Selüloz Sindirimi ve Apandiks İlişkisi

Yazdır Selüloz Sindirimi ve Apandiks İlişkisi

Sayfamız okurlarından Sn. Aytekin Demirci bize şöyle bir soru yöneltti:

 

 

Merhabalar Evrim Ağacı, sorum şöyle:

 

İnsanda ß(1->4) endoglukozidaz bulunmadığı için, insan metabolizmasında selüloz sindirimi gerçekleşmemekte. Fakat alfa(1->4) endoglukozidazlarımız sayesinde nişasta bağlarını kırabilmekteyiz. İki şeker türü arasındaki tek fark yalnızca anomerik hidroksil gruplarının konfigürasyonuyken ve her ikisini de evrimsel süreç boyunca diyetle almamıza rağmen nasıl olur da yalnızca birini sindiribilecek enzim türü evrimleştirebilmişiz?

 

Evrim Ağacı olarak kendisine şöyle bir cevap vermek istiyoruz:

 

Sayın Aytekin Demirci,

 

Çok güzel bir soru sormuşsunuz, elimizden geldiğince yardımcı olmaya çalışalım.

 

Bildiğiniz gibi selüloz da, nişasta da glikoz moleküllerinin uç uca farklı şekillerde (konfigürasyonlarda) bağlanmasıyla elde edilir. Nişastada bağlar alfa tipiyken, selülozda beta tipindedir. Bu, aradaki büyük farkı yaratmaktadır. Bu farktan ötürü, nişastadaki glikoz molekülleri arası bağlar göreceli olarak oldukça zayıfken, selüloz, kimi durumda kitin ile kıyaslanacak kadar güçlü bağlara sahiptir.

 

Aslında enzimsel aktiviteye baktığımızda, çok öğretici bir durum görürüz: Enzimlerin, elbette ki bir bilinci ya da düşüncesi yoktur, sıradan moleküller bütünüdür. Ancak ve ancak ortamda kendisine uygun moleküller varsa kimyasal tepkimeye girebilir ve çeşitli ürünler üretebilirler. Yapıtaşı tamamen aynı olan (glikoz) iki farklı dev molekül (nişasta ve selüloz), aynı enzimlerle sindirilemezler (daha doğrusu aynı enzimlerle kimyasal tepkimeye giremezler) çünkü bu moleküllerin diziliş biçimi, enzimlerin onları parçalayabilmesi (kimyasal tepkimeye girebilmesi) için uygun değildir. Aradaki dev farkı bu yaratır. Buradan çıkarmamız gereken ise şudur: Nişastayı sindirebilmek için gereken enzimler ile selülozu sindirebilmek için gereken enzimler birbirlerinden farklıdır ve vücutta ayrı ayrı üretilmeleri veya çeşitli yollarla (enjeksiyon veya simbiyotik yaşam gibi) vücut içerisine alınmaları gerekir. 

 

Peki, insan vücudunda nişastanın sindirimini sağlayan enzimler olduğunu biliyoruz, amilaz ve karaciğer enzimleri gibi. Peki ya selülozu sindiren enzimler var mıdır? Burada çok ilginç bir bilgi şudur: Çoğu primatta, özellikle de Yeni Dünya Maymunları ve genel olarak ağaçlarda yaşayan (arboreal) kuyruklu maymunlarda apandiks organı selülozu sindirmeye yarayan enzimleri salgılamaktadır. İnsanda ise apandiksten halen bu salgıların eser miktarda salgılandığı tespit edilmiş; ancak bunların selüloz sindirimi için gereken aktivasyon enerjisini aşmak konusunda aşırı yetersiz olduğu bulunmuştur. Çünkü apandiks, artık kullanılmayan ve evrimsel süreçte, evrim ekonomisi dahilinde körelmiş bir organdır ve Evrimsel Biyoloji'nin güzel unsurlarından biridir.

 

Kısacası apandiksin körelmesinin selüloz sindirememeye başlamamızla birebir ilgisi olduğu düşünülmektedir. Pekala, şimdi, sorunuza gelelim: Neden selüloz sindiren organımız köreldi de, nişastayı sindirmeye devam ettik?

