Girit`teki Fosilleşmiş Ayak İzleri, İnsan Evrimine Dair Bildiklerimizi Değiştirebilir İnsan ayağının belirgin özellikleri vardır. Bazı memelilerde bulunan pençeler insan parmaklarının ucunda yoktur. İnsan ayak tabanı yere görece düz olarak basar ve ayak baş parmağı ve ikinci parmak, diğer parmaklara kıyasla daha uzundur. Primat akrabalarımıza kıyasla, baş parmağımız ayak ekseni ile aynı doğrultudadır. Yani ayak baş parmağımız, sağa ya da sola doğru çıkıntı yapmaz. Aslında, bazı bilim insanları, insan ayak şeklinin insan soyuna ait olmanın belirleyici özelliklerinden birisi olduğunu savunur. Bu sebeple, Girit adasında keşfedilen ve kayda değer şekilde insan ayak yapısına benzer özellikler taşıyan 5.7 milyon yıllık ayak izlerinin büyük heyecan yarattığını söyleyebiliriz. Bu keşfin detaylarını içeren ve Proceedings of the Geologist Association dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, en eski insan ataları Avrupa'nın güneyi ve Doğu Afrika'da dolaşmış olabilir. İzlerin bırakıldığı dönem, Miyosen olarak bilinen bir jeolojik zaman aralığına karşılık geliyor. Sayıları 29 olan bu ayak izlerinin, iki ayak üzerinde dik yürürken yapılan küçük izler olduğu düşünülüyor. Boyları 94 mm'den 223 mm'ye kadar değişkenlik gösteren bu izler, insan ayak izlerine çok benzer bir yapıya sahip. Bulunan ayak izlerinin tarihi, foraminifera olarak adlandırılan fosilleşmiş deniz mikroorganizmaları ile yerel tortul kayaçlarının karakteri kullanılarak belirlendi. Foraminifera çok hızlı bir şekilde evrilir ve deniz tortul kayaçları içerdikleri foraminifera temeli üzerinden oldukça kesin şekilde tarihlenebilir. Bu bulgular, 8.5 milyon yıl ile 3.5 milyon yıl zaman aralığını işaret ediyordu. Fakat, 5.6 milyon yıl önce Miyosen'in sonlarında oldukça ilginç bir olay gerçekleştiği biliniyor. Bu tarihlerde bütün bir Akdeniz bir süre boyunca kurumuştu. Bu olay, çevredeki tortullar üzerinde de net izler bıraktı. Bu izlerden yola çıkarak da bu ayak izlerinin muhtemelen 5.7 milyon yıl önce bırakıldığı sonucuna ulaşıldı. İnsanlığın Beşiği Birçok araştırmacı uzunca bir süredir, insan soyunun ortaya çıktığı yerin Etiyopya olduğunu öne sürerek insanlığın beşiğinin Afrika'da olduğunu düşünüyor. Çoğu araştırmacı tarafından insanımsı türlere ait olduğu kabul edilen en eski vücut fosilleri Çad'tan Sahelanthropus tchadensis (yaklaşık 7 milyon yıllık), Kenya'dan (yaklaşık 6 milyon yıllık) Orrorin tugenensis ve Etiyopya'dan Ardipithecus kadabba (yaklaşık 5.8 -5.2 milyon yıllık). Bununla birlikte, bilinen en eski ayak izleri Tanzanya'daki Laetoli'de bulundu ve bir sonraki jeolojik zaman aralığından, Pliosen'den kalma. Bu ayak izleri, 3.66 milyon yaşında ve Trachilos'tan daha çok insana benzeyen bir türe ait olduğu düşünülüyor. İkinci en eski izler de Ileret'teki Homo erectus (1.5 milyon yıl önce) tarafından bırakıldı ve bugün kendimizin bırakabileceği izlerle çok küçük farklılıkları var. Trachilos izleri gerçekten bir erken insan atası tarafından yapılmışsa, insan atalarının biyocoğrafik aralığını doğu Akdeniz'i de kapsayacak şekilde genişletmemiz gerekecek. Girit, o tarihlerde bir ada değildi ve antik Yunan anakarasına bağlıydı. Ayrıca, Akdeniz'i çevreleyen bölge de şimdikinden çok daha farklıydı. Şimdiki perspektiften bakıldığında, insanımsıların yaşam alanının bu denli genişletilmesine şüpheyle yaklaşılabilir. Çünkü Çad, Etiyopya ve Kenya'daki Miyosen dönemden bilinen insanımsı yerleşim yerleri, araştırmacıların da belirttiği gibi Sahra Çölü genişliğiyle kuzeydoğu Akdeniz sahillerinden ayrılıyor. Yalnızca Nil vadisi ve Levant, oldukça zayıf yaşam alanı zincirini temsil ediyor. Fakat, Messini'deki koşullar çok farklıydı; kuzeydoğu Afrika'daki muson yağmurları, Eonile ve Eosahabi nehirleri boyunca kuzeye doğru ve