♦ Her Şeyin Evrim Şeklini Açıklayan Kayıp ‘Doğa Yasası’ Bulundu

♦ Evrenimizde, biyoloji alanlarının ötesinde bile karmaşık, gelişen sistemler bol miktarda bulunmaktadır.

Yıldızların büyümesinden prebiyotik kimyaya kadar çeşitli malzeme karışımları sıklıkla çok daha karmaşık biçimlere dönüştürülebilir..

-Ancak diğer pek çok fiziksel olgunun aksine, bunların değişen doğası henüz ayrı bir yasa ile temsil edilmemiştir.

Bu, ilgi çekici yeni hakemli bir makalede doğanın “kayıp yasasını” tanımlayan astrobiyologlar, filozoflar, bir mineralog, teorik fizikçi ve bir veri bilimciden oluşan ABD’li bir ekibe göre..

    Yazarlar şöyle yazıyor :

-“Doğal dünyada gelişen sistemlerin her yerde bulunması göz önüne alındığında, onların davranışlarını açıklayan bir veya daha fazla yasanın bu kadar çabuk ortaya çıkmaması tuhaf görünüyor . ”

-Ekibin kendi “işlevsel bilgiyi artırma yasası”, evrimin tüm biçimlerinin kaçınılmaz olarak doğal karmaşık sistemlerde daha fazla modellenmeye, çeşitliliğe ve karmaşıklığa yol açtığını söylüyor..

Evrim kesinlikle Dünya’nın biyosferine özgü değildir; Güneş Sistemimiz , yıldızlar , atomlar ve mineraller gibi diğer son derece karmaşık sistemlerde gerçekleşir ..

-Çalışmanın baş yazarı, Washington DC’deki Carnegie Bilim Enstitüsü’nden astrobiyolog Michael Wong, “Evren atomların, moleküllerin, hücrelerin vb. yeni kombinasyonlarını üretiyor” diyor ..

“Kararlı olan ve daha fazla yeniliğe yol açabilen bu kombinasyonlar gelişmeye devam edecek. Hayatı evrimin en çarpıcı örneği yapan da budur, ancak evrim her yerdedir.”

Makale, Büyük Patlama sırasında en bol bulunan iki element olan hidrojen ve helyumun nasıl bir araya gelerek ilk yıldızları oluşturduğunu anlatıyor. Bir yıldız ömrünün sonuna ulaştığında, yaklaşık 2000 çeşit izotopla 100’den fazla element üretebilir..

-Dünya’da, gezegenin 4,55 ila 2,5 milyar yıl önce oluşması sırasında basit başlangıçlarla çok çeşitli mineral ‘türleri’ yaratıldı . Şu anda Dünya’da bilinen 5.900’den fazla mineral türü var ve ortaya çıkan yaşam formları atmosfere oksijen saldıkça kimyasal açıdan giderek daha karmaşık hale gelen mineral türleri var.

Demirin oksijen bazlı minerallerle reaksiyonu antik yaşamda yeni bir çağ başlattı ve diğer minerallerle birlikte kendi evrimimizin temelini attı.

Yaşam tek hücreli organizmalardan çok hücreli organizmalara doğru evrimleştikçe ve ekosistemler oluştukça, Dünya’nın yüzey mineralojisinin karmaşıklığı daha da arttı. Oluşan geniş mineral yelpazesi, evrimin gidişatını ve seçeneklerini değiştirdi..

-Biyolojik ve mineral sistemler birbirlerinin çeşitliliğini etkilemek için sürekli etkileşim halindedir ve bildiğimiz şekliyle yaşam bu etkileşimin sonucudur.

Yazarlar şöyle yazıyor :

“Bu gelişen sistemler, üç dikkate değer özellik sergilemeleri açısından kavramsal olarak eşdeğer görünüyor . ”

“1) Birleşimsel olarak çok sayıda farklı konfigürasyonu benimseme potansiyeline sahip çok sayıda bileşenden oluşurlar;

2) çok sayıda farklı konfigürasyon üreten süreçler mevcuttur ve

3) konfigürasyonlar tercihen işleve dayalı olarak seçilir.”

