildirimler sistemini değiştirmesi için gerekli olan, olumlu geri bildirimler döngüsüne dâhil eder. Bu değişim süreci öyleyse, evrimin böylesine bir ‘‘yöneltmeye’’ olanak tanıyan önden yüklemenin, Darwinci evrim ile danışıklı dövüşmesinin bir parçası olmuş olabilir. Olumlu geribildirimleri düzenleyen olası makineleri incelemek oldukça ilginç olacaktır. Bir başka deyişle, hücre rastgele mutasyonlara karşılık veren pasif bir oyuncu değildir. Kendi evrimi içerisinde aktif bir oyuncudur.


Kaynakça:

  1. Korshland,DE,  Hayatın Yedi Kaidesi.Science 295: 2215-2216
  2. Korzeniewski, B, 2001. Hayatın Tanımlanmasının Sibernetik Formülasyonu . J.Theor. Biol.209: 275-286

Makalenin orijinali;

http://designmatrix.wordpress.com/2010/10/20/what-is-life-2/#more-2691

İlgi çekebilecek diğer çalışmalar;

Hayat için daha basit bir başlangıç : https://akillitasarim.wordpress.com/2007/08/01/hayatin-baslangici-icin-daha-basit-bir-baslangic-fikri-uzerine/

Hücresel Hesaplamahttps://akillitasarim.wordpress.com/2010/02/07/hucresel-hesaplama/

Evrimi böylesine akıllı kılan nedir? :https://akillitasarim.wordpress.com/2008/05/03/evrimi-boylesine-akilli-kilan-nedir/

Reklamlar

2 thoughts on “HAYAT NEDİR?

  1. Yazınızı beğendiğimi içtenlikle belirtmek isterim. Sitenizi takip listeme alıyorum.

    Teşekkür ederim.

    Selim Alimoğlu

    Skype: captain1344,602-6876,169

    • Çok teşekkür ederim. Katkılarınızı beklerim. İyi çalışmalar dileklerimle…

Yorumlar kapatıldı.