Neden Solucanlar? Bilim İnsanlarının Bu Solucan Merakı Nereden Geliyor?

4 senelik doktora programımda, son derece görülmeye değer olan bir İsveç fiyortundaki deniz araştırma istasyonunu birçok kez ziyaret ettim. Neden birçok kez diye sorarsanız, burada küçük, çamura gömülmüş turuncu-kahverengi bir solucan türü yaşıyordu.

Bu sıkıcı gibi gözüken solucan araştırmam, arkadaşlarım tarafından alay konusu olmuştu; çünkü "solucan" deyince akıllarına ilk gelen şey, normal, şişman, pembemsi renkli solucanlardı. Bundan dolayı neden bahçedeki toprağı eşeleyerek elde edebileceğim bir hayvan için İsveç fiyortlarının donmuş çamurlarında gezdiğim merak konusuydu.

Fraser Simpson

Solucanlar, genelde küçük ve yumuşak vücut yapılarıyla bilinseler de aslında grupları içinde çok büyük çeşitliliğe sahiplerdir. Dünya'nın her yerinde, en az 1 solucan türü yaşamaktadır ve bazıları, inanılmaz dayanıklılık gerektiren, ekstrem koşullarda yaşarlar. Ortalama deniz suyundan 3 kat daha tuzlu göllerde, derin denizlerdeki hidrotermal bacalara kadar, her yerde! Bu aşamada "solucan" terimi, evrim ağacının bu geniş grubunun hepsini kapsayan bir şemsiye terim olarak kalmaktadır.

Bu çeşitlilik, farklı disiplinlerde araştırmalar yapan bilim insanlarını, farklı solucan türlerini incelemeye yönlendirmektedir. Örneğin benim fiyortta yaşayan Xenoturbella bocki türü solucanım, hayvan evrimini anlamak için çok önemli bir konuma sahip.

İlk bakışta solucanlar ve insanlar arasında çok az ortak noktası olduğunu düşünebilirsiniz; fakat birçok solucan türü, bilim insanlarına, biyolojik kökenlerimiz hakkında çokça bilgi vermektedir. Buna ek olarak solucanlar, insan sağlığı ve gelişimi için gerçekleştirilecek hücresel ve sistemsel araştırmalarda da büyük rol oynar.

Rejenerasyon (Yenilenme)

Eğer bizim kafamız koparsa, ne yazık ki yerine yeni bir kafa çıkmaz. Fakat eğer planarya olarak bilinen yassı solucanların kafasını kopartırsanız, sadece kafası kopan gövde yeni bir kafa üretmekle kalmaz, aynı zamanda gövdeden ayrılmış olan kafa da yeni bir gövde üretebilir. Bu bahtsız solucanları yüzlerce parçaya bölerseniz, yüzlerce yeni solucan elde edersiniz! Planaryalar, rejenerasyonun taçsız krallarıdır.

Sağlıklı bir yenilenmeyi başarmak için, yeni vücudu üretmek için gereken yönergeler ve malzemeler, yarattığınız yeni parçaların hepsinde bulunmalıdır. Bu yapı taşlarına neoblast adı verilir ve bu hücreler, yetişkin hücrelere dönüşebilme potansiyeli bulunan, solucanın vücudu boyunca yayılmış kök hücrelerdir.^[1]

Planarya rejenerasyonu, sürpriz uygulamaları da beraberinde getirdi. Bilim insanları, hangi genlerin neoblastları esnek durumda tuttuğunu tespit edebilir ya da rejeneratif süreçte onları spesifik hücre tiplerine dönüşmeleri için yönlendirebilirler. Tabii ki bu araştırmayla insan kafası oluşturmak (rejenerasyonu) amaçlanmıyor; fakat bu, yara iyileşimi veya kanser araştırmalarında yeni bir tedavi yaklaşımını mümkün kılabilir.^{[2], [3]}

Fosil Kaydı

Eğer talihsiz görünümlerine göre ödül verecek olsaydık, şüphesiz "Penis Solucanları" olarak adlandırılan Priapulida, açık ara farkla bu ödüle layık görülürdü. Bu görünümleri, onların yaşadıkları yumuşak tortuların içine girebilmelerini sağlayan, çok faydalı bir evrimsel adaptasyondur.

Bu davranış, ardında çok değerli bir miras da bıraktı: Bu hayvanların atalarına ait olan gömülü solucan fosilleri, Kambriyen Dönemi'ne ait en önemli fosil örneklerinden bazılarını içeriyor.^[3] Büyük hayvanların gruplarının ilk izleri 540 milyon yıl öncesine ait bu jeolojik döneme aittir. Eldeki kanıtlar, bu fosillerin, Priapulid tarzı solucanların yaşadıkları yumuşak tabakalara kendilerini gömerken bıraktıkları izler olduğunu gösteriyor.

Wikimedia Commons

Bu eski ataları nedeniyle, Priapulidleri "yaşayan fosiller" olarak tanımlayabiliriz. Onların gelişimlerini belirleyen genetik unsurları inceleyerek, günümüzde var olan solucanların antik atalarınınfarklı hücre tiplerini ve organlarını inceleme fırsatı veriyor. Buna örnek olarak, bilim insanları, modern Priapulidlerin bağırsaklarının nasıl geliştiğini inceleyerek, yüzlerce milyon yıl önce hayvanların bağırsaklarının gelişimsel sürecinin nasıl olduğunu ve nasıl şekillendiğini anlayabilirler. Sonrasında da farklı hayvanların bağırsaklarının, çevrelerine ve beslenme şekillerine bağlı olarak zaman içinde nasıl geliştiğini ve evrimleştiğini anlayabilirler.

Gözler Nereden Geliyor?

Charles Darwin'e göre bile gözlerin evrimi kavramsal bir problem idi: Bu kadar karmaşık bir yapı, doğal seçilim ile nasıl ortaya çıktı?

Solucan ve sülüklerle ortak atası bulunan Platynereis dumerilii denilen bir halkalı solucan (annelid), bunun nasıl olduğunu anlamamız yardımcı oluyor. Platynereis, Priapulidlere benzer şekilde yavaş evrim geçiriyor ve çok eski atalarımızdaki özellikleri bulmamız için bize bir pencere açmış oluyor.^[4]

Wikimedia Commons

Hayvanlar alemindeki en basit göze sahip canlılar, Platynereis larvalarıdır. Bu larvaların gözleri, ışığı algılayabilen bir fotoreseptörden ve bir pigment hücresinden oluşan iki hücreli bir yapıdan ibarettir. Ancak larva beyninde, omurgalıların gözünde de bulunan ek bir fotoreseptör türü de vardır. Bu, fotoreseptör türlerinin her ikisinin de atasal bir türde bir arada bulunduğunu göstermektedir.^[5] Bilim insanları, Platynereis'in bu hücreleri nasıl kullandığını araştırarak, hangi hücre türlerinin ve hücre devrelerinin omurgalı gözünü oluşturma sürecine dahil olduğunu tahmin etmeye çalışabilirler.

Solucanların dünyası, bahçenizdeki topraklardan çok daha ötesine uzanır. Muhtemelen dünyada yaşayan milyonlarca farklı tür solucan var. Bu yazıda ana hatları verilen örnekler, bu çeşitliliğin sadece küçük bir temsilidir ve bu bile, bu canlılarla ilgili araştırmaların ne kadar geniş bir yelpazeye yayılabileceğini göstermektedir.