Parakatenula-Riegeria Ortakyaşamına Genel Bir Bakış

Haziran 2011’de PNAS dergisinde yayımlanan, başyazarlığını Harald Gruber-Vodicka’nın yaptığı makalede, bir hayvan ile bir bakteri arasında, çok eskiye dayanan antik bir ortakyaşamın (simbi..
Görsel Telif: Harald Gruber-Vodicka

Haziran 2011’de PNAS dergisinde yayımlanan, başyazarlığını Harald Gruber-Vodicka’nın yaptığı makalede, bir hayvan ile bir bakteri arasında, çok eskiye dayanan antik bir ortakyaşamın (simbiyoz) keşfedildiği duyuruldu. Avusturya’daki Viyana Üniversitesi Deniz Biyolojisi Bölümü’nden Jörg Ott liderliğindeki bilim ekibi, birkaç milimetre uzunluğunda, ağızsız ve midesiz bir yassı-solucan cinsi olan Parakatenula (Lat. Paracatenula) ile Riegeria adlı sülfür-oksitleyen bakteriler arasındaki ortakyaşamın ayrıntılarınını açığa çıkarmıştı.

Parakatenula’nın 1970’lerin başındaki keşfinin ardından, bu hayvanların ağızları ve mideleri olmadan nasıl besin elde ettikleri sorusu gündeme gelmiş, sonraki yıllarda okyanusların derinliklerindeki sıcak bacalarda keşfedilen dev boyutlu ağızsız tüp-solucanlar sayesinde yanıt bulunmuştu: Tüp-solucanlar, indirgenmiş sülfür bileşiklerini oksitleyen hücre-içi bakterilerle ortakyaşam hâlindeydi; Parakatenula da aynı şekildeydi. Bakterilerin gerçekleştirdiği kimyasal süreçte elde edilen enerji, bitkilerin güneş ışığını kullanarak yaptığına benzer biçimde, inorganik karbonu biyo-kütleye dönüştürmek için ortakyaşarlar tarafından kullanılıyordu. Bakterilerin yüksek verimliliği sayesinde, solucanlar gereksinim duydukları tüm besini onlardan elde edebiliyordu. O yüzden de, hayvan olmalarına rağmen, tıpkı bitkiler gibi ağıza ve mideye ihtiyaçları yoktu!

Yapılan çalışmalarda, farklı filogenetik şubelerden çok sayıda hayvanın, benzer ortakyaşam ilişkileri içinde olduğu anlaşılmıştı. Ancak konak hayvanların büyük çeşitliliğine karşın, mikrobiyal ortakyaşarlar sadece iki sınıfın üyeleriyle sınırlıydı: Gama ve Epsilon Proteo-bakteriler. Ott ve çalışma arkadaşlarının en şaşırtıcı bulgularından biri ise Parakatenula’nın Riegeria adlı ortakyaşarının yine sülfür-oksitleyen bir bakteri olmakla birlikte, Alfa Proteo-bakteriler sınıfından olmasıydı. Bu sınıfa mensup olan başka önemli hücre-içi ortakyaşarlar da vardı; mitokondri ile baklagillerin azot-sabitleyici kök nodülü bakterilerinin yanı sıra, tifüse neden olan tehlikeli patojenler gibi. Anlaşıldığı kadarıyla, simbiyotik ve patojenik ilişkilerdeki mekanizmalar benzer ve hatta aynı olabilmekteydi. Parakatenula ile ortakyaşarının, Alfa Proteo-bakterilerin birbirlerinden bağımsız olarak çeşitli kereler hücre-içi bir yaşam tarzı kurmasını sağlayan mekanizmaların anlaşılmasına katkı yapabilecek olması, bilimcileri sevindirdi.

Aynı çalışmada ayrıca Parakatenula-Riegeria ortakyaşamında, içinde bakterilerin yaşadığı özelleşmiş hücreler olan Bakteriyositlerin, toplam dokunun neredeyse %50‘sini meydana getirdiği fark edildi. Bu oran, hayvanlar ile bakteriler arasında bilinen tüm diğer ortakyaşamlarda görülenden daha yüksekti. Ortakyaşarların genetik dizilimlerine dayanarak, bilimciler ortakyaşamın ne kadar zamandır süregeldiği konusunda da bir tahminde bulundu ve yaklaşık 500 milyon yıllık olduğunu düşündükleri bu ortakyaşamın, hayvan-bakteri ortakyaşamının en eski örneklerinden biri olabileceği belirtildi. Konaklar ile bakterilerin filogenileri karşılaştırılarak, solucanların, herhangi bir ortakyaşar değişimi olmadan, son 500 milyon yıldır ortakyaşarlarını her nesilde yavrularına aktardığı anlaşıldı.

Besin Sağlayacak Bakteri Yoksa Yenilenme de Yok

Yine Viyana Üniversitesi bilimcileri tarafından Parakatenula-Riegeria ortakyaşamı hakkında yapılan ve başyazarlığını Ulrich Dirks’in yaptığı, Ağustos 2012’de Cell & Tissue Research dergisinde yayımlanan bir makalede ayrıntıları paylaşılan çalışmada, Parakatenula’nın totipotent kök hücre temelli yenilenme (rejenerasyon) becerisini, iç-ortakyaşarları (endosimbiyontları) olan Riegeria bakterileri olmadığı takdirde yitirdiği açıklandı.

Parakatenula’nın beyninin ardındaki hemen her şey ya mikrop ya da mikropların yaşam alanıdır. Yassı-solucanın büyük bölümünü dolduran trofozom adlı yapı bakterilerle doludur. Gruber-Vodicka, bakterileri hayvanın hem motoru hem de aküsü olarak tarif ediyor: Solucana enerji sağlıyor ve o enerjiyi yağ ve kükürtlü bileşikler hâlinde depoluyorlar. Böylece hayvanın tüm besin gereksinimini karşılıyorlar. Dolayısıyla, hayvanın rejenerasyon becerisi de onlar olmadan işe yaramıyor; çünkü yenilenme de tüm yaşamsal süreçler gibi enerji gerektirir.

Parakatenula bir rejenerasyon (yenilenme) ustasıdır. Solucanı ikiye keserseniz her iki uçtan da tam işlevsel iki hayvan gelişir. Arka uçta baş ve beyin bile gelişir. “Onları ince ince doğrarsanız her birinden on hayvan elde edebilirsiniz,” diyor Gruber-Vodicka. Ama bir Parakatenula parçasının yenilenmesi trofozoma, içindeki bakterilere ve depoladıkları enerjiye bağlıdır. Yassı-solucanın bir parçası yeterli miktarda bakteri içerdiği sürece, hayvanın bütününü oluşturabilir. Bakteriler çok azsa, o parça ölür. Gerçekten de bu yassı-solucanın rejenere olamayan tek parçası, bakteri taşımayan (dolayısıyla aç/enerjisiz kalacak olan) baş bölgesidir: Kuyruktan beyin gelişir ama beyin tek başına kuyruk oluşturamaz.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv