Bakteriler de insanlar gibi ‘sosyal birliktelik’ten faydalanıyor
Güncelleme Tarihi:
Kayaklar: www.scienzz.com, www.mpg.de
Oluşturulma Tarihi: Aralık 10, 2005 00:00
Modern toplumların olumlu yanı, bin yıllar boyu süregelen etkileşimlerin bir sonucu olarak ortaya çıkmış olmasıdır. Buna rağmen sosyal canlılar arasındaki ortak davranış biçimlerinin kökeni, biyoloji biliminde hálá çözülmüş değil. Birlikte hareket etmek, canlılara tek başlarına ulaşamadıklarını elde etme şansı getirdiği için daha avantajlıdır.
Kendi türünün yakın bir benzeriyle işbirliği halinde yaşayan organizmalar, aynı türden uzaktan akraba oldukları diğer genotiplerle birlikte yaşayamayabilirler. Bu izole yaşamın nedeni, düşmanlıktan, sosyal sömürüye kadar uzanabilir.
İşte Max-Planck Enstitüsü bilim adamları bu asosyal davranışları ilk kez genelde büyük topluluklar halinde yaşayan Myxococcus xanthus bakterisinin farklı köklerinde saptadılar.
Araştırmacılar, farklı köklerin kaynaşmasıyla önce gruplaşmaların, daha sonra ise bir kökün, diğeri sayesinde daha iyi geliştiği kombinasyonların ne şekilde oluştuğunu izlediler.
Bu gözlemle ayrıca prokaryotlar arasındaki sosyal sömürünün sanılandan daha fazla olduğu da anlaşıldı. (Prokaryot: DNA’sı bir zarla çevrili çekirdek içinde olmayan canlılar dünyası).
Topluluk davranışı
Doğada mutlaka tek hücreli organizmalar olarak işlemeseler de, bakteriler tek hücreli olarak tanımlanır. Bakterilerde sosyal davranışlar çok yaygındır; sadece bir gram toprakta milyarlarca bakteri yaşadığını düşünürsek bunun önemini daha iyi anlarız.
Bakteri toplulukları yoğunluklarına bağlı olarak çok yönlü karmaşık davranışlar sergilerler. Kritik bir kütle bakterilere yaklaştığında, hücreler tüm bakteri kolonisinin davranışını yönlendiren sinyal moleküllerini harekete geçirirler.
"Quorum sensum" olarak adlandırılan bu süreç, örneğin mukoza salgısıyla oluşan ve bakterilerin, gemi gövdesi veya diş gibi yüzeylere yapışmasına yardımcı olan biyofilmlerin üretimini çalıştırmakta.
Evlerdeki tahtaları çürüten mantarlar ise, besinin kıt olduğu dönemleri atlatabilecek yetiye sahiptir.
Yüzerek kovalama
Miksobakteri (myxobacteria) olarak adlandırılan bakteri grubu, bazı sosyal davranış biçimleri sergilemekte.
Mesela sürüler halinde yüzerek diğer bakterileri kovalarlar.
Ya da Myxococcos xanthus bakterisinin hücreleri aç kaldıkları zaman yüz binlerce bakteri mantar üretiyor.
Bu süreç, bakterilerin azalmasına ve morfolojik değişimden geçmelerine neden olan belli başlı genlerin atılmasıyla çalışır. Mantarın içindeki çubuk biçimindeki hücrelerse, yuvarlak ve strese dayanıklı sporlara dönüşürler ki bunlar açlığa daha dayanıklıdır.
Fakat bir popülasyon içindeki hücrelerin sadece bir kısmı sporlara dönüşürken, diğer hücreler mantar olarak ölür veya değişmezler.
Sosyal bakteriler![/images/100/0x0/55ea4cf7f018fbb8f876e71d]()
Bu tür bir "sosyal davranış" nereye kadar devam edebilir?
Bir bakteri türü farklı genotipten çok sayıda köke sahip olabilir. İki Myxococcus türü birbiriyle karıştırıldığında, iki türün bireyleri tekrar birleşir ve mantarlar sadece aynı türden organizmalar tarafından üretilir.
Fakat spor üretiminden sadece bir tür yararlanır.
Max-Planck enstitüsü bilim adamlarının hedefi, bu davranışı, aynı türden iki kökün birleşiminde izleyebilmekti. Francesca Fiegna ve Gregory Velicer, dünyanın farklı yerlerinden toplanan "son derece sosyal" olan M. xanthus bakterisinin dokuz kökünü inceledi.
M. xanthus hücreleri bir yüzeyde çoğalabilmeleri için büyük gruplar halinde çalışıyorlar. Verimsiz koşullarda bulunduklarında 100.000 kadar M. xanthus hücresi bir araya gelir ve üçboyutlu tohum yapıları oluşturarak, besin kıtlığı, kuraklık veya sıcaklıkla baş edebilecek sporlar üretirler.
Komşularını tanıyor
Araştırmacılar birbirine karışan köklerin ne şekilde davrandıklarını görebilmek için, farklı kökleri kıt besinli kültürler üzerine yerleştirerek farklı kökler arasındaki her türlü kombinasyonu denemişler.