güneyden de günümüzden çok daha büyük olan Çad Gölü'ne doğru akan sular, sulak alanları yarattı ( Griffin, 2001). Erken insanımsıların yayılmasını engelleyecek ve yaşamsal zorluk çıkaracak etmenlerin bölgede bulunduğuna dair bir kanıt yok. Dolayısıyla, makalede de söylendiği gibi, Trachilos ayak izleri üzerinden yapılan insanımsıya ait olduğu yorumu biyocoğrafik olarak mantıksız değil. Bu keşif, ''El Graeco'' takma adı konulmuş apeye ait olan, 7 milyon yıllık Yunan ve Bulgar diş fosili keşfinin duyurulmasından yalnızca aylar sonra duyuruldu. En apeye ait fosil olma unvanı kazanan bu fosilden sonra, bazı araştırmacılar, insanların Afrika'da evrimleşmeden yüz binlerce yıl önce Avrupa'da evrimleşmeye başladığı önermesinde bulundu. Fakat, birçok bilim insanı bu önermeye şüpheyle yaklaşıyor. Hem Avrupa hem de Afrika'da Miyosen dönemden bulguların varlığı, her iki kıtanın da grup için muhtemel anayurt olduğunu gösteriyor. Teorik olarak, El Graeco, Trachilos'un ayak izlerinden sorumlu olabilir, ancak herhangi bir uzuv veya ayak kemiği bulgusu olmadan bunun doğru olduğunu söylemek imkansız. Çalışmanın baş yazarı Gerard Gierlinski 2002'de Girit'te tatil yaptığı sırada ayak izlerini tesadüfen keşfetti. Polonya Jeoloji Enstitüsü'nde ayak izleri konusunda uzman olan paleontolog Gierlinski, ayak izlerini memeli olarak tanımlamasına rağmen daha fazla yorumlamadı. 2010 yılında Gierlinski, Uppsala Üniversitesi'nde paleontolog olan Grzegorz Niedzwiedzki (2. yazar) ile birlikte ayak izlerini ayrıntılı bir şekilde incelemek için siteye geri döndü. Yapılan çalışma sonucunda ayak izlerinin insan benzeri türler tarafından yapıldığı sonucuna ulaşıldı. Görsel Telif: Andrzej Boczarowski Alternatif Çözümler Bulguları yorumlamanın başka yolları da var. İnsan benzeri ayak yapısının kendine has özellikleri birden fazla kez evrimleşmiş olabilir. Bu izler, ayak anatomisi ve yürüyüş tarzı bizimkine benzemeyen ve şimdiye dek keşfedilmemiş bir Miyosen dönem primatı tarafından bırakılmış olabilir. Fosil kayıtlarında, iki farklı canlının belirli bir yaşam tarzında birbirine benzer anatomik özellikleri adaptasyon olarak geliştirebildiği örnekler mevcut. Fakat, Trachilos ayak izlerinde ''yakınsak evrim'' olarak adlandırılan bu durumun varlığını öne sürmemizi sağlayacak bir şey yok. Yakınsama, nadiren mükemmel kopyalar üretir. Bunun yerine, tıpkı köpek balığı ve yunusu karşılaştırdığımızda görebileceğimiz gibi benzerlik ve farklıkların garip bir karışımı alınır. Tekrar Trachilos ayak izlerini ele alalım. Birkaç farklı özelliğin bu canlının ayağında bulunduğunu düşünelim. Örneğin, bu ayak izlerini bırakan canlının ayak parmakları insan benzeriyken, ucunda pençeleri de olabilir mi? Bu örnekteki gibi özellikler, insan benzeri ayak yapısının özelliklerinin yakınsak olabileceğinden şüphelenmemizi sağlayabilirdi. Ancak, Trachilos ayak izlerinde böylesi uyumsuz özellikler bulunmuyor. Bu ayak izleri, tamamen ilkel insanımsı ayak izlerine benziyor. Afrika'nın ötesinde bir yerin insanlığın beşiği olabileceği önermesini içeren böylesi bir çalışmanın yayımlanmasının oldukça zor olduğunu söylemek gerekiyor. Ancak, bu çalışmanın arkasında duran bilim insanlarının, ayak izleri konusunda toplamda 400'den fazla makale yayımlamış olması, güvenilirliği artırıyor. Sonuçlar tartışmalı olmasına rağmen, Doğu Afrika'daki erken insanımsılar hakkındaki bulguların hikayenin tamamını anlatmadığı bu çalışma tarafından işaret ediliyor. Dolayısıyla elde edilen bulgulara daha dikkatli yaklaşmak gerek. Bilim insanları şu anda ayak izlerinin bulunduğu bölgede fosil bulabilmek için çalışma yürütüyorlar. Eğer bulabilirlerse, bu vücut fosilleri izleri bırakan canlı hakkında daha detaylı bilgi edinmemizi sağlayacak. Bulgular Evrim Teorisini Çürütüyor mu?


