Organellerin Evrimi

Categories: Evrim

EUKARYOT ( ÇEKİRDEKSİZ HÜCRE )’ LERİN EVRİMİ
Çekirdekli hücreler adım adım evrimleşerek değil, belirli kademelerde evrimleşmiş diğer hücrelerle simbiyoz yapmak suretiyle organizasyonlarını geliştirmişlerdir.Bunun için birçok kanıt ta vardır.Bu fikri ilk defa 1900 yıllarında Rus Botanikçisi MERESCHKOWSKY ortaya atmıştır.

Çekirdekli hücreler, isminden de anlaşılabileceği gibi kalıtsal materyali hücre içinde belirli bir zarla çevrilmiş çekirdeğin içinde bulunan hücrelerdir.Kromozomları DNA ‘lardan ve proteinlerden yapılmıştır.Mitozla bölünürler.Stoplazmalarında karmaşık organeller taşırlar; Ribozom, Mitokondri, Golgi komplexi, Endoplazmik Retikulum, Lizozom, Kloroplast, …

PROKARYOT’LARIN (ÇEKİRDEKSİZ HÜCRELERİN ) EVRİMİ
Bakteriler, mavi-yeşil algler, rikestsiyalar, antinomisetler ve miykoplazmalar bu gruptandır.Mavi-yeşil algler hariç, hepsi bir hücrelidir.Organeller ve karmaşık sitoplazma bu canlılarda yoktur.Mavi-yeşil algler çekirdeksiz hücrelerin en gelişmiş kolunu oluşturur.

Hemen hepsi kromozom olarak proteinle kuşatılmış çember şeklinde bir DNA zinciri içerir.Mitoz bölünme yoktur.Kromozomlar açılarak ve hücrenin bir ucundan diğer ucuna hareket ederek kendilerini eşler. Daha sonra hücre bölünür.Her hücrede haploit olan tek bir kromozom vardır.

Fosilleri olmadığından kesin bir yargıya varmamız olanaksız olmasına karşın, yaklaşık iki buçuk ila üç milyar yıl önce, kese şeklindeki ilkin hücrelerden prokaryotların evrimleştiği varsayılmaktadır.

ÇEKİRDEK ZARININ EVRİMİ
Hücrenin beyni sayılan çekirdeğin, geçmişte fosil bırakmadığı için , nasıl oluştuğunu açıklamak oldukça zordur.Büyük bir olasılıkla DNA taşıyan ilkin bir hücrenin, DNA taşımayan daha büyük bir hücreye girmesiyle meydana gelmiştir.Çekirdeğin yaklaşık iki buçuk ila üç milyar yıl önce ortaya çıktığı var sayılmaktadır.Mitozun ortaya çıkması da yaklaşık bir milyar yıl önce olmuştur

KAMÇI VE SİLLERİN EVRİMİ
Bu değişiklikte bir kısım adrıbeslek hücre, klorofil taşıyanhücreleri tutsak edip onlardan geçinmeye başlarken , bir kısmı da avcılıkla geçinmeye başlamıştı.Uygunışık ararken değişik hücresel hareketlerle yer değiştirebilen pigmentli hücreleri ( özellikle yılankavi hareketlerle ) avlayabilmek için adribeslek yaşayan hücrelerin de hareket organellerini kazanma zorunluluğu ortaya çıkmıştır.Başlangıçta, daha önce birikmiş hareketsiz depo maddelerini yerken hareket organellerine gereksinmesi yoktu ; hücre zarı hareketleri yeterliydi. Son durumda ise gerçek bir av-avcı ilişkisi ortaya çıkmıştı.

Kamçı da bulunduğu hücrelerde kademe kademe gelişmemiş, dışarıdan hazır alınmıştır.Öyleki, bugün Spirochaeta olarak bilinen, çekirdeksiz, küçük, tirbişon şeklindeki bakteriler, dönerek ve yılankavi kıvrılarak ileriye doğru hareket eder.Bu bakterilerin enine kesitleri incelendiği zaman,yapılarının bugün kü sillere çok benzediği, onlar gibi çevrede boyuna dokuz fibril taşıdığı görülür.Bu şekildeki bir bakteri, bir rastlantı sonucu böyle bir hareketsiz hücrenin üzerine yapışırsa, bu birlikten her ikisi de yararlanır.Bakteri, büyük hücreye hareket yeteneği verir; büyük hücrede bakteriyi yenmekten kurtarır ve aldığı besinlerden yararlanmasını sağlar.Bu simbiyozis, bir zaman sonra, birbirlerinden ayrılamayacak kadar gelişir.Bununla beraber kamçılar kendi otonom hareketlerini hala sürdürürler.

