Həyat Üçün Elementlər


“Təbiət qanunlarının gördüyümüz kainatı meydana gətirmək üçün necə də fövqəladə şəkildə tənzimləndiyini gördüyünüz vaxt kainatın öz-özünə meydana gəlmədiyini, arxasında bir məqsədin olmalı olduğunu görürsünüz”.  İngilis fiziki Con Polkinhorn 84

Bura qədər yaşadığımız kainatın bütün fiziki tarazlığının bizim həyatımız üçün xüsusi olaraq tənzimlənmiş olduğunu araşdırdıq. Kainatın ümumi quruluşunun, planetimizin bu kainatdakı yerinin, onun fiziki xüsusiyyətlərinin, havanın, işığın və suyun, tam olaraq bizim ehtiyac duyduğumuz xüsusiyyətlərə sahib olduqlarını gördük. Lakin bir də bütün bunlardan savayı, sahib olduğumuz bədəni meydana gətirən elementləri də araşdırmalıyıq. Əlimizi, gözlərimizi, saçımızı, ağciyərlərimizi təşkil edən və ya bizə qida təmin edən bütün canlıları, bitkiləri, heyvanları, ağacları, quşları təşkil edən elementlər də, xüsusi yaradılmış təməl elementlərdir.

Fizik Robert Klarkın: “Yaradıcı həyatın yaradılması məqsədiylə istifadə olunmaq üçün xüsusi hissələr yaratmışdır” şəklindəki sözüylə 85 ifadə etdiyi kimi, Allah həyatın təməl elementlərini çox xüsusi və üstün xüsusiyyətlərlə yaratmışdır.

Bu təməl elementlərin ən mühümü isə karbondur.

Karbonun Quruluşu

Karbon atomu doğada genellikle grafit halinde bulunur. Ancak bu kara madde, diğer atomlarla birleştiğinde ortaya olağanüstü derecede farklı maddeler çıkarır. Canlı bedenlerini oluşturan malzeme, karbonun diğer birkaç element ile kurduğu bu bağlardır.

Əvvəlki hissələrdə dövri cədvəldə altıncı yerdə yerləşən karbonun qırmızı nəhəng adlandırılan böyük ulduzlarda nə qədər fövqəladə proses nəticəsində əmələ gətirildiyini araşdırmışdıq. Karbonun bu qədər fövqəladə şəkildə əmələ gəlməsini kəşf edən Fred Hoylun: “ulduzların daxilində həyata keçiridikləri nəticələrə baxılarsa fizika qanunları şüurlu surətdə nizamlanmışdır” dediyinə də şahid olmuşduq. 86

Karbonu araşdırdığımız vaxt bu atomun təkcə əmələ gəlməsinin deyil kimyəvi xüsusiyyətlərinin də tənzimləndiyi görərik.

Karbon təbiətdə saf halda iki müxtəlif formada mövcuddur, belə ki, qrafit və ya almaz olaraq. Amma etdiyi birləşmələr çox müxtəlif maddələr meydana gətirir. Hüceyrə membranından ağac qabığına, göz büllurundan maral buynuzlarına, yumurta ağından ilan zəhərinə qədər olduqca fərqli olan üzvi maddələrin hamısı karbon əsaslı birləşmələrdən ibarətdir. Karbon: hidrogen, oksigen və azot atomlarıyla müxtəlif həndəsi formalarda birləşərək olduqca müxtəlif maddələr əmələ gətirir.

Karbon birləşmələrinin bəziləri yalnız bir neçə atomdan meydana gəldiyi halda, bəzilərində minlərlə hətta milyonlarla atom var. Təkcə karbon atomları bu qədər uzun və daimi birləşmələr əmələ gətirirlər. Devid Berninin “Həyat” (“Life”) adlı kitabında qeyd olunduğu kimi: “karbon, çox qeyri-adi bir elementdir… Karbon və onun bu qeyri-adi xüsusiyyətləri olmasaydı dünyada həyatın olması qeyri-mümkün olardı”. 87

