Plankton hücrelerinin "denizaltı" gibi davrandığı keşfedildi

Kendisini şişiren planktonun içindeki su, etraftaki deniz suyundan daha hafif olduğu için yukarı çıkıyor (Prakash Lab/Stanford Üniversitesi)
Kendisini şişiren planktonun içindeki su, etraftaki deniz suyundan daha hafif olduğu için yukarı çıkıyor (Prakash Lab/Stanford Üniversitesi)
TT

Plankton hücrelerinin "denizaltı" gibi davrandığı keşfedildi

Kendisini şişiren planktonun içindeki su, etraftaki deniz suyundan daha hafif olduğu için yukarı çıkıyor (Prakash Lab/Stanford Üniversitesi)
Kendisini şişiren planktonun içindeki su, etraftaki deniz suyundan daha hafif olduğu için yukarı çıkıyor (Prakash Lab/Stanford Üniversitesi)

Mikroskobik boyuttaki planktonların hücrelerini "denizaltı" gibi kullandığı ortaya kondu. 

Balinalar gibi büyük hayvanları besleyen fitoplanktonlar, ekosistemde kilit bir yere sahip mikroskobik canlılar. 

Çoğu planktonun, okyanusun derinliklerinden suyun yüzeyine çıkabildiği ve bu sayede fotosentez yaparak yaşadığı biliniyor. 

Ancak özkütlesi deniz suyundan ortalama yüzde 5 ila 10 daha ağır bu canlıların yüzmelerini sağlayacak herhangi bir uzvu yok. Bu nedenle planktonların yüzlerce metrelik yolculuğu nasıl yaptığı belirsizliğini koruyordu. 

Kimyasal süreçler sonucu ışık yayan (biyolüminesans) Pyrocystis noctiluca adlı fitoplankton türünü inceleyen bilim insanları bu sorunun cevabını buldu. 

P. noctiluca türündeki iki canlıya ABD'nin Hawaii eyaletine rastlayan araştırmacılar, bunların boyutu arasında epey fark olduğunu gördü.

Planktonları laboratuvar ortamında izlemeye koyulan ekip, mikroskobik canlıların kendilerini şişirdiğini kaydetti.

Current Biology adlı hakemli dergide dün (17 Ekim) yayımlanan makaleye göre Pyrocystis noctiluca, kendisinin 6 katı büyüklüğe ulaşarak suyun yüzeyine çıkabiliyor.

Ardından fitoplanktonların hücrelerindeki değişimleri gözlemlemek isteyen ekip, okyanus derinlerindeki koşullara benzer bir ortam yaratan bir "yerçekimi makinesi" tasarladı. 

Makine sayesinde hücrelerin şişerek etraftaki deniz suyundan daha hafif hale geldiği ve bunun hücre döngüsünün parçası olduğu ortaya çıktı: Tek hücreli plankton ikiye bölündüğünde içindeki koful denen su deposu tatlı suyu süzüyor. 

Bu durum iki yeni hücrenin içinin daha hafif olan tatlı suyla dolmasını ve planktonun yukarı çıkmasını sağlıyor.

Stanford Üniversitesi'nden deniz biyoloğu Manu Prakash, kıdemli yazarı olduğu çalışmayı şöye açıklıyor:

Bu makalede P. noctiluca hücrelerinin, küçük denizaltılara benzediğini ve yoğunluklarını son derece hassas bir şekilde kontrol ederek suyun neresinde olmak istediklerini seçebildiğini keşfettik.

Bilim insanları, kendini şişirerek 200 metre yol kat edip su yüzeyine çıkan planktonların fotosentez sonucu kütlelerini artırdığını söylüyor. Ardından ağırlaşıp tekrar derinlere batan canlılar yeniden hücre bölünmesini başlatıyor.