700,000 yıl önce yaşamış olan ve kalıntıları hobitler olarak bildiğimiz Homo floresiensis ile aynı Endonezya adasında 2013 yılında keşfedilen yarı insan boyundaki bir tür, araştırmaların sonunda bu yarım insanların atası olmaya en yakın tür olarak açıklandı. Nature dergisinde yayımlanan iki yeni makale, yarım-insanlar olarak tahayyül ettiğimiz ve yaklaşık 50.000 yıl önce tamamen tarih sahnesinden silinmiş olan türe ait kavrayışımızdaki boşlukları bir nebze de olsa dolduruyor. İki çocuk ve bir yetişkine ait kemik ve diş kalıntıları, hominin ailesinin bir üyesi olarak, Flores adalarına ulaşan ve yalnızca bu adada yaşamış olan Homo floresiensis türünün atalarının adaya yaklaşık bir milyon yıl önce gelmiş olabileceklerini gösteriyor. Araştırmalara göre, bundan sonra ilginç bir durum gerçekleşti. Dik yürüyen, alet yapan ve kullanan yarım insanlar, jenerasyonlar geçtikçe orijinal boy ve kilolarının yarısına inecek kadar küçüldü. "Ada cüceliği" adı verilen evrimsel süreç, hayvanlar arasında daha az kaynak bulunan çevrelere uyum sağlamak üzere gerçekleşen ve sıkça rastlanılan bir durumdur. Öyle ki, Flores adası aynı zamanda Stegodonlar olarak bilinen ve büyük olasılıkla mini-insanlar tarafından avlanılarak yok edilen fil benzeri minyatür bir canlı grubuna da ev sahipliği yapıyordu. Araştırmalar bu bağlamda, ilk kez bir insan türünün yükselen deniz seviyesi nedeniyle ada haline gelen bir kara parçasında mahkum kalması sonucu küçüldüğünü gösteren net kanıtlar ortaya koyuyor. Araştırmanın dayandığı yeni fosilleri Flores adasının merkezinde, yani 2003 yılında hobit türüne ait kemiklerin bulunduğu yerin 100 kilometre kadar uzağında çıkarıldı ve bazı kilit sorunlara kısmi cevaplar üretilmesini sağladı. Örneğin, H. floresiensis türü hangi türden evrimleşerek oluştu? Küçülmesi ne kadar zaman aldı? Bu soruların cevabı olmaya aday, iki evrimsel senaryo doğrulanmak üzere bekliyor. Bunlardan birincisi, hobitlerin Java'lı Homo erectus türünün küçülmüş bir biçimi olduğu üzerinden geliştirildi. Homo erectus, 1.8 metre uzunluğa ve 70 kilogram ağırlığa ulaşabilen ve Afrika'dan yola ilk çıkan tür olarak düşünülen insan türüdür. Yukarıda bahsedilen senaryoya alternatif olarak geliştirilen diğer açıklama ise, hobitlerin daha arkaik ve küçük-kemikli bir Afrikalı hominin türünden gelişerek ortaya çıkmış olma ihtimaline ağırlık veriyor. Bununla birlikte artık geçerliliğini yitiren bir eski olasılık var, o da; bu hobitlerin, genetik problemler veya başka bir hastalık dolayısıyla küçülmüş olan modern insanlar olduğu hipotezidir. 1.2 milyon yıl öncesine ait olduğu belirlenen kemik ve diş örneklerindeki benzerlikler; kalıntıların ait olduğu türün hobitlerin atası olmaya en yakın aday olduğunu açıkça gösteriyor. Keşfedilen kalıntıların ölçülerine bakıldığında ise, ait oldukları dönemde olması beklenen kadar büyük boyutlarda olmadığı görüldü. Araştırmacılara göre bu kadar eski bir kalıntının, Homo erectus veya başka ilkel bir türe ait olan kalıntılar kadar büyük olması beklenirdi. Araştırmanın bu sonucu ise, önemli bir gerçeğin ortaya çıkmasını sağladı : H. floresiensis, küçük proporsiyonlu vücudu Flores adasında, buraya geldikten kısa bir süre sonra -yaklaşık 1 milyon yıl önce- evrimleşen; ekstrem derecede antik bir türdür. Makale Referans : Homo floresiensis-like fossils from the early Middle Pleistocene of Flores, nature.com/articles/doi:10.1038/nature17999 Kaynak : Marlowe Hood, Likely ancestor of mystery 'hobbit' found, Haziran 8, 