Ay Biletinden Daha Nadir Mikropları Nasıl Bulduk?

Legendrea loyezae adlı bir mikrobu mikroskop altında görmektense Ay'a seyahat etme olasılığınız daha yüksektir. NASA'nın Apollo programı, 1968 ile 1972 yılları arasında Ay'a toplam 24 kişi gönderdi. Legendrea loyezae'yi, 1908'deki keşfinden yakın zamanda yayınlanan çalışmamıza kadar sadece dört kişi (biz dahil) buldu.

Maliyeti göz önünde bulundurursak, Ay'a seyahat eden insan sayısının az olması mantıklı geliyor. Ancak mikroskobik alana göz atmak için milyar dolarlık bir bütçeye gerek yok, sadece bir mikroskop ve onun önünde oturmaya istekli biri gerekiyor.

Son çalışmamız, 20 yeni mikrop türünün yanı sıra 100 nadir mikrop türünü ortaya çıkardı. Bulduğumuz her DNA örneği, evrim yapbozunun başka bir parçasını verir. Bilim insanları bu yapbozu bir organizmanın nasıl çalıştığını analiz etmek için kullanabilirler. Örneğin, bazı genler bir varlığın nasıl nefes aldığına dair ipucu verir. Ya da organizmanın hayat ağacındaki yeri hakkında bilgi verebilir.

 

Bu mikropları bu kadar az bilim insanının görmüş olmasının nedeni, yetersiz örneklemenin önemli bir sorun olmasıdır. Bu, çoğu araştırma ekibinin yalnızca birkaç, hatta yalnızca bir konumdan örnekler aldığı anlamına gelir.

İki yıl süren en son araştırmamız, 1000'den fazla örneğin toplanmasını ve araştırılmasını içeriyordu. Polonya, Varşova'daki göller ve göletlerden, Kuzey Denizi'ndeki deniz tortulları, İtalya ve Portekiz kıyılarındaki Akdeniz ve İngiltere'nin Dorset kentindeki tebeşir akarsularına kadar mikropları aradık. Ve karşılığını aldık: Nadir ve yeni olanlar dahil, 500'den fazla tür bulduk.

 

Mikrobiyoloji insanlık tarihidir

Dünya'daki ilk yaşam, suda insan gözünün göremeyeceği kadar küçük canlılar olarak ortaya çıktı ve milyarlarca yıl bu şekilde kaldı. Mikroplar her yerde yaşar. Su birikintilerinden okyanuslara kadar her yaşam alanında bulunabilirler. Ancak hala onlar hakkında bilmediğimiz çok şey var. Bu mikroskobik organizmalardan bazıları, basitten daha karmaşık varlıklara doğru evrildi ve sonunda etrafımızdaki tüm görünür yaşamı ortaya çıkardı. Diğerleri pek değişmedi ve küçük boyutlarını korudu.

Mikroorganizmalar, Dünya'daki ilk yırtıcılardı ve onların açgözlü iştahları, Dünya tarihinin ilk çağlarında daha karmaşık yaşamın evrimini yönlendirdi. Karmaşık yaşamın evriminden sonra mikroplar, daha büyük türler için besin olan kril ve plankton gibi diğer canlılar için ana besin kaynağı haline geldi. Besin zincirinin en altındaki organizmalar yok olursa, üstlerindeki diğer tüm parçalar da çökecektir.

Bunun zaman çizelgesi o kadar uzun ki, kavramak zor. Dünya'nın 4,5 milyar yıllık tarihini tek bir yıla sıkıştırsaydık, Ekim ayının sonuna kadar yaşam mikroskobik ölçekte var olurdu. İnsanlar yılın son 30 dakikasında ortaya çıkar ve mikropların varlığından yeni yıla üç saniyeden az bir süre kala haberdar olurduk.

Hayat ağacı, organizmaların birbirleriyle ilişkilerini haritalar.

 

Hayat Ağacı, organizmaların birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu gösterir. Buna baktığınızda, hayvanlar, bitkiler ve mantarların ökarya grubu içindeki küçük bir dal kümesiyle sınırlı olduğu, Dünya üzerindeki yaşamın çoğunun hala mikro ölçekte olduğunu görebilirsiniz. Diğer iki grubun, arkeler ve bakteriler, aksine ökarya üyeleri DNA'larını hücre çekirdeğinde depolar.

