Yaşamak İçin Oksijene İhtiyaç Duymayan İlk Hayvan Türü Keşfedildi!

Evren ve evrendeki deneyimlerimizle ilgili bazı gerçekler değişmez görünüyor. Gökyüzü yukarıda. Yerçekimi çok kötü. Hiçbir şey ışıktan daha hızlı gidemez. Çok hücreli organizmalar yaşamak için oksijene ihtiyaç duyar. Şey... Sonuncuyu yeniden düşünmemiz gerekebilir.

Bilim insanları, denizanası benzeri bir parazitin, mitokondriyal genomu olmadığını keşfettiler - bu parazit, böyle bir eksikliğe sahip olduğu bilinen tek çok hücreli organizma. Bu, nefes almadığı anlamına geliyor; hayatını tamamen oksijene bağlı olmadan yaşıyor.

Bu keşif, yalnızca Dünya'daki yaşamın işleyişine dair anlayışımızı değiştirmiyor; dünya dışı yaşam arayışı konusuna da etki ediyor.

Yaşam, yaklaşık 1.45 milyar yıl önce oksijeni -yani solunumu- metabolize etme yeteneğini geliştirmeye başladı. Büyük yapılı bir arkebakteri, daha küçük bir bakteriyi yuttu. Bakterinin yeni ''evi'', bir şekilde, her iki taraf için de yararlıydı ve böylece ikisi birlikte kaldı. Bu simbiyotik ilişki, iki organizmanın birlikte evrilmesine yol açtı ve birbirlerinin içine yerleşmiş bu bakteriler, mitokondri adı verilen organellere dönüştü. Vücudumuzda kırmızı kan hücreleri hariç tüm hücrelerde çok sayıda mitokondri bulunur ve bunlar solunum süreci için gereklidir.

Çok hücreli organizmaların hücresel süreçlere güç verme amacıyla kullandığı adenosin trifosfat (ATP) molekülünü üretmek için oksijeni parçalarlar. Bazı organizmaların düşük oksijenli veya hipoksik koşullarda gelişmesine izin veren adaptasyonlar olduğunu biliyoruz. Bazı tek hücreli organizmalar, anaerobik metabolizmaya sahip olmak için mitokondriye bağlı organeller geliştirdi; ancak, özellikle anaerobik çok hücreli organizmaların olasılığı, bazı bilimsel tartışmaların konusu olmuştur. Bu durum, İsrail'deki Tel Aviv Üniversitesi'nden Dayana Yahalomi liderliğindeki bir araştırmacı ekibin, Henneguya salminicola adlı sıradan bir somon parazitine bir kere daha bakmaya karar vermesine kadar sürdü.

Bu, mercanlar, denizanaları ve denizşakayıkları ile aynı filuma ait bir sölenter (Cnidaria). Balığın etinde oluşturduğu kistler hoş olmasa da, parazitler zararlı değil ve tüm yaşam döngüsü boyunca somon balığı ile yaşıyorlar. Konakçının içine sıkışmış küçük sölenter, ağır hipoksik koşullarda hayatta kalabiliyor. Ama bunu tam olarak nasıl yaptığını, parazitin DNA'sına bakmadan bilmek zor; ki araştırmacılar da bunu yaptı.

H. salminicola'yı yakından incelemek için derin sekanslama ve floresan mikroskobu kullandılar, ve mitokondriyal genomunu kaybettiğini fark ettiler. Parazit aynı zamanda aerobik solunum kapasitesini ve mitokondriyi kopyalama ve çoğaltmaya yarayan nükleer genlerin de neredeyse tamamını kaybetmişti.

Tek hücreli organizmalar gibi, mitokondriye bağlı organeller de geliştirmişti; fakat bu organeller olağan dışıydı, iç zarlarında hiç görülmemiş kıvrımlara sahiplerdi. Parazitle yakın akraba olan sölenter balık paraziti Myxobolus squamalis'te, aynı sekanslama ve mikroskopik yöntemler kontrol olarak kullanıldı ve açıkça bir mitokondriyal genom görüldü. Bu sonuçlar gezegenimizde, nihayet, hayatta kalmak için oksijene ihtiyaç duymayan çok hücreli bir organizmanın olduğunu gösteriyor.

Tam olarak nasıl hayatta kaldığı hala bir gizem. Konakçıdan adenozin trifosfat (ATP) sömürüyor olabilir, ancak bu henüz kesin değil. Fakat bu eksiklik, bu canlılardaki genel bir eğilimle oldukça tutarlı - genetik basitleştirmelerden biri. Çok uzun yıllar boyunca, özgür yaşayan bir denizanası atasından, bugün gördüğümüz çok daha basit yapılı parazite dönüştüler.

Denizanasının asıl genomunun çoğunu kaybettiler, ancak, garip bir şekilde, denizanası sokma hücrelerine benzeyen karmaşık bir yapıyı korudular. Bu hücreleri sokmak için değil, konakçılarına yapışmak için kullanıyorlar: özgür yaşayan denizanasının ihtiyaçlarından parazitin ihtiyaçlarına bir evrimsel adaptasyon. Onları yukarıdaki resimde görebilirsiniz, gözlere benzeyen yapılar onlar.

Keşif, balıkçılığın parazitle başa çıkması için bazı stratejiler uyarlamasında yardımcı olabilir; insanlar için zararsız da olsa, kimse küçük, garip denizanaları ile dolu somon balıkları satın almak istemez. Ama aynı zamanda, yaşamın nasıl işlediğini anlamamıza yardımcı olan önemli bir keşif. Araştırmacılar, Şubat 2020'de yayınlanan makalelerinde şöyle yazdılar:

Keşifimiz, anaerobik ortama adaptasyonun tek hücreli ökaryotlara özgü olmadığını, çok hücreli, parazitik hayvanlarda da geliştiğini doğruluyor. Bu nedenle H. salminicola, aerobikten, özel anaerobik metabolizmaya evrimsel geçişi anlama fırsatı sunuyor.

Araştırma, PNAS dergisinde yayınlandı.