ENERJI ELDE EDILME YONTEMLERININ VE MITOKONTRILERIN OLUSUMU
(Oksijenli Solunuma geçiş )
İlk oluşan canlı moleküller enerji kaynağı olarak ortamda bulunan fosforik asiti ve belki kısa dalgalı bazı güneş ışınlarını kullanmışlardır.

ANARGANİK MADDELERDEN ENERJİ ELDE EDİLMESİ:
Ham maddeler bittikten sonra ilkin hücrelerin birkısmı fotosentez yapma yetenegini kazanırken , bir kısmı da hatta bir hücreliler enejilerini, demiri , kükürtü,Nitratı …vs. ortamda zenginleşmeye başlayan Oksijenle Oksitlemek suretiyle elde etmeyi başarmışlardır.Bunlara Fe,S,Ni..vs Bakteriler denir.

Oksijen ortaya çıkmadan önce ortamda bulunan organik moleküller özellikle Glikoz ve benzerleri ilkin hücreler tarafında mayalanmayla parçalanarak bir miktar enerjiye dönüştürülüyordu.Bu yıkımın en genel şekli hemen tüm hücrelerde stoplazma içinde meydana gelen yaklaşık on tepkimeli kademeli Glikozdur.Bu stoplazmanın en ilkel enerji kazanma ortamı olarak zamanımıza kadar geldiğini gösterir.Yani stoplazma ilkel yapısını kısmen korumuştur.Glikozun son ürünü Laktik asittir.Başlangıçta ortamda oksijen olmadığı için yıkılma bu kademeden ileriye götürülemez ve Laktik asit atık madde olarak dışarıya atılır.Bu evreye kadar olan parçalanmalar mayalanmanın (fermantasyonun) ilk evrelerine çok benzerlik gösterir.Bugün bu yolla oksijenle enerjilerini kazanan hücrelerin tepkimelerindeki ilk kademelerde (Glikoliz) keza bazı bakterilerde ve mayalarda hala oksijen kullanılmadan enerji elde edilmektedir.Glikozda şeker içindeki enerjinin ancak 1/12 si kullanılır.

Bu evreye kadar gelmiş ilkel hücrelerin bir kısmı, serbest oksijen oluşmadan önce bir kademe evrimsel gelişme daha yaparak mayaları meydana getirmiştir.Nitekim bu kademede bir miktar enerji daha elde edilerek Laktik Asit, Etilalkole (=ispirtoya) dönüştürülür ve ayrıca Karbondioksit çıkartılır.Enerjinin büyük bir kısmı dışarıya atılan alkolde kalır.Alkol ortalama %12’ye yükselince zehir etkisi yaparak kendisini meydana getiren hücreleri öldürür.Çevrede besin olduğu sürece bu yöntemle enerji elde edilmesi başarıyla yürütülebilir.

MİTOKONTRİLERİN OLUŞUMU
Oksijenli Solunuma Geçiş
Hammadde bitmiş su karbondioksit ve tuzlardan güneş ışığının etkisi altında kendi besin maddesini yapan klorofilli hücreler ortaya çıkmaya başlamıştır.Bu gelişmenin sonucu, canlıların o güne kadar karşılaşmadığı , canlılar için zehir etkisi olan serbest oksijen bir çeşit artık madde olarak ortama atılmaya başlamıştır.Oksijen ortamda bulunan biyomerleri ve polimerleri oksitleyerek yok ediyordu.Eğer oksijenden koruma mekanizması ortaya çıkmasaydı bir daha canlılık oluşmamak üzere tümüyle yok olacaktı.Çünki ortamdaki polimerler bitiş yenilerinin meydana gelmesi de önlenmişti.