 

Selüloz, bildiğiniz gibi bitkilerin hücre duvarlarında bulunan, kitinden sonra en güçlü kimyasallardan biridir. Bitkilerin hemen her yerinde bulunur; ancak oransal olarak baktığımızda depo işlevi gören kökler hariç köklerde, gövdede ve yapraklarda en bol bulunur. Ancak kimi zaman yapraklarda primer nişasta oranının artmasıyla ve hemen her zaman da bitki meyvelerinde bu oran göreceli olarak azalır, çünkü nişasta buralarda bol bol bulunmaktadır. Ancak yine de bitkinin meyveleri haricindeki pek çok bölgesindeki yoğunluklu molekül selülozdur. Meyveler ise yoğun nişasta depolarıdır.

 

Hominidler ve kuzenleri, daha doğrusu bu grupların ataları, bundan 23 milyon yıl kadar önce ağaçlardan inmeye başladıktan sonra, bitkilerin yeşil kısımlarına olan ilgilerini kaybetmişlerdir. Çünkü özellikle trikromatik görüşün (3 renkli görüş) evrimleşmeye başlaması ile meyvelerin renkleri daha net ayırt edilebilmeye başlanmış ve meyveler, diyetin büyük kısmını oluşturur hale gelmiştir. Hele ki hominid türleri vejeteryan beslenme tipinden ete dayalı beslenme tipine geçmeleriye, bitkilerin selüloz ağırlıklı bölgelerinin yenme oranları yok denebilecek kadar aza inmiştir. Günümüzde, yaprakları yemeyen pek çok primat vardır (bir kısmı selülozu yer ve apandisi veya simbiyotik yolla ilişki içerisinde olduğu bakteriler sayesinde sindirir). Avcı-toplayıcı ilkin kabileler, meyve tüketimini ve stoğunu sürdürmüş; ancak yaprakları yemeyi tamamen kesmiştir. Bu süreçte de selüloz sindirimi gereksiz bir hal almış ve bir süre sonra, gerekli enzimleri üreten organların körelmesiyle birlikte sonlanmıştır.

 

 

Günümüzdeki Primatlarda Apandiks'in Durumu

 

Tahmin edilebileceği gibi gibi primatların büyük çoğunluğunda kör bağırsak (caecum) ve apandiks bulunuyor. Hatta primatların evrimini sadece bu organın evrimine bakarak bile takip etmek belli bir dereceye kadar mümkün oluyor, o derece güzel bir evrim unsuru. Öyle ki, apandiks, kör bağırsaktan evrimleşmiş bir yapı ve bazı primatlarda kör bağırsak-apandiks karışımı, tam olarak diğer primatlardaki kadar farklılaşmamış "ara geçiş apandiksleri" bulabiliyoruz.

 

Apandiks, kör bağırsağın daralmış, kalınlaşmış, lenflerce zengin bir eki olarak karşımıza çıkmaktadır. İnsansıların hepsinde, istisnasız apandiks bulunmaktadır. İnsansılar haricindeki primatlarda da, hepsinde dorğudan apandikse benzemese de, az önce yaptığımız tanıma uygun apandiks-benzeri yapılar görebilmekteyiz. Kiminde ise apandiks doğrudan bulunmaktadır. Zaten günümüzdeki birçok türde, insan da dahil olmak üzere, kör bağırsağın nerede bitip, apandiksin nerede başladığını tespit etmek zordur, birbirinin devamı olarak evrimleşmiş yapılardır. Teknik konuşmak gerekirse, apandiks prosimiyenlerin çoğunda ve Yeni Dünya Maymunları'nda bulunmamaktadır ya da çok ilkin versiyonları bulunmaktadır. Buna karşılık, apandiksin yerini dolduran büyük bir kör bağırsağa sahiptirler. Eski Dünya Maymunları'nda ise apandiks net olarak ayırt edilebilmeye başlar. İnsansı maymunlarda ise apandiks iyice belirginleşir, özellikle de otlarla beslenen türlerde. İnsansılarda ise apandiksin kademeli olarak köreldiğini görmekteyiz.

Umarız açıklayıcı olmuştur.

 

Saygılarımızla.

ÇMB (Evrim Ağacı)


6 Yorum