Bu karma kültürler beş gün kadar aç kaldıktan sonra, bilim adamları mantar ve spor üretimini incelemiş ve bunları tek başlarına yaşayan bakterilerin verileriyle karşılaştırmışlar.
Buna göre karma kültürlerdeki mantarların biçimi, boyutu ve dağılımı tekli kültürlerden farklı. Karma kültürler genelde daha az mantar üretiyorlar.
Spor üretiminde de karma kültürler gerideler, hatta spor üretiminin %90’ın üzerinde azaldığı, antagonostik (birbirine yok etmeye çalışan) olduğu sanılan çiftler bile vardı, diyor araştırmacılar.
Her ne kadar köklerin çoğu, kaynaşmaya zayıf bir tepki gösterse de, bazı kökler karma kültürlerde daha iyi çoğalmışlar. Buradan anlaşıldığı üzere, doğal olarak sosyal yaşayan bakteriler komşularını tanıyarak buna uygun davranmakta.
Uzaktan akrabalara yabancı
Bilim adamları öte yandan, yine her tür karma kültürü inceleyerek en çok spor üreten kökleri oluşturmaya çalışmış.
Bu deneyler bu köklerin gelişiminde kesin bir hiyerarşinin bulunduğunu göstermiş ki bu da dokuz yeni kökün aynı "bölgeye" yerleşmesi halinde kök çeşitliliğinin çabucak yok olmasına neden olacağı gibi, çok sayıda başat kökün diğer köklerin çoğalmasını engelleyebileceği anlamına gelmekte.
Bu kökler karma kültürde ortak davranışlar sergilemese de bir M.xanthus kökü, daha önceki "klon kardeşlerle" işbirliği yapmalarına karşın, uzaktan akraba oldukları aynı türün kökleriyle birleşmeyen, sosyal açıdan farklı alt tiplerden bir araya gelmekte.
Hastalıklarla mücadele arayışı
M. xanthus, suyun, rüzgarın ve hayvanların yardımıyla uzun mesafelere yayılabildiği için, bilim adamları doğal popülasyonun antagonistik davranışla azalabildiği sonucuna varmışlar.
Bu tür doğal karışımların ne şekilde oluştuğu şu sıralar araştırılmakta.
Bilim adamları kalıtım sekanslarının çözülmesi ve moleküler biyolojik yöntemlerin yardımıyla, bu sosyal toprak bakterisi hakkında yeni bilgiler elde ederek "düşmanlarının" etkisiyle ne şekilde yayıldıklarını inceleyebiliyorlar.
Burada önemli olan, gözlemlenen hiyerarşinin yok edilen mi yoksa yerel bakteri kökleri için mi tipik olduğunu ve bakterilerin birleşmesindeki moleküler mekanizmaları görebilmektir.
Bu tür minyatür topluluklar içindeki ortak çalışmanın ne şekilde işlediğinin araştırılması ise sosyal davranışlar sergileyen hastalık etkenleriyle mücadelede işe yarayacağı için önemlidir.
İşte Max-Planck Enstitüsü bilim adamları bu asosyal davranışları ilk kez genelde büyük topluluklar halinde yaşayan Myxococcus xanthus bakterisinin farklı köklerinde saptadılar.
Araştırmacılar, farklı köklerin kaynaşmasıyla önce gruplaşmaların, daha sonra ise bir kökün, diğeri sayesinde daha iyi geliştiği kombinasyonların ne şekilde oluştuğunu izlediler.
Bu gözlemle ayrıca prokaryotlar arasındaki sosyal sömürünün sanılandan daha fazla olduğu da anlaşıldı. (Prokaryot: DNA’sı bir zarla çevrili çekirdek içinde olmayan canlılar dünyası).
Topluluk davranışı
Doğada mutlaka tek hücreli organizmalar olarak işlemeseler de, bakteriler tek hücreli olarak tanımlanır. Bakterilerde sosyal davranışlar çok yaygındır; sadece bir gram toprakta milyarlarca bakteri yaşadığını düşünürsek bunun önemini daha iyi anlarız.
Bakteri toplulukları yoğunluklarına bağlı olarak çok yönlü karmaşık davranışlar sergilerler. Kritik bir kütle bakterilere yaklaştığında, hücreler tüm bakteri kolonisinin davranışını yönlendiren sinyal moleküllerini harekete geçirirler.
"Quorum sensum" olarak adlandırılan bu süreç, örneğin mukoza salgısıyla oluşan ve bakterilerin, gemi gövdesi veya diş gibi yüzeylere yapışmasına yardımcı olan biyofilmlerin üretimini çalıştırmakta.
Evlerdeki tahtaları çürüten mantarlar ise, besinin kıt olduğu dönemleri atlatabilecek yetiye sahiptir.
Yüzerek kovalama
Miksobakteri (myxobacteria) olarak adlandırılan bakteri grubu, bazı sosyal davranış biçimleri sergilemekte.
Mesela sürüler halinde yüzerek diğer bakterileri kovalarlar.
