Yeryüzünde ilk canlı süngerlere benziyordu!

Panda, yunusbalığı, pelikan, ya da tatlı su levreÄŸinin soyaÄŸacını çıkartacak olursanız, tüm bu canlıların en eski atasına ulaşırsınız. Eski çaÄŸların isli puslu ortamında tek bir canlı hepimize yaÅŸam vermiÅŸ olmalı.Bütün bilim insanları, özellikle de tabii ki biyloji ile uÄŸraÅŸanlar, ilkyeryüzünde ilk canlının neye benzediÄŸini ve nasıl oluÅŸtuÄŸunu merak eder. Bu konuda çok da deney yapılmış ve teori ortaya atılmıştır. Åžimdi size, bilimin son olanaklarıyla canlıların geçmiÅŸine yapılan son yolculuÄŸu ve ede edilen sonuçları açıklıyoruz: Bütün ilk anlılar süngerlere benziyordu!Woods Hole Deniz Biyoloji Laboratuvarı mikrobiyoloji uzmanlarından Mitchell Sogin bu ilk canlıların neye benzediklerini anlamak amacıyla DNA teknolojisi ve bilgisayarlar yardımıyla denizanası, denizlalesi, sünger, deniz yumuÅŸakçaları ve denizyıldızı gibi, günümüzün bilinen en eski canlı türlerinin moleküler evrimini izleyerek bunların kökenlerine inmeye çalıştı. Bu türlerin yeryüzünde ortaya çıkış sırasına göre basitten en karmaşığa doÄŸru sıralama yaptığında ulaÅŸtığı son nokta süngerler oldu. Bu sonuç Sogin’i bile ÅŸaşırtmıştı. Çünkü, süngerin hayvanı andıran bir yönü yoktu; bırakın avının peÅŸine düşmeyi, bacakları bile yoktu. Ancak, görüntüsü karnıbahardan farksız olmasına karşın, sünger yine de bir hayvandı. Daha da ilginci, Sogin incelediÄŸi soyaÄŸacında hayvan türüne girmeyen daha da eski bir canlı türü olan mantarın da varlığını ortaya çıkarmıştı. Sogin’in elde ettiÄŸi bulgular evrimsel araÅŸtırmalara destek vermenin yanı sıra, yeryüzü dışındaki yaÅŸam biçimlerine de ışık tutabilir. Bu veriler ÅŸimdiden tıp bilimine yepyeni bir boyut kazandırdı. Biyologlar, "Sogin bu yöntemin sistematik uygulamasında bir ilke imza attı. Bu büyük bir baÅŸarı," diyor. Soyacağı araÅŸtırma laboratuvarı1989 yılında beÅŸ meslektaşı ile birlikte ilk laboratuvarını, sekiz yıl sonra da Josephine Körfezi Paul KarşılaÅŸtırmalı Moleküler Biyoloji Merkezi’ni kuran Sogin, ÅŸimdi meslektaÅŸlarıyla birlikte canlı türlerinin yalnızca moleküler soyaÄŸacını araÅŸtırmakla kalmayıp, aynı zamanda bunları moleküler ekoloji, moleküler biyoçeÅŸitlilik, genom evrimi ve asalakbilim açısından da inceliyor. Bugüne dek gizini koruyan yaÅŸamın en temel unsuru hücrenin nasıl oluÅŸtuÄŸu sorusuna bir yanıt getirmeye çalışan Sogin, "Tek amacım kökenlerimize inmek, insanoÄŸlunun nerden geldiÄŸini ve ÅŸimdi hangi noktada olduÄŸunu bulmak," diyor.Tropikal bölgelerden kutuplara, yeryüzünde boyları 2,5 metreyi bulan 9000 canlı türü var. Bu canlılar görünürde ne deviniyor, ne avlarının peÅŸinde koÅŸuyor, ne de çiftleÅŸiyorlar; okyanus suları gözeneklerini delip geçerken bir ton deniz suyundan filtrelenen birkaç gramlık yiyeceÄŸi bedenlerine bıraktığı sırada onlar oracıkta öylece duruyorlar. BirçoÄŸunun tatlısularda yaÅŸadıkları bile oluyor. Süngerler çok hücreli canlılar olmakla birlikte, hücreleri kayda deÄŸer bir iÅŸlev görmüyor. Bu tür canlılarda doku, kas, organ, sinir, ya da