Işte bu aşamada bakteri benzeri ilkin hücrelerden bazıları belkide tüm dünyada yalnız birtanesi oksijene karşı korumayı sağlayan enzim sistemine (sistemlerini) geliştirmiş; hatta onu metabolizmasının bir parçası olarak kullanmaya başlamıştır.Bu hücre ve onun dölleri onun tartışmasız bir üstünlük kurarken diğerleri bu doğal seçilimin sonucu tamamen yok olmuştu.Tahminen birkaç yüzbin sene içerisinde bu yeni formlar tüm dünyada hakim duruma gelmişti.Çünki sadece Laktik asite kadar (Bir kademe daha gelişme gösterenler etil alkole kadar) parçalanarak enerjisi alınmış (sadece 2 ATP) son ürünler bu yeni sistemde oksitlenerek SU ve Karbondioksite kadar parçalanıyor ve böylece çok büyük miktarlarda (36 ATP) enerji elde ediliyordu.Bu yeni özellik kazanmış bireyler çok büyük besin kaynaklarıyla karşılaşmıştı.Çünki o güne kadar Laktik asiti daha ileri kademelerde parçalayan herhangi bir canlı oluşmamıştı.Gerçek ‘solunum’ deyimi bu aşamadan sonra kullanılmalıdır.Bazı yontemlerle Nitrit, Nitrat, Sülfür, Demir, Mangan, …vs. ‘den oksijenli ve oksijensiz (mayalar) enerji elde eden formlar hariç diğer tüm canlılar kamçılılardan insana kadar bu yeni gelişen hücrenin torunlarıdır.

Bu yeni özelliği kazanan hücreler bugünki hücrelerde ; hücrenin enerji gereksinmesine göre belirli sayıda bulunan küçük oval şeklini işlevine göre değiştirebilen, yüzey ve enzim tepkimelerini yürüten; kendine özgü DNA taşıyan hücreden bağımsız olarak çoğalabilen; içi Lamel ya da tüp şeklindeki yapılarla bölünmüş Mitokontrilerdir.Bugün oksijenli solunum yapan bakterilerin yapısı hemen hemen mitokontrilerin yapısını andırır.Mitokontrilerin zarı , bakterilerin zarına benzer ve bu zarla tepkimeleri benzer şekilde yürütürler.DNA ‘ları bakterilerde olduğu gibi çember şeklindedir.

Oksijenli metabolizmaların bir kısmı olarak kullanılabilen bakteri benzeri bu hücreler büyük bir olasılıkla daha büyük yapılı hücreler tarafından yutularak ya da herhangi bir şekilde hücre içine alınarak ortak yaşamaya başlamıştır.Hücre stoplazma içerisinde (Bu günde hemen hemen tüm canlılarda olduğu gibi) oksijen kullanılmadan parçalanan maddeler (çoğunluk laktik asite kadar) bakteri benzeri hücreler yani ilkel mitokontriler tarafından alınarak oksijen kullanılmak suretiyle Karbondiokside ve suya kadar parçalanıyor; bu arada meydana gelen ATP’nin hepsi ( molekül başına net 36 ATP) kullanılmadığı için bir kısım artık maddeye ya da ara ürün olarak ortalama, yani hücrestoplazmasına veriliyordu.Bu maddeler yani ATP büyük hücrelerinin enerji gereksinmesini karşılıyordu.Bu ilişki bir zaman sonra tam bir simbiyozise dönüştü ve birbirlerine bağımlı olmadan serbert yaşama yeteneklerini yitirdiler.Daha sonra ki tüm gelişmeler, bu simbiyont mitokontrilerin gereksinme duydukları oksijene mitokontrilere en iyi şekilde ileten sistemlerin gelişmesi yönünde oldu.

Bu arada laktik asiti bir miktar daha işleyerek enerji elde eden hücrelerin (alkol meydana getiren maya hücrelerini düşünün) bazıları, oksijenli ortama daha değişik bir şekilde uyum yaparak sirke bakterilerini meydana getirmiştir.Bunlar, oksijen kullanmak suretiyle alkolü son ürünlerden , asetik asiti (=sirkeyi) elde ederler ve bir miktar daha enerji kazanırlar.Bu nedenle alkol (örneğin şarap) oksijenin giremediği kapalı kaplarda elde edilir; fakat açık bir ortamda belirli bir süre bırakılsa, sirke bakterileri faaliyete geçeceği için sirkeleşme ortaya çıkar.