Peki, bilginin aktarılma biçiminde görünüşte farklı gelişen sistemlerin ortak özelliklerini açıklayan bir şey var mı? Seçimin evrensel bir temeli olabilir mi? Ekip her iki cevabın da evet olduğunu düşünüyor.

-Wong , “Önerilen bu doğal yasanın önemli bir bileşeni ‘işlev için seçilim’ fikridir” diyor .

Darwin’e göre bir organizmanın biyoloji bağlamındaki temel işlevi, başarılı bir şekilde üreyebilecek kadar uzun süre hayatta kalmasını sağlamaktır. Ekip, bu yeni önerinin, doğal dünyada üç farklı işlev türünün varlığına işaret ederek anlayışımızı genişlettiğini söylüyor.

-‘Statik kalıcılık’ diyebileceğimiz en temel işlev, kararlı atomik veya moleküler düzenlemelerin sürdürülmesidir.

-‘Dinamik kalıcılık’, dinamik olan ve sabit enerji kaynaklarına erişimi olan sistemlerin nasıl daha uzun süre dayanabileceğini açıklar.

Ve son olarak ‘yenilik üretimi’, gelişen sistemlerin şaşırtıcı yeni davranışlar veya özelliklerle sonuçlanabilecek yeni konfigürasyonlar üretme eğilimini ifade eder..

Wong ve ekibi, hareket , yerçekimi , elektromanyetizma ve termodinamiğin fiziksel yasalarının uzay ve zaman boyunca makroskobik doğal sistemlerin işlevlerini yönettiğine dikkat çekiyor . Dolayısıyla evrim için bir doğa kanununa sahip olmamız mantıklıdır.

-Ekip şu sonuca varıyor :

“İşlevselliğe dayalı asimetrik bir yörünge, bilimsel analize aykırı görünebilir . ”

“Yine de, statik kalıcılığa, dinamik kalıcılığa ve yenilik üretimine dayalı seçimin, artan işlevsel bilgiye sahip sistemlerle sonuçlanan evrensel bir süreç olduğunu varsayıyoruz.”

♦ Önde gelen bilim insanları ve filozoflar doğanın eksik evrim yasasını tespit ediyor

     -Bitkilerin, hayvanların evrimi: “Çok daha büyük bir doğal olgunun içindeki çok özel bir durum.” Benzer harikalar yıldızlarda, gezegenlerde, minerallerde ve diğer karmaşık sistemlerde de meydana gelir; Yeni bir konfigürasyon iyi çalıştığında ve fonksiyon iyileştiğinde evrim meydana gelir..

CARNEGİE BİLİM DÜNYA VE GEZEGENLER LABORATUVARI

Prestijli Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler Kitabı’nda bugün yer alan bir makale, doğal dünyanın işleyişinde ilk kez önemli bir normu kabul eden “doğanın eksik bir yasasını” tanımlıyor.

-Yeni yasa, özünde, karmaşık doğal sistemlerin daha fazla desen, çeşitlilik ve karmaşıklığa sahip durumlara doğru evrimleştiğini belirtiyor. Başka bir deyişle, evrim Dünya’daki yaşamla sınırlı değildir; gezegenlerden yıldızlara, atomlara, minerallere ve daha fazlasına kadar diğer devasa karmaşık sistemlerde de meydana gelir..

Carnegie Bilim Enstitüsü, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü (Caltech) ve Cornell Üniversitesi’nden önde gelen bilim insanları ve Colorado Üniversitesi’nden filozoflardan oluşan dokuz üyeli bir ekip tarafından yazılan çalışma, John Templeton Vakfı tarafından finanse edildi..

-“Makroskobik” doğa yasaları, doğal dünyada günlük olarak yaşanan olayları tanımlar ve açıklar. Örneğin kuvvet ve hareket, yerçekimi, elektromanyetizma ve enerji ile ilgili doğa yasaları 150 yıldan fazla bir süre önce tanımlanmıştı..