beyin gibi yapılara rastlanmıyor. O kadar basit deÄŸilGelgelelim, bu basitlik yanıltıcı olabilir. Kimi süngerlerin iskelet yapısında kar tanelerini andıran, camımsı mikroskobik uzantılar olduÄŸu görülüyor. Hawaii’nin ateÅŸ süngeri gibi kimi sünger türlerinin yüzeyinde insanlarda korkunç sancılara neden olan ve ÅŸimdilerde kanser ve iltihaplanmalara karşı etkili olduÄŸu su yüzüne çıkan toksik maddeler bulunuyor. Sogin süngerin en eski çok hücreli canlı olduÄŸuna dikkat çekiyor. Kimi araÅŸtırmacılar insanı inan yapan evrim sürecini farklı tür hücreler geliÅŸtirme yetisinin baÅŸlattığına inanıyorlar. Sünger, aralarında gevÅŸek bir baÄŸ olan yalnızca birkaç hücre türünün yardımıyla, çok çeÅŸitli bakışımsız biçimlere girmeyi becerebiliyor. Bilim insanları Meksika Körfezi’nde yaÅŸayan iri bir sünger türünün içinde 16,000 karides ve 1000 kadar baÅŸka deniz canlısını barındırdığına dikkat çekiyorlar. Süngerin hücreleri, kalsiyum karbonat ya da silisten oluÅŸan camımsı iÄŸneleri ve bedenine gözle görünen biçimini veren kollajen kütlesi bölmeler ve tünellerden meydana gelen bir aÄŸ oluÅŸturur. Süngerin yüzeyindeki ince tüyler salınarak sudaki plankton ve atıkları filtreden geçirirler. Büyüklüğü ne olursa olsun, sünger yalnızca hücrelerinin emdiÄŸi kadarıyla beslenir. ÇoÄŸalma cinsel birleÅŸme ileSüngerler aynı zamanda cinsel birleÅŸmeyle çoÄŸalan en eski canlı türüdür. ÇoÄŸu erdiÅŸil (hermafrodit) olan bu canlılar hem yumurta, hem sperm üretirler ve bunları suya salarlar. Spermler bir baÅŸka süngerin tünel ya da oyuklarına ulaşıncaya dek suda gezinirler. Ne var ki, süngerin bir baÅŸka üreme seçeneÄŸi de vardır. Bir süngeri kevgirden geçirip hücrelerini serbest bırakırsanız, bu hücrelerin birbirleriyle yeniden kavuÅŸuncaya dek ortalıkta salındıklarına ve sonra kenetlenerek ebeveynin kopyası bir genetik dizge oluÅŸturduklarına tanık olursunuz. Yaralanan sünger yeni bir doku üretmek zorunda kalmaz; yalnızca eski hücreleri yaralı bölgeye aktararak yaranın kapanmasını saÄŸlar. Bu yetileri sayesinde süngerler en az 500 milyon yılırdır yaÅŸamlarını sürdürüyorlar. Kimi süngerler çarpıcı birtakım özelliklere de sahipler. Akdeniz’in derinliklerindeki maÄŸaralarda yaÅŸayan bir türü bedenindeki sivri ve camı andıran uzantıları sayesinde ağına düşürdüğü küçük kabuklu hayvanları önce hücreleriyle sarmalıyor, ardından da sindiriyor. Bitki mi hayvan mıOnca ilginç özelliklere sahip olan süngerlerin belli bir sınıfa oturtulması ezelden beri bir sorun oluÅŸturdu. Kimileri bu canlıların bitkiden çok hayvansal özellikler taşıdıklarına inansa da, kimileri bunların günümüz hayvanlarını oluÅŸturan çokhücreli hayvanlardan farklı bir evrim sürecinden geçtiklerini öne sürüyor. Ancak henüz elimizde her iki görüşe de destek verecek herhangi bir kanıt yok. Bilim insanları bugüne dek canlılar dünyasını genellikle morfolojik özelliklerden, ya da fosil kayıtlarından yola çıkarak bir sınıflandırmaya gittiler. Iki canlı türünün ortak özelliklere sahip olması, bunların birbirleriyle ilintili olduÄŸu