Yalnız burada henüz çözümlenemeyen bir sorun vardır.Mitokontriler bu parçalanmaları gerçekleştirirlerken belirli sayıda enzim kullanırlar.Bu enzimlerin bir tanesinin eksikliği tüm sistemin durmasına neden olur.Ayrıca oksijenli enerji kazanımı kademe kademe gelişerek bir sistem olarak da görünmemektedir.eksik sistemler elemine edilecektir.Tümü ancak bir işlev sistemi oluşturur.Bu nedenle buraya kadar ilke olarak savunduğumuz kademe kademe gelişme yerine ister istemez çok az bir olasılık da olsa , mitokontrilerin oksijenli tepkimelerini yürütecek tüm enzimlerinin (Kreps enzimleri) bir defada, bir rastlantı sonucu bir hücreye girdiğini ya da bir defada o hücre içinde oluştuğunu kabul etmek zorundayız.Çünki oksijeni tam olarakkullanamayan, yani ara kademede kalan tüm sistemler oksijenle temasa gelince yok olacaktı.Bu nedenle oksijeni sonuna kadar kullanabilen sistemlerin bir defada gelişmesi zorunludur.

SONUÇ ;
Bu yaklaşımların tümü, canlıların, kendi dünyamız üzerinde oluştuğunu kesinlikle belirtmektedir.Evrende bulunabilecek bir çok uyduda (bugüne kadar güneş sisteminin dışında, uydusu olan tekbir yıldız saptanmıştır) aynı koşulların olabileceği ve oralarda da yaşamın oluşabileceği düşünülebilir.Hatta birçoğunda bizim yaşam biçimimize uygun hayatın olabileceği genel bir kanıdır.Fakat onların gelişmişliği konusunda zaman konusunda büyük farkların olacağı kesindir.Insandan daha gelişmiş bir varlık iki koşulda olabilir.Birincisi zaman bakımından bizden çok daha önce meydana gelmiştir; dolayısıyla gelişmesi için bizden daha fazla zaman bulmuştur.İkinci koşul ise büyük bir olasılıkla florla solunum yapan canlıların oluşmasıdır.Biz oksijenle solunum yaptığımıza göre, evrendeki en aktif ikinci maddeyi oksitleyici olarak kullanıyoruz demektir.Flor daha aktif bir oksitleyici olduğundan, floru kullananların metabolizması, oksijenle soluyanlardan daha etkili olacaktır; bu da onları daha gelişmiş yapacaktır.Fakat şimdiye kadar florlu atmosfere sahip bir gök cismi saptanmamıştır.O halde bizden daha gelişmiş canlı, bugünkü bilgilerimizin ışığı altında, yalnız zaman bakımından olur.

Diğer gök cisimlerinde bulunabilecek canlıların genetik kodu, uzak bir olasılıkla da olsa, karbon, hidrojen, oksijen ve azottan başka bir maddeyle de oluşmuş olabilir.

Yukarıda anlatılmaya çalışılan tüm olaylar şöyle sıralanabilir;
1. Çevrenin fiziksel etkisiyle organikmaddeler oluşmuştur,
2. İç düzenlemeler ile daha komplex (karmaşık) maddeler, dolayısıyla çekirdek asitleri ve enzimler; sonunda kendi kendine çoğalabilen serbest gen sistemleri ortaya çıkmıştır,
3. Bu serbest genler birbirlerine eklenerek ya da mutasyona uğrayarak bugünkü bakterilere, belki viruslere benzer adrıbeslek (kendi besinini yapamayan) canlıları yapmıştır,
4. Mutasyonların birikmesiyle adrıbeslek canlılardan kendibeslek (kendi besinini kendisi yapabilen) canlılar oluşmuştur.Bu yaklaşımın çeşitli kısımları deneysel olarak kanıtlanmakla beraber, birçok kısmı hala tartışmaya açıktır.

RİBOZOM’UN EVRİMİ
Çekirdekten gelen emirlere göre, protein sentezlenmesinin yapıldığı yerlerdir.
Kural olarak evrensel yapıya sahiptirler.Her canlının kalıtsal kodunu, hatta yapay kodları okuyabilirler.Uygun ortamlarda, canlı hücrelerin içinde olmasalar da protein sentezleyebilirler.Bunların da bir çeşit simbiyont olarak hücreye dışarıdan girdikleri tahmin edilmektedir.