2016; phys.org/news/2016-06-ancestor-mystery-hobbit.html Nature dergisinde yayımlanan iki yeni makale, yarım-insanlar olarak tahayyül ettiğimiz ve yaklaşık 50.000 yıl önce tamamen tarih sahnesinden silinmiş olan türe ait kavrayışımızdaki boşlukları bir nebze de olsa dolduruyor. İki çocuk ve bir yetişkine ait kemik ve diş kalıntıları, hominin ailesinin bir üyesi olarak, Flores adalarına ulaşan ve yalnızca bu adada yaşamış olan Homo floresiensis türünün atalarının adaya yaklaşık bir milyon yıl önce gelmiş olabileceklerini gösteriyor. Araştırmalara göre, bundan sonra ilginç bir durum gerçekleşti. Dik yürüyen, alet yapan ve kullanan yarım insanlar, jenerasyonlar geçtikçe orijinal boy ve kilolarının yarısına inecek kadar küçüldü. "Ada cüceliği" adı verilen evrimsel süreç, hayvanlar arasında daha az kaynak bulunan çevrelere uyum sağlamak üzere gerçekleşen ve sıkça rastlanılan bir durumdur. Öyle ki, Flores adası aynı zamanda Stegodonlar olarak bilinen ve büyük olasılıkla mini-insanlar tarafından avlanılarak yok edilen fil benzeri minyatür bir canlı grubuna da ev sahipliği yapıyordu. Araştırmalar bu bağlamda, ilk kez bir insan türünün yükselen deniz seviyesi nedeniyle ada haline gelen bir kara parçasında mahkum kalması sonucu küçüldüğünü gösteren net kanıtlar ortaya koyuyor. Araştırmanın dayandığı yeni fosilleri Flores adasının merkezinde, yani 2003 yılında hobit türüne ait kemiklerin bulunduğu yerin 100 kilometre kadar uzağında çıkarıldı ve bazı kilit sorunlara kısmi cevaplar üretilmesini sağladı. Örneğin, H. floresiensis türü hangi türden evrimleşerek oluştu? Küçülmesi ne kadar zaman aldı? Bu soruların cevabı olmaya aday, iki evrimsel senaryo doğrulanmak üzere bekliyor. Bunlardan birincisi, hobitlerin Java'lı Homo erectus türünün küçülmüş bir biçimi olduğu üzerinden geliştirildi. Homo erectus, 1.8 metre uzunluğa ve 70 kilogram ağırlığa ulaşabilen ve Afrika'dan yola ilk çıkan tür olarak düşünülen insan türüdür. Büyük Sürpriz Yukarıda bahsedilen senaryoya alternatif olarak geliştirilen diğer açıklama ise, hobitlerin daha arkaik ve küçük-kemikli bir Afrikalı hominin türünden gelişerek ortaya çıkmış olma ihtimaline ağırlık veriyor. Bununla birlikte artık geçerliliğini yitiren bir eski olasılık var, o da; bu hobitlerin, genetik problemler veya başka bir hastalık dolayısıyla küçülmüş olan modern insanlar olduğu hipotezidir. 1.2 milyon yıl öncesine ait olduğu belirlenen kemik ve diş örneklerindeki benzerlikler; kalıntıların ait olduğu türün hobitlerin atası olmaya en yakın aday olduğunu açıkça gösteriyor. Keşfedilen kalıntıların ölçülerine bakıldığında ise, ait oldukları dönemde olması beklenen kadar büyük boyutlarda olmadığı görüldü. Araştırmacılara göre bu kadar eski bir kalıntının, Homo erectus veya başka ilkel bir türe ait olan kalıntılar kadar büyük olması beklenirdi. Araştırmanın bu sonucu ise, önemli bir gerçeğin ortaya çıkmasını sağladı : H. floresiensis, küçük proporsiyonlu vücudu Flores adasında, buraya geldikten kısa bir süre sonra -yaklaşık 1 milyon yıl önce- evrimleşen; ekstrem derecede antik bir türdür. Makale Referans : Homo floresiensis-like fossils from the early Middle Pleistocene of Flores, nature.com/articles/doi:10.1038/nature17999 Kaynak : Marlowe Hood, Likely ancestor of mystery 'hobbit' found, Haziran 8, 2016; phys.org/news/2016-06-ancestor-mystery-hobbit.html Kaynak ve İleri Okuma Etiket