anlamına gelmekteydi. AraÅŸtırmacılar giderek evrimsel tarihin daha da derinliklerine inip soyaÄŸacının en uç noktasına yaklaÅŸtıkça, canlıların birbirleriyle ne denli yakından ilintili olduklarını anlamak da güçleÅŸti. Sogin, her canlıda var olan sınırlı sayıda genlerin incelenmesi ve bunlar arasında bir kıyaslamaya gidilerek farklılıkların belirlenmesi suretiyle, iki canlı arasındaki benzerliklerle ilgili niceliksel ölçümlere ulaşılabileceÄŸine inanıyordu. Böylece, aynı özelliÄŸi veren bir genle ilgili benzer dizgelerin elde edilmesi durumunda ortak bir atadan söz edilebilirdi. Bu amaçla, ribozomal RNA adıyla bilinen dizgeden baÅŸlayacaktı. Ä°lginç sıralamaAraÅŸtırmacı, yosun, mantar, sünger, denizanası, denizlalesi, yumuÅŸakçalar gibi deniz canlılarını toplayıp bir elemeden geçirmekle iÅŸe koyuldu. Gen teknolojisindeki geliÅŸmeler sayesinde, ÅŸimdi gecede 1000 gen inceleyebilen Sogin, süngerin gerçekten de soyaÄŸacının tabanında yer aldığına, bunun hemen üstünde denizanası, denizlalesi ve mercan gibi "cnidarian" türü yer alıyor. Bu tür de, tıpkı sünger gibi, torbamsı bir beden yapısına sahip. Dokunaçları olan bedenin bir ucu ağız gibi açılıyor. Ancak soyaÄŸacının daha alt uçlarında araÅŸtırmacıların belki de hiç beklemedikleri baÅŸka yaÅŸam biçimleri de yer alıyor. Sogin evrim sürecinde süngerin hemen ardından gelen atalarının, sünger biçimindeki hayvanların yeryüzünde boy göstermelerinden önce yaÅŸamın neye benzediÄŸinin bir göstergesi olan, "choanoflagellate" türü olduÄŸunu ortaya koydu. Çevresi ince kıllarla örtülü kırbaçımsı uzantıları olan bu tek hücreli yaratıklar, süngerlerin choacite hücreleriyle yakın benzerlikler taşıyor. Bilim insanları choanoflegallate’lerin, gerçekte hayvan sınıfına girmeyen, ama hayvanlara en yakın olan canlı türü olabileceÄŸinden epeydir kuÅŸkulanmaktaydı. Wisconsin Ãœniversitesi moleküler biyoloji uzmanlarından Nicole King ve Sean Carroll, elde edilen bulguları doÄŸrulayarak araÅŸtırmayı bir iki adım daha ileriye götürdü. Choanoflagellate’lerin hayvanların çok yakın akrabaları oldukları ve bunların ilk hayvanları oluÅŸturan "genetik avadanlık paketini" içerdikleri yönünde somut kanıtlar elde ettiler. Ara canlı: mantarlarEvrim sürecinde doÄŸrudan hayvanlara giden hatta daha eski olan tek canlı türü mantarlardı. Süngerlerle hayvanlar, mantarlardan baÅŸlayan ortak bir evrimsel geçmiÅŸi paylaşıyorlardı. O güne dek mantarlarla ilgili makaleler hep bitki dergilerinde yayımlanıyordu. Oysa araÅŸtırmadan elde edilen veriler mantarlarla bitkilerin birbirlerinden çok farklı olduklarını ve mantarların hayvanlarla çok daha yakın benzerlikler taşıdıklarını gösteriyordu. Tüm bunlar insanların geliÅŸmiÅŸ mantarlar oldukları anlamına mı geliyor? Sogin’in bulguları kuramsalın ötesinde bir önem taşıyor. Söz gelimi, mantarlarla hayvanların ortak bir evrimsel geçmiÅŸi paylaÅŸtıkları gerçeÄŸi, mantar hastalıklarına ışık tutuyor ve bu tür hastalıkların neden kolay kolay tedavi edilemediklerine de bir açıklama getiriyor. Sogin mantar hastalığına