İngilis kimyagər Nevil Sicvik “Kimyəvi elementlər və birləşmələr” (“Chemical Elements and Their Compounds”) başlıqlı kitabında karbon haqqında bunları yazır:“Karbon edə bildiyi birləşmələrin sayı və müxtəlifliyi cəhətdən, digər elementlərdən tamamilə fərqlənən özünəxüsusi quruluşdadır. İndiyə qədər karbonun yarım milyondan çox müxtəlif birləşməsi ayırd edilmiş və adlandırılmışdır. Lakin, bu belə karbonun gücü haqqında çox qeyri-kafi məlumat verir, çünki karbon bütün canlı maddələrin bünövrəsini meydana gətirir”.88

Həyatın karbon əvəzinə başqa bir elementə əsaslanması isə fiziki və kimyəvi xüsusiyyətlərdən ötrü qeyri-mümkündür. Bir vaxtlar karbona alternativ olaraq ortaya atılan silikonun etibarsız namizəd olduğu isə artıq məlum olmuşdur. Sicvik: “həyatın təməli olaraq, silikonun karbonun yerini tutacağı bir dünya düşüncəsinin qeyri-mümkün olduğundan artıq əmin olacaq qədər məlumata sahibik” deyirdi. 89

Kovalent Rabitələr

Metan qazının quruluşu: Ortadakı karbon atomunun ətrafına dörd ayrı hidrogen atomu bağlı.

Karbon üzvi birləşmələri yaratmaq üçün başqa atomlarla birləşdiyi vaxt atomlar arasında yaradılan rabitə “kovalent rabitə” adlandırılır. Kovalent rabitə iki atomun elektronlarını bölüşmələri ilə yaradılır.

Elektronlar atom nüvələrinin ətrafında müəyyən orbitlərdə yerləşirlər. Nüvəyə ən yaxın orbitdə yalnız iki elektron yerləşə bilər. Növbəti orbit səkkiz elektron qəbul edər. Daha sonrakı 18 elektron qəbul edər və bu beləcə davam edər. Maraqlı budur ki, atomlar, orbitlərindəki elektron saylarını tamamlamağa çalışırlar. Məsələn, ikinci orbitində 6 elektron olan oksigen, bu orbitə iki elektron da əlavə edib sayı 8-ə çatdırmaq istəyər. Atomlar niyə belə etməyə çalışdıqları sualını cavablandırmaq mümkün olmur, lakin bu olmasa canlı orqanizmlərin mövcud ola bilməyəcəyi aydındır.

Kovalent rabitələr atomların bu “orbit tamamlama” istəyi sayəsində yaradılır. Hər ikisi də, yəni orbitlərini tamamlamaq istəyən iki fərqli atom, elektronlarını bölüşərək bu tamamlama prosesini həyata keçirir. Məsələn, suyu (H2O) meydana gətirən iki hidrogen və bir oksigen atomu, kovalent rabitə yaradarlar. Oksigen, iki hidrogendəki bir elektronu bölüşərək ikinci orbitindəki elektron sayını 8-ə çatdırar. Hidrogenlərin hər biri də, oksigenin elektronlarından birini alaraq öz orbitlərindəki elektron sayını ikiyə tamamlayar.

Karbon da məhz bu cür kovalent rabitələr yaradaraq çox müxtəlif maddələr əmələ gətirər. Metan bunlardan biridir. Metan dörd ayrı hidrogen atomunun karbonla kovalent rabitə yaratması sayəsində meydana gələr. Karbonun atom sayı (6) oksigenin atom sayından (8) iki vahid az olduğu üçün, karbon iki əvəzinə dörd hidrogenlə rabitə yaradar.

Lakin karbon, başda ifadə etdiyimiz kimi, çox sayda rabitələr yaradar. Karbonun təkcə hidrogenlə yaratdığı müxtəlif rabitələr “karbohidrogenlər” kimi tanınan böyük qrupu meydana gətirər. Bu böyük qrup daxilində isə təbii qaz, maye neft, neft, kerosin və maşın yağları var. Etilen və propilen kimi tanınan karbohidrogenlər isə neft-kimya sənayesinin əsasıdır. Başqa karbohidrogenlər benzol, toluol və skipidar kimi birləşmələr meydana gətirər. Pal-paltarımızı güvələrdən qorumaq üçün şkaflara qoyduğumuz naftalin isə digər bir karbohidrogendir. Xlor və ya flüorla birləşən karbohidrogenlər isə anesteziya maddələri, yanğın söndürücülər və soyuducularda istifadə edilən freon kimi fərqli maddələr əmələ gətirirlər.