Yeni çalışma, evrimi doğal dünyanın karmaşık sistemlerinin ortak bir özelliği olarak tanıyan makroskobik bir yasa olan modern bir ekleme sunuyor; bu yasanın özellikleri şöyle:

-Tekrar tekrar düzenlenebilen ve yeniden düzenlenebilen atomlar, moleküller veya hücreler gibi birçok farklı bileşenden oluşurlar.

-Sayısız farklı düzenlemenin oluşmasına neden olan doğal süreçlere tabidirler.

-Tüm bu konfigürasyonların yalnızca küçük bir kısmı, “işlev için seçim” adı verilen bir süreçte hayatta kalır.

Sistemin canlı ya da cansız olmasına bakılmaksızın, yeni bir konfigürasyon iyi çalıştığında ve işlevi iyileştiğinde evrim meydana gelir.

Yazarların “İşlevsel Bilgiyi Arttırma Yasası”, “sistemin birçok farklı konfigürasyonunun bir veya daha fazla işlev için seçime tabi tutulması durumunda” sistemin gelişeceğini belirtmektedir..

Araştırmanın ilk yazarı Carnegie astrobiyoloğu Dr. Michael L. Wong, “Önerilen bu doğal yasanın önemli bir bileşeni, ‘işlev için seçilim’ fikridir” diyor..

Biyoloji söz konusu olduğunda, Darwin işlevi öncelikle hayatta kalmayla, yani verimli yavrular üretecek kadar uzun yaşama yeteneğiyle eşitledi.

Yeni çalışma, doğada en az üç tür işlevin meydana geldiğini belirterek bu bakış açısını genişletiyor.

En temel işlev kararlılıktır; atomların veya moleküllerin kararlı dizilimleri devam edecek şekilde seçilir. Ayrıca sürekli enerji tedarikine sahip dinamik sistemler de kalıcı olarak seçilmiştir.

Üçüncü ve en ilginç işlev ise “yenilik”tir; gelişen sistemlerin, bazen şaşırtıcı yeni davranışlara veya özelliklere yol açan yeni konfigürasyonları keşfetme eğilimidir.

Yaşamın evrimsel tarihi yenilikler açısından zengindir; tek hücreler ışık enerjisinden yararlanmayı öğrendiğinde fotosentez gelişti, hücreler işbirliği yapmayı öğrendiğinde çok hücreli yaşam gelişti ve yüzme, yürüme, uçma ve düşünme gibi avantajlı yeni davranışlar sayesinde türler gelişti.

Aynı tür evrim mineraller aleminde de meydana gelir. En eski mineraller özellikle kararlı atom dizilişlerini temsil eder. Bu ilkel mineraller, yaşamın kökeninde rol oynayan sonraki nesil minerallerin temelini oluşturdu. Yaşam mineralleri kabuk, diş ve kemikler için kullandığından, yaşamın ve minerallerin evrimi iç içe geçmiştir.

Aslında, Güneş Sistemimizin başlangıcında yaklaşık 20 ile başlayan Dünya minerallerinin sayısı, 4,5 milyar yıl boyunca giderek daha karmaşık hale gelen fiziksel, kimyasal ve nihayetinde biyolojik süreçler sayesinde bugün neredeyse 6.000’e ulaşmaktadır.

Yıldızlar söz konusu olduğunda makale, yalnızca iki ana elementin (hidrojen ve helyum) büyük patlamadan kısa bir süre sonra ilk yıldızları oluşturduğunu belirtiyor. Bu ilk yıldızlar, yaklaşık 20 daha ağır kimyasal element oluşturmak için hidrojen ve helyum kullandılar. Ve yeni nesil yıldızlar bu çeşitliliğin üzerine inşa ederek neredeyse 100 element daha ürettiler.

–    Araştırmanın lideri Carnegie Science’tan ortak yazar Robert M. Hazen:

“Charles Darwin, bitkilerin ve hayvanların doğal seçilim yoluyla evrimleşme biçimini, bireylerin birçok varyasyonu ve özelliği ve birçok farklı konfigürasyonla birlikte etkili bir şekilde ifade etti..