 

Mikroskobik nadirlik

Legendrea loyezae, ökarya'nın siliatlar dalındadır. Oksijen, Legendrea loyezae için öldürücüdür ve avını yakalamak için uzayan ve kısayan dokunaçlara sahiptir. Bilim insanları binlerce siliat türü keşfettiler.

Siliatlar su ortamlarında, topraklarda ince su tabakalarında ve hatta oksijenin olmadığı yerlerde yaşarlar. Yaşamları suya bağlı olsa da tekrar ıslanana kadar uykuda kalmak için koruyucu yapılar oluşturabilirler. Sadece tek bir hücreden oluşurlar ve yine de harika bir çeşitlilik gösterirler. Siliatların ilginç avlanma stratejileri vardır - bazı türler, spagetti gibi emdikleri siyanobakteri filamentlerini yemede uzmanlaşmıştır. Yüzebilirler. Diğerleri, kendini su altındaki yüzeylere tutturmak için bir sapı olan Vorticella dahil, yerleşik bir yaşam tarzına sahiptir.

Vorticella, kendini yüzeylere tutturmak için bir sapı olan bir siliat.

 

Bazı siliat türleri, diğer organizma gruplarıyla, simbiyoz olarak bilinen kalıcı, fiziksel ilişkiler kurar. Örneğin, alglerin fotosentez yoluyla ürettikleri şekeri yemek için yeşil algleri içlerinde barındırabilirler. Karşılığında, algleri daha büyük alg yiyicilerden ve virüslerden korurlar (evet, algler bile viral enfeksiyonlara yakalanabilir).

Loxodes rostrum, endosimbiyotik yeşil alg içeren bir siliat.

 

Bazı siliat türleri, özellikle iyi oksijenli ortamlarda, yoğun nüfuslu topluluklarda yaşar. Ancak diğerleri o kadar az sayılarda yaşar ki onları bulmak Everest Dağı büyüklüğünde bir samanlıkta bin iğne aramak gibidir.

Amacımız, bu nadir ve sıra dışı türlerden mümkün olduğu kadar çok bulmak. Türlerin ekolojisi hakkındaki bilgimizi ipucu olarak kullanıyoruz. Bir mikrobun karanlık, oksijensiz ortamlarda yaşamayı tercih ettiğini biliyorsak, onu oksijenin ve ışığın bol olduğu su yüzeyinde aramayız. Dört Legendrea loyezae bulmak için binlerce saat mikroskopla bakmamız gerekti, tutulan boyunlarımız ve ağrıyan sırtlarımız için fizyoterapiye harcadığımız küçük bir servetten bahsetmiyorum bile.

 

Mikroplar neden önemlidir

Görünmez mikroplardan bağımsız hissetmek kolaydır. Çoğumuz, gözümüzün algılayabileceği kadar büyütülmüş bir tanesini asla göremeyeceğiz. Ancak mikroplar hakkında bilgi sahibi olmak, tarihteki en önemli bilimsel keşiflerden bazılarının biçimlenmesine yardımcı oldu. Mikroplar, hayvan ve bitki hastalıklarına neden olarak can alır ve denizde su ürünleri çiftliklerini yok eden devasa alg patlamaları geliştirir.

Ancak onlarsız yaşayamazdık. Mikroplar, ekosistemlerimizin hayatta kalmasından ve kirlilik veya iklim değişikliği gibi hasarlardan sonra iyileşmelerinden sorumludur. Mikroorganizmalar olmadan gıda yetiştiremeyiz. Kanalizasyonumuzu temizlerler. Bazıları antibiyotik ve diğer ilaçlar üretebilir, diğerleri ise gıda üretimine katılır.

Bu yüzden mikrobiyal dünyayı keşfetmek sırt ağrısına değer.

 

Genoveva Esteban, Mikrobiyal Ekoloji Profesörü, Bournemouth Üniversitesi ve James Weiss, Araştırmacı, Mikrobiyoloji, Bournemouth Üniversitesi

Bu makale The Conversation'da yayınlanmıştır.