Zeytun yağı, ət və ya şəkər kimi fərqli maddələr karbon, hidrogen, oksigen və ya azot atomlarının fərqli quruluşdakı birləşmələrindən meydana gəlir.

Karbonun hidrogen və oksigenlə yaratdığı kovalent rabitələr isə çox sayda müxtəlif maddələr əmələ gətirər. Bunlar arasında etanol və propanol kimi spirtlər, aldehidler, ketonlar və yağ turşuları var. Eləcə də, karbon, hidrogen və oksigen birləşmələrindən meydana gələn çox mühüm iki maddə isə yediyimiz qidalardakı enerjini təmin edən qlükoza və fruktozadır. Ağacın sərt maddəsini və kağızın xammaddəsini meydana gətirən sellüloza, bal mumu, sirkə və qarışqa turşusu kimi maddələrin hər biri, yenə karbonun hidrogen və oksigenlə yaratdığı kovalent rabitələr sayəsində meydana gəlir.

Karbon hidrogen, oksigen və azot atomları ilə rabitələr yaratdıqda isə bu dəfə də, yenə çox əhəmiyyətli birləşmələr əmələ gələr. Bu birləşmələrin başında, bədənimizin təməl elementi olan zülalları əmələ gətirən amin turşuları gəlir. DNT-ni meydana gətirən nükleotidlər də, yenə karbon, hidrogen, oksigen və azot birləşməsindən meydana gələn molekullardır.

Bir sözlə karbon atomunun yaratdığı kovalent rabitələr, həyatın mövcud ola bilməsi üçün, mütləq lazım gələn şərtlərdən biridir. Əgər karbon oksigen, azot və hidrogenlə kovalent rabitələr yaratmasa, həyatdan bəhs etmək qeyri-mümkün olar.

Su və Metan: Kovalent rabitələrin iki fərqli nümunəsi
Yuxarıdakı su moleykulu iki hidrogen və bir oksigen atomu arasındakı kovalent rabitə ilə qurulub.Aşağıdakı metan moleykulu isə dörd hidrogen atomunun bir karbon atomu ilə kovalent rabitə qurması ilə meydana gəlib.

Karbonun bu rabitələri yarada bilməsini təmin edən şey isə onun, kimyaçıların “metastabil” adlandırdıqları xüsusiyyətindən irəli gəlir. Tanınmış biokimyaçı C.B.S. Holdeyn bu xüsusiyyəti belə açıqlayır:“Bir molekulun metastabil olması onun müəyyən çevrilmə vaxtı sərbəst enerji yarada bilməsi, lakin istilik, radiasiya və ya müəyyən katalizatorla birləşmə vəziyyətlərini çıxmaq şərtilə sabit vəziyyətdə qala bilməsi deməkdir”.90

Bu texniki tərif karbon atomunun çox özünəməxsus quruluşa sahib olduğu deməkdir. Bu xüsusi quruluş sayəsində karbon əsasən çox asanlıqla kovalent rabitə yarada bilir.

Lakin burada çox maraqlı bir xüsus var. Karbonun həyat üçün zəruri olan “metastabil” xüsusiyyəti yalnız çox kiçik temperatur intervalı üçün qüvvədədir. Temperatur 100 ⁰C-ni keçdikdə karbon birləşmələri olduqca qeyri-stabil hal alır.