Darwin teorisinin çok daha büyük bir doğa olayının çok özel, çok önemli bir örneği olduğunu iddia ediyoruz. İşlev seçiminin evrimi yönlendirdiği fikri, yıldızlar, atomlar, mineraller ve birçok konfigürasyonun seçici baskıya maruz kaldığı diğer birçok kavramsal olarak eşdeğer durum için de aynı şekilde geçerlidir.

Ortak yazarların kendileri benzersiz, çok disiplinli bir yapılanmayı temsil ediyor: üç bilim felsefecisi, iki astrobiyolog, bir veri bilimci, bir mineralog ve bir teorik fizikçi.

Dr. Wong şöyle diyor: “Bu yeni makalede, Darwinci evrimi ‘modifikasyonla türeyiş’in ayrıntılarına dayanan evrimi en geniş anlamıyla – zaman içindeki değişim – ele alıyoruz..

Evren atomların, moleküllerin, hücrelerin vb. yeni bileşimlerini üretiyor. Kararlı olan ve daha da fazla yeniliğe yol açabilen bu bileşimler gelişmeye devam edecek. Hayatı evrimin en çarpıcı örneği yapan da budur ama evrim her yerdedir.”

Pek çok çıkarımın yanı sıra makale şunu da sunuyor:

Farklı sistemlerin nasıl farklı derecelerde gelişmeye devam edebileceklerini anlamak. Gelişen bir sistemin ne kadar karmaşık hale gelebileceğinin ölçütü olarak “potansiyel karmaşıklık” veya “gelecekteki karmaşıklık” önerildi..

Bazı sistemlerin evrim hızının yapay olarak nasıl etkilenebileceğine dair bilgiler. İşlevsel bilgi kavramı, bir sistemdeki evrim hızının en az üç yolla artırılabileceğini öne sürmektedir: (1) etkileşimde bulunan etmenlerin sayısını ve/veya çeşitliliğini artırarak, (2) sistemin farklı konfigürasyonlarının sayısını artırarak. sistem; ve/veya 3) sistem üzerindeki seçici basıncı artırarak (örneğin, kimyasal sistemlerde daha sık ısıtma/soğutma veya ıslatma/kurutma döngüleri ile).

Evrendeki karmaşık olayların yaratımının ve varlığının ardındaki üretici güçlerin ve bunları tanımlamada bilginin rolünün daha derin anlaşılması

Yaşamın diğer karmaşık gelişen sistemler bağlamında anlaşılması. Yaşam, diğer karmaşık gelişen sistemlerle bazı kavramsal eşdeğerlikleri paylaşıyor, ancak yazarlar gelecekteki bir araştırma yönüne işaret ederek yaşamın işlevsellik hakkındaki bilgiyi nasıl işlediğine dair farklı bir şey olup olmadığını soruyor (ayrıca bkz. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif ) .2022.0810 )..

Başka yerlerde yaşam arayışına yardımcı olmak: Eğer yaşam ve cansızlık arasında işlev seçimiyle ilgili bir sınır varsa, astrobiyolojik araştırmalarda bu biyotik ayrım çizgisini ayırt etmemizi sağlayan “yaşam kurallarını” tanımlayabilir miyiz? (Ayrıca bkz . https://conta.cc/3LwLRYS , “Mars’ta Yaşam Var mıydı? Diğer Gezegenler? Yapay Zekanın Yardımıyla Yakında Bilebiliriz”)

Gelişen yapay zeka sistemlerinin artan bir endişe kaynağı olduğu bir zamanda, hem doğal hem de sembolik sistemlerin nasıl geliştiğini karakterize eden tahmine dayalı bir bilgi yasası özellikle memnuniyetle karşılanmaktadır.

Doğa yasaları – hareket, yerçekimi, elektromanyetizma, termodinamik – vb. çeşitli makroskobik doğal sistemlerin uzay ve zaman boyunca genel davranışını kodlar.

Bugün yayınlanan “işlevsel bilginin artması yasası”, yalıtılmış bir sistemin entropisinin (düzensizliğinin) zamanla arttığını (ve ısının her zaman daha sıcak nesnelerden daha soğuk nesnelere doğru aktığını) belirten termodinamiğin 2. yasasını tamamlıyor..

Please follow and like us: