Yaşamak İçin Oksijene İhtiyacı Olmayan İlk Hayvan Bulundu

2020'de bilim insanları mitokondriyal genomu olmayan denizanası benzeri bir parazit keşfetti- bu tür bir eksikliğe sahip ilk çok hücreli organizma. Bu, nefes almadığı anlamına geliyor; aslında, hayatını tamamen oksijene bağımlı olmadan yaşıyor.

Bu keşif sadece Dünya'da yaşamın nasıl işlediğine dair anlayışımızı değiştirmekle kalmıyor, aynı zamanda dünya dışı yaşam arayışları için de önemli sonuçlar doğurabilir.

Yaşam, 1,45 milyar yıl önce oksijeni metabolize etme, yani solunum yapma yeteneğini geliştirmeye başladı. Daha büyük bir arkeon daha küçük bir bakteriyi yuttu ve bir şekilde bakterinin yeni evi her iki taraf için de faydalı oldu ve ikisi birlikte kaldı.

Bu simbiyotik ilişki, iki organizmanın birlikte evrimleşmesiyle sonuçlandı ve sonunda bu bakteriler mitokondri adı verilen organellere dönüştü. Kırmızı kan hücreleri dışında vücudunuzdaki her hücrede çok sayıda mitokondri bulunur ve bunlar solunum işlemi için gereklidir.

Oksijeni parçalayarak adenozin trifosfat adı verilen ve çok hücreli organizmaların hücresel süreçlere güç sağlamak için kullandığı bir molekül üretirler.

Bazı organizmaların düşük oksijenli veya hipoksik koşullarda gelişmesini sağlayan adaptasyonlar olduğunu biliyoruz. Bazı tek hücreli organizmalar anaerobik metabolizma için mitokondri ile ilişkili organeller geliştirmiştir; ancak yalnızca anaerobik çok hücreli organizmaların olasılığı bazı bilimsel tartışmalara konu olmuştur.

Ta ki İsrail'deki Tel Aviv Üniversitesi'nden Dayana Yahalomi liderliğindeki bir araştırma ekibi Henneguya salminicola adlı yaygın bir somon parazitine bir kez daha bakmaya karar verene kadar.

Bu parazit mercanlar, denizanaları ve anemonlarla aynı filuma ait bir sölenterdir. Balığın etinde oluşturduğu kistler çirkin olsa da parazitler zararlı değildir ve tüm yaşam döngüsü boyunca somonla birlikte yaşayacaktır.

Konakçısının içine sıkışan minik sölenterler oldukça hipoksik koşullarda hayatta kalabilir. Ancak bunu tam olarak nasıl yaptığını, canlının DNA'sına bakmadan bilmek zor- araştırmacılar da bunu yaptı.

H. salminicola'yı yakından incelemek için derin dizileme ve floresan mikroskobu kullandılar ve mitokondriyal genomunu kaybettiğini buldular. Buna ek olarak, aerobik solunum kapasitesini ve mitokondrinin kopyalanması ve çoğaltılmasında yer alan nükleer genlerin neredeyse tamamını da kaybetti.

Tek hücreli organizmalar gibi, mitokondriyle ilişkili organeller geliştirmişti, ancak bunlar da alışılmadıktı - iç zarda genellikle görülmeyen kıvrımlar vardı.

Aynı dizileme ve mikroskobik yöntemler, yakından ilişkili bir sölenter balık paraziti olan Myxobolus squamalis'te kontrol olarak kullanıldı ve açıkça bir mitokondriyal genom gösterdi.

Bu sonuçlar, nihayet burada, hayatta kalmak için oksijene ihtiyaç duymayan çok hücreli bir organizma olduğunu gösterdi.

H. salminicola hala bir gizem olsa da kayıp bu canlılardaki genel bir eğilimle oldukça tutarlıdır- genetik sadeleşme. Uzun yıllar boyunca, temelde serbest yaşayan bir denizanası atasından bugün gördüğümüz çok daha basit bir parazite dönüştüler.

Orijinal denizanası genomunun çoğunu kaybettiler, ancak- garip bir şekilde- denizanası sokma hücrelerine benzeyen karmaşık bir yapıyı korudular. Bunları sokmak için değil, konakçılarına tutunmak için kullanırlar: serbest yaşayan denizanasının ihtiyaçlarından parazitinkine evrimsel bir adaptasyon. Bunları yukarıdaki resimde görebilirsiniz- bunlar göze benzeyen şeylerdir.

Bu keşif, balıkçıların parazitle başa çıkma stratejilerini uyarlamalarına yardımcı olabilir; insanlar için zararsız olmasına rağmen, kimse küçük garip denizanalarıyla dolu somon balığı satın almak istemez.

Ama aynı zamanda yaşamın nasıl işlediğini anlamamıza yardımcı olması açısından da müthiş bir keşif.

Araştırmacılar Şubat 2020'de yayınlanan makalelerinde, "Keşfimiz, anaerobik ortama adaptasyonun tek hücreli ökaryotlara özgü olmadığını, aynı zamanda çok hücreli, parazitik bir hayvanda da evrimleştiğini doğruluyor" dedi.

"Dolayısıyla H. salminicola, aerobikten özel bir anaerobik metabolizmaya evrimsel geçişi anlamak için bir fırsat sunuyor."

Bu yazı SCIENCEALERT’ de yayınlanmıştır.