Bunu hamımız gündəlik həyatımızda müşahidə edərik. Əti bişirərkən etdiyimiz şey, əslində, karbon birləşmələrinin quruluşunu dəyişdirməkdir. Lakin mühüm bir xüsusa diqqət yetirilməlidir: bişən ət, artıq tamamilə “ölü” vəziyyətə gəlir, yəni canlı orqanizmlərdə istifadə olunan quruluşundan fərqlənməyə başlayır. Necə ki, əksər karbon birləşmələri 100 ⁰C-dən yüksək temperaturda korlanırlar. Vitaminlərin böyük hissəsi dərhal parçalanır. Şəkərlər eyni şəkildə quruluş dəyişikliyinə məruz qalır və qida dəyərlərini itirirlər. Bir qədər də yüksək temperaturda, məsələn, 150⁰ C-də, karbon birləşmələri yanmağa başlayır.

Yəni karbon birləşmələrinin kovalent rabitələr yaradıb bu rabitələri daimi qoruya biləcəkləri temperatur intervalının yuxarı sərhədi, 100 ⁰C-ni keçməz. Aşağı sərhəd isə 0 ⁰C-dir. 0 ⁰C-dən aşağı temperaturda isə üzvi biokimyanın varlığı qeyri-mümkün olur.

Lakin digər birləşmələr belə deyil. Qeyri-üzvi maddələrin əksəriyyəti temperatur dəyişmələrindən bu şəkildə təsirlənmirlər. Bunu görmək üçün bir parça ətlə yanaşı, bir qədər metal, şüşə və ya daş qoyub bu qarışığı qızdıra bilərsiniz. İstilik artdıqca ətin quruluşunu dəyişdirdiyini, qarardığını və sonunda siə, yandığını görəcəksiniz. Lakin metal, şüşə və ya daş üçün, istiliyi yüzlərlə dərəcə artırsanız da, onlara heç nə olmaz.

Diqqət edirsinizsə, karbon birləşmələrinin kovalent rabitələri yaratmaq və qorumaq üçün ehtiyac duyduqları temperatur intervalı, tam olaraq Yer kürəsində mövcud olan temperatur intervalıdır. Halbuki daha əvvəl də ifadə etdiyimiz kimi, kainatdakı temperatur göstəriciləri, ən isti ulduzlardakı milyardlarla dərəcəlik temperaturla, “mütləq sıfır” nöqtəsi olan -273,15 ⁰C arasında dəyişə bilər. Lakin insan üçün yaradılmış yer kürəsi tam olaraq həyatın təməl elementi olan karbon birləşmələrinin ehtiyac duyduğu kiçik temperatur intervalına malikdir.

Daha da diqqətçəkici xüsus isə eyni temperatur intervalının suyun maye halında olduğu yeganə temperatur intervalı olmasıdır. Əvvəlki fəsildə araşdırdığımız kimi, həyatın əsas şərtlərindən biri olan su tam olaraq karbon birləşmələrinin ehtiyac duyduğu temperatura ehtiyac duyur. Belə bir uyğunluğu zəruri edən bir təbiət qanunu isə yoxdur. Bu, suyun, karbonun və yer kürəsinin xüsusiyyətlərinin bir-birlərinə uyğun şəkildə yaradıldığının əlamətidir.

Zəif Rabitələr

1. Kovalent rabitə: Atomlar bir-birləri ilə möhkəm bağlanıb. 2. Zəif rabitə: Atom zənciri fərqli nöqtələrdən bir-birinə üç boyutda bağlanıb
a. Zəif rabitə

Canlı bədənlərindəki atomları bir yerdə saxlayan yeganə rabitələr kovalent rabitələr deyil. Başqa bir rabitə daha var. Fərqli növləri olan bu rabitələr birlikdə “zəif rabitələr” adlandırılır.

Zəif rabitələr, kovalent rabitələrdən təxminən iyirmi qat daha zəifdir. Amma üzvi kimya üçün çox böyük əhəmiyyətə malikdirlər. Canlı bədənlərinin təməl elementi olan zülallar, mürəkkəb üç ölçülü formalarına zəif rabitələr sayəsində sahib olurlar.

Bunu izah etmək üçün zülalların quruluşuna toxunulmalıdır. Zülallar əsasən “amin turşusu zəncirləri” kimi tanınır. Bu düzgün tərifdir, lakin qeyri-kafidir. Çünki “amin turşusu zənciri” tərifi boyunbağındakı mirvari dənələri kimi ardıcıl düzülmüş iki ölçülü düzülüşü xatırladır. Lakin zülalları əmələ gətirən amin turşuları, bir ağacın müxtəlif budaqlarındakı yarpaqların mövqeyi kimi üç ölçülü formaya sahibdirlər.