çözüm getirilememesinin bu canlılarla aramızda sanıldığından çok daha fazla benzerlikler olmasından kaynaklandığına dikkat çekiyor. Mantarlarla hayvanlar arasındaki akrabalık tıp biliminde yeni bir çığır açabilir. ÖrneÄŸin, kısa bir süre öncesine dek sıtmayla ilintili tek hücreli bir asalak olduÄŸu sanılan "Pneumocystis carinii" yüzünden, binlerce HIV hastası yaÅŸamını yitirmiÅŸti. Pneumocystis’in gen dizgesini inceleyen Sogin ve arkadaÅŸları bunun bir mantarla ilintili olduÄŸunu ortaya koyunca, ölüm nedeninin hastalara verilen sıtmaya karşı etkili ilaçlardan kaynaklandığı, oysa çözümün mantar ilaçlarında aranması gerektiÄŸi de anlaşıldı. Basit ama mükemmelAncak Sogin hayvansıların süngerden türediklerine inanıyor ve süngerin farklı hücre türlerine sahip ilk canlı olduÄŸuna dikkat çekiyor. Süngerler alabildiÄŸine basit yapılarına karşın "müthiÅŸ bir örgütlenme" sergiliyor. Archaeocyte adlı, biçim deÄŸiÅŸtiren, yiyeceÄŸi sindiren, yeni deri salgılayan ve üreyen ikinci bir hücre türüyle süngerler ilk çok hücreli hayvanlar olma özelliÄŸini taşıyorlar. Tüm öteki hayvanların bu basit yapıdan türedikleri ve bu temel üzerine kuruldukları belirtiliyor. Sünger ve cnidarianları, iki katmanlı bakışımlı yapılarıyla kurtlar izliyor. Bunun ardından da büyük hayvan türlerinde bir "patlama" yaÅŸanıyor. Tüm bunlar yepyeni soruları da gündeme getiriyor. Bu durumda insanoÄŸlunun eski atası olan hayvanımsılar nasıl bir görüntü sergiliyorlardı? Insan bir tür süngerden türediyse, süngerler neden günümüzde de var ve neden hiç bir evrimden geçmediler? Süngerimsi/mantarımsı atalarımız günümüz yaÅŸamına nasıl bir ışık tutuyor? Uzaydaki canlılarO ilk süngerlerin neye benzedikleri tam olarak bilinmemekle birlikte, bunların büyük bir olasılıkla günümüz süngerlerinden pek de farklı olmadıklarına inanılıyor. Bu yazıyı hazırlarken büyük ölçüde yararlandığımız Discover’ın Kasım sayısındaki makalede Sogin, morfolojik açıdan ele alındığında, daha öncekilerin hemen hemen özdeÅŸi olan tek hücreli yosunlara ve at nalı yengeçlerine günümüzde de rastlandığına dikkat çekerek şöyle diyor:"Bunların hiç evrilmediklerini düşünebilirsiniz, ancak her ÅŸey genetik açıdan evrilmektedir ve günümüz süngeri de genetik açıdan fosil kayıtlarında tanık olduÄŸumuz süngerden farklıdır," diyor. Öyle ki, Sogin’in araÅŸtırması olmasa, bugün bile salt görünümüne dayanarak bunların birbirlerinden farksız oldukları düşünülebilirdi. Sogin gelecekte ne gibi süreçlerden geçeceÄŸimiz konusunda bir fikir edinmemiz için öncelikle canlıların nasıl bir evrimden geçtiÄŸini öğrenmemiz gerektiÄŸini öne sürüyor. Kestirimsel modeller oluÅŸturmak ve çevresel koÅŸullardaki deÄŸiÅŸimlerin mikrobik geliÅŸmeyi nasıl etkilediÄŸini anlamak için bu moleküllerden yararlanabileceÄŸimize dikkat çekiyor:"Tüm bunlar evrenin baÅŸka bir yerlerindeki yaÅŸam olasılığına da ışık tutabilir. Uzayın derinliklerinde yaÅŸamın izlerine rastlanması durumunda, büyük bir olasılıkla dünya üzerindeki ilkel yaÅŸamı andıran- süngerinki gibi bir yaÅŸam olacaktır."Â