Bilimfili sitesi olarak kişisel gizlilik haklarınıza saygı duyuyor ve sitemizde geçirdiğiniz süre zarfında bunu sağlamak için çaba sarfediyoruz. Kişisel bilgilerinizin güvenliği ile ilgili açıklamalar aşağıda açıklanmış ve bilginize sunulmuştur. Birçok standard web sunucusunda olduğu gibi Bilimfili.com'da istatistiksel amaçlı log dosyaları kaydı tutmaktadır. Bu dosyalar; ip adresiniz, internet servis sağlayıcınız, tarayıcınızın özellikleri, işletim sisteminiz ve siteye giriş-çıkış sayfalarınız gibi standart bilgileri içermektedir. Log dosyaları kesinlikle istatistiksel amaçlar dışında kullanılmamakla birlikte mahremiyetinizi ihlal etmemektedir. IP adresiniz ve diğer bilgiler, şahsi bilgileriniz ile ilişkilendirilmemektedir. Sitemizde sadece Google reklamlarını yayınlamaktayız. Bu reklamlar çerez içerebilir ve bu şirketler tarafından çerez bilgileri toplanabilir ve bizim bu bilgiye ulaşmamız mümkün değildir. Lütfen Google`ın ilgili sayfasından gizlilik sözleşmelesini okuyunuz. Cookie Çerez kelimesi web sayfası sunucusunun sizin bilgisayarınızın hard diskine yerleştirdiği ufak bir text dosyasını tanımlamak için kullanılmaktadır. Sitemizin bazı bölümlerinde kullanıcı kolaylığı sağlamak için çerez kullanılıyor olabilir. Ayrıca sitede mevcut bulunan reklamlar aracılığıyla, reklam verilerinin toplanması için cookie ve web beacon kullanılıyor olabilir. Bu tamamen sizin izninizle gerçekleşiyor olup, isteğiniz dahilinde internet tarayıcınızın ayarlarını değiştirerek bunu engellemeniz mümkündür. Bilimfili.com sitesi, sayfalarından farklı internet adreslerine bağlantı vermektedir. Bilimfili.com link verdiği, banner tanıtımını yaptığı sitelerin içeriklerinden veya gizlilik prensiplerinden sorumlu değildir. Burada bahsedilen bağlantı verme işlemi, hukuki olarak atıfta bulunma olarak değerlendirilmektedir. Bilimfili.com sitesinde uygulanan gizlilik politikası ile ilgili; her türlü soru, görüş ve düşüncelerinizi bize bilimfili@gmail.com adresinden iletebilirsiniz. Duyurulardan e-posta ile haberdar olmak istiyorum.


Evrende bulunan canlı ya da cansız her varlık atomlardan oluşur. Hücrelerimizin çekirdeğindeki DNA moleküllerini meydana getiren atomlar da, elbette tüm diğer atomlar gibi kuantum fiziği ile çözümlenen özelliklere sahiptir. Yakın zamanda yapılan araştırmalar, fizik laboratuvarlarında gözlemlenen ilginç kuantum olayların, DNA üzerinde de gerçekleşerek, yaşamsal süreçlerde de rol oynayabileceğine işaret ediyor. Kuantum mekaniğinin biyolojideki rolü aslında ilk olarak Erwin Schrödinger tarafından 1940'larda ortaya atıldı. DNA'nın yapısının keşfinden bile önce Schrödinger, kalıtımın klasik mekanik kurallarıyla yönetilemeyecek denli hatasız olduğunu ve kuantum mekaniğinin bu işte rol oynuyor olması gerektiğini ileri sürmüştü. Öte yandan, kuantum fiziğine özgü garipliklerin, canlı hücrelerin sıcak ve hareketli ortamında gerçekleşebilmesi pek olası gözükmüyordu. Oda Sıcaklığında Eşdurumluluk Mümkün mü? Gördüğümüz dünya ile fizikçilerin yüzeyin altında var olduğunu bildiği dünya arasında neden bir sınır vardır? Bu, kuantum ölçüm fenomeniyle ilgili bir meseledir. Bir kuantum sistem, klasik bir ölçüm cihazıyla etkileştiğinde, kuantum garipliğini yitirir ve klasik bir varlık gibi davranmaya başlar. Fakat etrafımızda gördüğümüz dünyanın tezahüründen fizikçilerin yaptığı ölçümler sorumlu olamaz. O halde, fizik laboratuvarının dışında kuantum davranışı yok etme işlevini yerine getiren nedir? Parçacıklar üzerinde "kuantum ölçüm" yapan, dolayısıyla etrafımızdaki dünyanın bize normal görünmesine neden olan şey, kuantum bileşenlerin toplu