Ya da Myxococcos xanthus bakterisinin hücreleri aç kaldıkları zaman yüz binlerce bakteri mantar üretiyor.
Bu süreç, bakterilerin azalmasına ve morfolojik değişimden geçmelerine neden olan belli başlı genlerin atılmasıyla çalışır. Mantarın içindeki çubuk biçimindeki hücrelerse, yuvarlak ve strese dayanıklı sporlara dönüşürler ki bunlar açlığa daha dayanıklıdır.
Fakat bir popülasyon içindeki hücrelerin sadece bir kısmı sporlara dönüşürken, diğer hücreler mantar olarak ölür veya değişmezler.
Sosyal bakteriler
Bu tür bir "sosyal davranış" nereye kadar devam edebilir?
Bir bakteri türü farklı genotipten çok sayıda köke sahip olabilir. İki Myxococcus türü birbiriyle karıştırıldığında, iki türün bireyleri tekrar birleşir ve mantarlar sadece aynı türden organizmalar tarafından üretilir.
Fakat spor üretiminden sadece bir tür yararlanır.
Max-Planck enstitüsü bilim adamlarının hedefi, bu davranışı, aynı türden iki kökün birleşiminde izleyebilmekti. Francesca Fiegna ve Gregory Velicer, dünyanın farklı yerlerinden toplanan "son derece sosyal" olan M. xanthus bakterisinin dokuz kökünü inceledi.
M. xanthus hücreleri bir yüzeyde çoğalabilmeleri için büyük gruplar halinde çalışıyorlar. Verimsiz koşullarda bulunduklarında 100.000 kadar M. xanthus hücresi bir araya gelir ve üçboyutlu tohum yapıları oluşturarak, besin kıtlığı, kuraklık veya sıcaklıkla baş edebilecek sporlar üretirler.
Komşularını tanıyor
Araştırmacılar birbirine karışan köklerin ne şekilde davrandıklarını görebilmek için, farklı kökleri kıt besinli kültürler üzerine yerleştirerek farklı kökler arasındaki her türlü kombinasyonu denemişler.
Bu karma kültürler beş gün kadar aç kaldıktan sonra, bilim adamları mantar ve spor üretimini incelemiş ve bunları tek başlarına yaşayan bakterilerin verileriyle karşılaştırmışlar.
Buna göre karma kültürlerdeki mantarların biçimi, boyutu ve dağılımı tekli kültürlerden farklı. Karma kültürler genelde daha az mantar üretiyorlar.
Spor üretiminde de karma kültürler gerideler, hatta spor üretiminin %90’ın üzerinde azaldığı, antagonostik (birbirine yok etmeye çalışan) olduğu sanılan çiftler bile vardı, diyor araştırmacılar.
Her ne kadar köklerin çoğu, kaynaşmaya zayıf bir tepki gösterse de, bazı kökler karma kültürlerde daha iyi çoğalmışlar. Buradan anlaşıldığı üzere, doğal olarak sosyal yaşayan bakteriler komşularını tanıyarak buna uygun davranmakta.
Uzaktan akrabalara yabancı
Bilim adamları öte yandan, yine her tür karma kültürü inceleyerek en çok spor üreten kökleri oluşturmaya çalışmış.
Bu deneyler bu köklerin gelişiminde kesin bir hiyerarşinin bulunduğunu göstermiş ki bu da dokuz yeni kökün aynı "bölgeye" yerleşmesi halinde kök çeşitliliğinin çabucak yok olmasına neden olacağı gibi, çok sayıda başat kökün diğer köklerin çoğalmasını engelleyebileceği anlamına gelmekte.
Bu kökler karma kültürde ortak davranışlar sergilemese de bir M.xanthus kökü, daha önceki "klon kardeşlerle" işbirliği yapmalarına karşın, uzaktan akraba oldukları aynı türün kökleriyle birleşmeyen, sosyal açıdan farklı alt tiplerden bir araya gelmekte.
Hastalıklarla mücadele arayışı
M. xanthus, suyun, rüzgarın ve hayvanların yardımıyla uzun mesafelere yayılabildiği için, bilim adamları doğal popülasyonun antagonistik davranışla azalabildiği sonucuna varmışlar.
Bu tür doğal karışımların ne şekilde oluştuğu şu sıralar araştırılmakta.
Bilim adamları kalıtım sekanslarının çözülmesi ve moleküler biyolojik yöntemlerin yardımıyla, bu sosyal toprak bakterisi hakkında yeni bilgiler elde ederek "düşmanlarının" etkisiyle ne şekilde yayıldıklarını inceleyebiliyorlar.
Burada önemli olan, gözlemlenen hiyerarşinin yok edilen mi yoksa yerel bakteri kökleri için mi tipik olduğunu ve bakterilerin birleşmesindeki moleküler mekanizmaları görebilmektir.
Bu tür minyatür topluluklar içindeki ortak çalışmanın ne şekilde işlediğinin araştırılması ise sosyal davranışlar sergileyen hastalık etkenleriyle mücadelede işe yarayacağı için önemlidir.