Fevkalade Bir Keşif: Oksijensiz Yaşayabilen Bir Çok Hücreli
Evren ve içindeki deneyimlerimiz hakkındaki bazı gerçekler değişmez gibi görünüyor. Gökyüzü yukarıda. Yerçekimi aşağıda. Hiçbir şey ışıktan daha hızlı gidemez. Çok hücreli yaşamın yaşamak için oksijene ihtiyacı vardır. Ancak sonuncuyu yeniden düşünmemiz gerekebilir. Bilim insanları, denizanası benzeri bir parazitin mitokondriyal genomu olmadığını keşfettiler – bu yokluğa sahip olduğu bilinen ilk çok hücreli organizma. Yani nefes almıyor; aslında, yaşamını tamamen oksijene bağımlı olmadan yaşıyor. Bu keşif, sadece yaşamın burada Dünya’da nasıl çalışabileceğine dair anlayışımızı değiştirmiyor fakat dünya dışı yaşam arayışı için etkileri olabilir.
Hayat, bir zamanlar 1.45 milyar yıl önce oksijeni – yani solunumu – metabolize etme yeteneğini geliştirmeye başladı. Daha büyük bir arkeo daha küçük bir bakteriyi yuttu ve bir şekilde bakterinin yeni evi her iki taraf için de yararlıydı ve ikisi birlikte kaldı.
Bu simbiyotik ilişki, birlikte gelişen iki organizma ile sonuçlandı ve sonunda içine yerleşen bakteriler mitokondri adı verilen organeller haline geldi. Kırmızı kan hücreleri hariç vücudunuzdaki her hücrede çok sayıda mitokondri bulunur ve bunlar solunum süreci için gereklidir.
Çok hücreli organizmaların hücresel süreçlere güç vermek için kullandığı adenosin trifosfat adı verilen bir molekül üretmek için oksijeni parçalar. Bazı organizmaların düşük oksijenli veya hipoksik koşullarda gelişmesine izin veren uyarlamalar olduğunu biliyoruz. Bazı tek hücreli organizmalar, anaerobik metabolizma için mitokondriye bağlı organelleri geliştirdi; ancak sadece anaerobik çok hücreli organizmaların olasılığı bazı bilimsel tartışmaların konusu olmuştur. Bir gün İsrail’deki Tel Aviv Üniversitesi’nden Dayana Yahalomi liderliğindeki bir araştırmacı ekibi, Henneguya salminicola adlı ortak bir somon parazitine bir kez daha bakmaya karar verdi.
Mercanlar, denizanası ve anemonlarla aynı filuma ait bir cnidarian(sölentara). Balık etinde yarattığı kistler çirkin olsa da bu parazitler zararlı değildir ve tüm yaşam döngüsü boyunca somon ile yaşayacaktır. Ev sahibinin içine sıkışmış olan küçük cnidarian oldukça hipoksik koşullarda hayatta kalabilir. Ama tam olarak nasıl olduğunu, mahlukun DNA’sına bakmadan bilmek zordur – bu yüzden araştırmacıların yaptığı şey bu idi.
Oksijensiz Yaşayabilen Çok Hücreli Nasıl Keşfedildi?
H.salminicola ile ilgili yakın bir çalışma yürütmek için derin sekanslama ve floresan mikroskopisi kullandılar ve mitokondriyal genomunu kaybettiğini buldular. Ek olarak, aerobik solunum kapasitesini ve mitokondriyi kopyalamak ve çoğaltmakla ilgili genlerin neredeyse tamamını kaybetti. Tek hücreli organizmalar gibi, mitokondriye bağlı organelleri de geliştirdi, ancak bunlar da olağandışı – iç zarda genellikle görülmeyen kıvrımları var. Yakın ilişkili bir siyaniyen balık paraziti olan Myxobolus squamalis’de aynı sekanslama ve mikroskopik yöntemler bir kontrol olarak kullanıldı ve açıkça bir mitokondriyal genom gösterdi. Bu sonuçlar, burada, hayatta kalmak için oksijene ihtiyaç duymayan çok hücreli bir organizma olduğunu göstermektedir.
Tam olarak nasıl hayatta kaldığı hala bir gizem. Ev sahibinden adenozin trifosfat sülüğü yapabilir, ancak bu henüz belirlenemedi.
Orijinal denizanası genomunun çoğunu kaybettiler, ancak – garip bir şekilde – denizanası sokma hücrelerine benzeyen karmaşık bir yapıyı korudular. Bunları sokmak için değil, ev sahiplerine yapışmak için kullanıyorlar: özgür yaşayan denizanasının ihtiyaçlarından parazitlere evrimsel bir adaptasyon. Onları aşağıdaki resimde görebilirsiniz. Bunlar göze benzeyen tam olarak tarif edilemeyecek şeyler.
Keşif, balıkçılığın parazit ile başa çıkmak için stratejilerini uyarlamasına yardımcı olabilir; insanlar için zararsız olmasına rağmen, hiç kimse küçük garip denizanası ile dolu somon almak istemiyor. Ama aynı zamanda yaşamın nasıl işlediğini anlamamıza yardımcı olan bir keşif. Araştırmacılar, “Keşifimiz, anaerobik bir ortama adaptasyonun tek hücreli ökaryotlara özgü olmadığını, aynı zamanda çok hücreli, parazitli bir hayvanda da geliştiğini doğruladı.”