etkisidir. Kuantum garipliğini gözlemleyebilmek için ya sıradışı yerlere gitmeniz, ya mikro-dünyanın derinliklerine bakmanız ya da kuantum parçacıkları uygun adım yürüyecekleri şekilde hizaya sokmanız gerekir; manyetik rezonans görüntüleme cihazının içindeyken, vücuduzdaki hidrojen çekirdeklerinin spininde böyle bir etki oluşur. Mıknatıs devredışı kaldıktan sonra çekirdeklerin spin yönelimi yeniden rastlantısal hale geldiği için kuantum eşdurumluluğu bir kez daha ortadan kalkar. Kuantum mekaniği olmadan çoğu zaman gayet iyi idare edebilmemiz de yine aynı türde bir moleküler gelişigüzelliğe bağlıdır: Etrafta gördüğümüz cansız varlıkların gelişigüzel yönelimli ve sürekli hareket halinde olan moleküler iç ortamı, kuantum garipliğini siler süpürür; çoğu zaman ama her zaman değil. Canlı hücrelerin büyük bölümünün, bu garip kuantum etkilerini "ölçerek" anında darmadağın etmesi beklenen, moleküler ajitasyon halindeki su ve biyomoleküllerden oluştuğu düşünülüyordu. Burada "ölçüm"den kastedilen, elbette ki su moleküllerinin ya da biyomoleküllerin, bizim bir cismin ağırlığını ya da sıcaklığını ölçüp, kağıt üzerinde, bilgisayar belleğinde veya kendi beynimizde bunun kaydını tutmamıza benzer bir işlem gerçekleştirmesi değil. Bir su molekülü, bir dolaşık parçacık çiftiyle çarpıştığında olanlardan söz ediyoruz: Hareketi parçacığın durumundan etkileneceği için, su molekülünün çarpışmadan sonraki hareketini inceliyorsanız, çarptığı parçacığın bazı özelliklerini de anlayabilirsiniz. Bu açıdan bakıldığında, su molekülü bir "ölçüm" gerçekleştirir, çünkü bundan sonraki hareketi, bunu inceleyecek biri olsun olmasın, dolaşık parçacık çiftinin durumuyla ilgili bir kayıt tutar. Böylesi bir kazara ölçüm etkisi, dolaşıklık durumunu ortadan kaldırmak için genellikle yeterlidir. O nedenle, hassas bir düzenleme gösteren kuantum dolaşıklığın, canlı hücrelerin sıcak, karmaşık iç ortamında varlığını koruyabileceği iddiasının çılgınlık sınırında gezen saçma bir fikir olduğu düşünülüyordu. Moleküler düzeyde, pek çok önemli biyolojik sürecin gerçekten de çok hızlı gelişebildiğini ve kısa atomik mesafelerle sınırlı olabildiğini artık biliyoruz. Bunlar, tam da tünelleme gibi kuantum süreçlerinin etki gösterebileceği türde uzunluk ve zaman ölçekleridir. Öyleyse, eşdurumsuzluk asla bütünüyle engellenemezse de, biyolojik açıdan fayda sağlamaya yetecek kadar uzun süre uzak tutulabilir. Ortamın Mutasyonlar Üzerindeki Etkisi 1990'ların sonlarında, Surrey Üniversitesi'nden Johnjoe McFadden, DNA mutasyonlarına ilişkin bir bilmeceyle nasıl başa çıkabileceğini fizikçilere danışmaya karar vermişti. M. tuberculosis bakterisinin ölümcül olmayan yakın bir akrabasının genetiğini inceleyen McFadden ve ekibi, özel koşullar altında bakterilerin iyice zararlı olacak bir şekilde mutasyona uğradıklarını fark etmişti. Ekibi asıl şaşırtan ise bu mutasyonun, diğer mutasyonlardan daha sık gerçekleşiyor gibi görünmesiydi. McFadden, bütün iyi biyologlar gibi böyle bir fazlalığın olmaması gerektiğini öğrenmişti. Tüm mutasyonlar rastgele olmalıydı. Herhangi bir mutasyon çeşidinin ötekilerden daha sık olması söz konusu olamazdı; ortam ne olursa olsun. Belirli mutasyonlar yararlı olabilirdi ama çevresel koşulların herhangi bir genetik mutasyonun oranı üzerinde rolü olmamalıydı: Evrim kördü. Ama McFadden'ın ekibi, standart evrimsel kurama karşı çıkan bir durum bulmuşa benziyordu. Çünkü deney ortamındaki oksijenin yokluğu, bir mutasyon tipinin diğerlerinden daha fazla olmasını tetikliyor gibiydi. Aslında böyle tartışmalı bir bulguya daha önce de rastlanmıştı. 