Kovalent rabitələr amin turşularını əmələ gətirən atomları bir yerdə saxlayarlar. Zəif rabitələr isə amin turşularını lazımi üç ölçülü forma üçün birləşdirərlər. Zəif rabitələr olmasa zülallar mövcud ola bilməz. Zülalların olmadığı bir mühitdə isə canlı aləmindən danışıla bilməz.

İşin qəribə tərəfi isə zəif rabitələrin də ehtiyac duyduqları temperatur intervalının eynilə kovalent rabitələr kimi yenə Yer üzündə mövcud olan temperatur intervalı olmasıdır. Halbuki zəif rabitələrlə kovalent rabitələrin quruluşları bir-birindən tamamilə fərqlidir, eyni temperatura ehtiyac duymalarını tələb edən heç bir normal səbəb yoxdur. Buna baxmayaraq, hər iki rabitə sinfi də eyni temperatur intervalında qurula bilər. Əgər kovalent rabitələrlə zəif rabitələr müxtəlif temperatur intervallarında yaransaydılar yenə zülallar yaradıla bilməzdi.

Karbon atomunun fövqəladə xüsusiyyətləri ilə əlaqədar araşdırdığımız bütün bu məlumatlar, həyatın əsas vəsaiti olan bu atomla, həyatın digər bir əsas vəsaiti olan su və həyatın məskəni olan Yer planeti arasında çox böyük uyğunluq olduğunu göstərir. Maykl Denton “Təbiətin taleyi” adlı kitabında bu həqiqəti belə vurğulayır:Kainatdakı böyük temperatur intervalı arasında təkcə kiçik bir temperatur intervalı vardır ki, bu intervalda 1) maye halındakı suya, 2) metastabil xüsusiyyətinə malik çoxlu bol və müxtəlif üzvi birləşmələrə və 3) mürəkkəb molekulların üç ölçülü formalarını daimi edən zəif rabitələrə sahibik.91

Bu kiçik temperatur intervalı isə bir qədər əvvəl ifadə etdiyimiz kimi, məlum olan bütün göy cisimləri arasında yalnız Yer kürəsində mövcuddur. Üstəlik, həyatın iki mühüm təməl elementi olan karbon və su, Yer kürəsində olduqca bol miqdarda mövcuddurlar.

Bütün bunlar, karbon atomunun və onun fövqəladə xüsusiyyətlərinin həyat üçün xüsusi olaraq meydana gətirildiyini, Yer kürəsi planetinin isə karbon əsaslı həyat üçün xüsusi olaraq yaradıldığını göstərir.

84. “Science Finds God”, Newsweek, 27 iyul 1998

85. Robert E. D. Clark, The Universe: Plan or Accident?, London, Paternoster Press, 1961, səh. 98

86. Fred Hoyle, Religion and the Scientists, London: SCM, 1959; M. A. Corey, The Natural History of Creation, Maryland: University Press of America, 1995, səh. 341

87. David Burnie, Life, Eyewitess Science, London: Dorling Kindersley, 1996, səh. 8

88. Nevil V. Sidgwick, The Chemical Elements and Their Compounds, vol 1. Oxford: Oxford University Press, 1950, səh. 490

89. Nevil V. Sidgwick, The Chemical Elements and Their Compounds, vol 1., səh. 490

90. J. B. S. Haldane, “The Origin of Life”, New Biology, 1954, vol. 16, səh. 12

91. Michael Denton, Nature’s Destiny, səh. 115-116

Bir cavab yazın

Sistemə daxil olmaq üçün məlumatlarınızı daxil edin və ya ikonlardan birinə tıklayın:

WordPress.com Loqosu

WordPress.com hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Google foto

Google hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Twitter rəsmi

Twitter hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

Facebook fotosu

Facebook hesabınızdan istifadə edərək şərh edirsinz. Çıxış /  Dəyişdir )

%s qoşulma