1988 senesinde, Harvard Halk Sağlığı Okulu'ndan John Cairns liderliğinde bir ekip, benzer adaptif mutasyonlar gösteren şaşırtıcı sonuçlar yayımlamıştı. Laktoz sindiremeyen bir E. coli suşunu, tek besin kaynağının laktoz olduğu bir agar tabağına yatırdıklarında, bakterilerin şekeri sindirmek için gereken mutasyonu, eğer o mutasyon rastgele olsa alacağı zamandan çok daha çabuk geçirdiklerini görmüşlerdi. Bu adaptasyon bir şekilde ortamdan kaynaklanmışa benziyordu. "Çalışma, Darwinci anlayışa göre kesinlikle sapkınlıktı," diyor McFadden. Yine de deneyler prestijli bilim dergisi Nature'da yayımlanacak kadar saygı görmüştü. Ortamın bunu nasıl yapabileceğini açıklayabilecek bir mekanizma arayışına giren McFadden'ın aklına, kuantum bilgisayarlar hakkında okudukları geldi. Normal hesaplama yöntemleriyle çok uzun süre alacak bazı problemler, kuantum bilgisayarlarda süperpozisyon sayesinde kısa sürede yapılabiliyordu. Bu belli-belirsiz düşünceyle fizik bölümünün yolunu tutan McFadden, uyumlanmış mutasyonların kuantum süreçlerle açıklanıp açıklanamayacağını fizikçilere sordu. Bu fikir fizikçilerin çoğunun pek hoşuna gitmese de, içlerinden birinin ilgisini çekti: Jim Al-Khalili. McFadden ve Al-Khalili o günden sonra sık sık bir araya gelerek, ortak çalışmalara başladı. Kuantum Tünelleme ve Süperpozisyon Atomik ölçekte her parçacık, dalga-parçacık ikiliği olarak bilinen ikili bir yapı sergiler. Dalga-parçacık ikiliği, çok önemli bazı cihazların da esasını oluşturur; elektron mikroskobu bunlardan biridir. Knoll ve Ruska, 1931'de dünyanın ilk elektron mikroskobunu geliştirerek, virüsleri ilk kez görüntülemişlerdir. Dalga-parçacık ikiliği, Young'ın çift yarık deneyi sayesinde ün kazanmıştır. Ancak bir parçacığın kütlesi ne kadar büyükse, kuantum özelliklerinin gözlemlenmesi o kadar güçleşir. Yani bir topu bir duvara ne kadar hızlı atarsanız atın, duvarın içinden geçmez. Fakat atom-altı ölçekte, parçacıklar dalga-benzeri özelliklere sahip olabilir ve uzayda belli bir konumda bulunmaları gerekmez. Bu da, elektronların bir engeli aşmak için üzerine tırmanarak aşmak yerine, içinden geçip gidebileceği anlamına gelir; tıpkı çizgi filmlerde duvarlardan geçen hayaletler gibi. Güneşin hidrojen gazını yakarak, dünya üzerinde yaşamın devamlılığını sağlayan ısıyı ve ışığı açığa çıkaran bir nükleer füzyon reaktörü olduğunu çoğu insan biliyordur herhalde; bununla birlikte, parçacıkların "duvardan geçmesine" imkan veren çarpıcı kuantum özelliği olmasaydı, güneşin parlamasının mümkün olmayacağını bilenlerin sayısı daha azdır. Güneş ve aslında evrendeki tüm yıldızlar, proton adındaki pozitif yüklü tek bir parçacıktan ibaret olan hidrojen çekirdeklerinin birleşmesi ve bunun sonucunda açığa çıkan, bizim "güneş ışığı" olarak adlandırdığımız elektromanyetik ışınım sayesinde muazzam miktarda enerji yayabilir. İki hidrojen çekirdeğinin birleşebilmesi için birbirine çok yaklaşması gerekir; fakat iki çekirdek yaklaştıkça, aralarındaki itme de artar. İki çekirdeğin kaynaşabilecek kadar yaklaşması için bir tuğla duvarın atom-altı eşdeğerinden, yani görünüşte nüfuz edilemez bir enerji bariyerinden geçmesi gerekir. Böyle engellerden ise kuantum tünelleme sayesinde geçerler. Bedenimizdeki her hücredeki her bir DNA iplikçiğinde 3 milyar civarında nükleotit bulunur. Nükleotitlerin diziliş sıralaması, yapısal ve işlevsel olarak insan oluşturmak için gereken tüm proteinlerin tarifini içeren bir kod oluşturur. Dört farklı çeşit nükleotitin bu dizilimindeki herhangi bir değişiklik, tarifi değiştirerek mutasyon adı verilen farklılıklara yol açabilir. Mutasyonların doğurabileceği birkaç farklı sonuç vardır; bunları yararlı, zararlı ve etkisiz sonuçlar olarak üçe ayırabiliriz. Bazı mutasyonların sonucunda, organizmaya eski durumundan daha fazla yarar sağlayan bir değişiklik ortaya çıkabilir. Bazen tam tersine, organizma mutasyondan dolayı zarar görebilir. Bazı mutasyonların ise organizmanın yapı ve işlevi üzerinde olumlu ya da olumsuz etkisi görülmez. Peki mutasyon oluşumu neden gerçekleşir? DNA eşlenmesi sırasında A-T ve G-S çiftleri oluşturulurken bazen hatalar olur. Örneğin A gelmesi gereken yere G gelebilir; buna "nokta mutasyon" adı verilir. Bu nokta mutasyonların bir nedeninin de kuantum tünelleme olabileceği aslında 1963 senesinde öne sürülmüş ama pek üzerinde durulmamıştır. Al-Khalili ile McFadden, bu unutulmuş düşünceyi tekrar ele alarak, süperpozisyon özelliği sayesinde atomun eşzamanlı olarak hem mutant durumda, hem de mutant olmayan durumda bulunabileceğini ileri sürdü. Yani atom aynı anda iki yerde birden olabilirdi; dolayısıyla DNA aynı anda iki farklı genetik koda karşılık gelen durumların süperpozisyonunda bulunabilirdi. E. coli'nin hızlı uyumlanması vakasında süperpozisyon, bakterinin hem laktoz yiyebilmesini hem de yiyememesini mümkün kılabilen bir DNA'ya karşılık geliyordu. İkili, bakterinin DNA'sındaki tek bir hidrojen atomu ile onu çevreleyen laktoz molekülleri arasındaki etkileşimleri matematiksel olarak analiz etti. Atomu itekleyen şeker moleküllerinin varlığı, atomu "gözlemleme" etkisi yaratıyor ve hidrojeni tek bir durumda bulunmaya zorluyordu. Dahası, hesaplamalarına göre, E. coli'nin laktoz sindirebilmesini sağlayan mutasyon, şekerin yokluğunda daha hızlı gerçekleşmeliydi. O sıralarda mevcut olan biyolojik görüntüleme teknikleri ile ikilinin kuramını doğrudan sınamak olanaksızdı. Bu arada Cairns'in orijinal E. coli çalışması da sıkı bir inceleme altına alınmıştı. Laktoz sindiren mutasyonların artmış oranı bağımsız olarak çok kez elde edildi ama faydasız bazı mutasyonların oranının da arttığına ilişkin işaretler vardı. McFadden ve Al-Khalili o dönemde konuya olan ilgilerinin azaldığını ve günlük işlerine geri döndüklerini anımsıyor. Genetik Kodun Değişmesi Kaçınılmaz mı? Uzun zincirli bir molekül olan DNA, daima kararlı değildir. Morötesi ışınlar ve reaktif oksijen türleri gibi etkenlerin DNA hasarına yol açabildiğini hep duyarız. Ancak böyle dışsal etkenlerin yokluğunda bile, DNA'da yine de nokta mutasyonlar gerçekleşebileceği açıktır. DNA'nın çift sarmallı yapısı, bazlar arasındaki hidrojen bağları tarafından oluşturulur. Watson & Crick'in DNA modeline göre, bu hidrojen bağlarını oluşturan protonlar kararlı olmalıdır. Ama bazen bu hidrojen iyonlarının konumlarında geçiş kaymaları olabilir. Bu olaya totomerizm adı verilir. Ender rastlanan bu totomerik biçimlerde, hidrojen bağını oluşturan proton bir bazdan ötekine kayabilir. Yani sitozinin protonu, kuantum tünelleme yaparak guanine kayabilir veya süperpozisyon sayesinde iki yerde birden bulunabilir. Eğer DNA eşlenmesi anlık totomerik kaymalardan biri sırasında gerçekleşirse, protonlar ve karşılık gelen bazlar yanlış yönelimde olur. Bu değişim, hatalı baz çiftlerine yol açabilir. Yani sitozin, guanin yerine adenin ile çift oluşturabilir. Bu, herhangi bir dışsal etken neden olmadan oraya çıkan bir nokta mutasyon örneğidir.