Bütün bu sürecin 7 günlük döngüler halinde gerçekleştiği tahmin ediliyor. Prakash'a göre yeni çalışma, hücre döngüsünün ekolojik bir parametre tarafından kontrol edildiğini gösteren ilk net kanıtı sunuyor.

Çalışmanın ortak yazarı Rahul Chajwa "Tüm hücreler yerçekimi tarafından aşağıya doğru çekiliyor ve eğer kendileri ya da sonraki nesiller karşı koymazsa, yerçekimi tuzağında sonsuza kadar okyanusun dibine batarlar" diyor.

Independent Türkçe, Popular Science, Science Daily, Current Biology



30 yıllık çalışmada evrim gerçek zamanlı gözlemlendi

Bilim insanları, deniz salyangozunun geçireceği değişimi isabetli bir şekilde öngördü (Daria Shipilina)
Bilim insanları, deniz salyangozunun geçireceği değişimi isabetli bir şekilde öngördü (Daria Shipilina)
TT

30 yıllık çalışmada evrim gerçek zamanlı gözlemlendi

Bilim insanları, deniz salyangozunun geçireceği değişimi isabetli bir şekilde öngördü (Daria Shipilina)
Bilim insanları, deniz salyangozunun geçireceği değişimi isabetli bir şekilde öngördü (Daria Shipilina)

30 yıla yayılan bir çalışma, evrime gerçek zamanlı kanıt sunarken aynı zamanda bu kadar kısa bir sürede gerçekleşebileceğini de gösterdi.

Evrim genellikle binlerce yıla yayılan, genetiğin çok yavaş değiştiği bir süreç olarak düşünülüyor. Bu durum türlerin evrimini yakından takip etmeyi zorlaştırsa da bilim insanları bazen bir fırsat yakalıyor. 

1988'de İsveç'in Koster Adaları'nın kıyılarında yaşayan bir deniz salyangozu türünün zehirli alg patlaması sonucu yok olmaya yüz tutmasının ardından deniz ekoloğu Kerstin Johannesson böyle bir fırsat gördü. 

Littorina saxatilis adlı tür bazı bölgelerde birkaç yıl içinde eski popülasyonuna ulaşsa da bazılarında böyle bir şey gerçekleşmedi.

Göteborg Üniversitesi'nden Prof. Dr. Johannesson, 1992'de bu bölgelere deniz salyangozlarını geri getirmeye başlayarak yıllar boyunca geçirdikleri değişimi takip etti.

Çeşit çeşit renk ve desenlere sahip Littorina saxatilis türündeki salyangozlar, dünyanın en çok yanlış tanımlanan canlısı diye de biliniyor. 1792'den beri 113 kere yeni bir tür sanılmaları bu unvanın arkasındaki neden.

Prof. Dr. Johannesson'ın çalıştığı bölgedeyse esasen iki ekotip yaşıyordu. Ekotip, aynı türden ama genlerinden dolayı farklı görüntüye sahip canlı gruplarını ifade ediyor.

Koster Adaları'nda baskın olan ekotiplerden biri, yengeçlere yem olmamak için kalın ve desensiz kabuklar; diğeri de şiddetli dalgalarda sürüklenmemek adına kayalara yapışmalarını sağlayan daha küçük ve hafif, desenli kabuklar geliştirmişti. 

Yengeç ekotipindeki salyangozları dalgalı bölgelere yerleştiren bilim insanları, bu durumun kabuklarda değişime yol açacağını tahmin ediyordu. 

Birkaç yıl sonra tam da bekledikleri şeye tanık olan araştırmacılar, Yengeç ekotipindeki hayvanların Dalga ekotipindekiler gibi görünmeye başladığını kaydetti.
 

scd
Yengeç ekotipindeki salyangozlar, zengin gen havuzları sonucu hızla evrimleşti (ISTA/Kerstin Johannesson)

30 yıldan uzun süren çalışmanın bulgularını geçen hafta Science Advances adlı hakemli dergide aktaran Prof. Dr. Johannesson ve ekip arkadaşları, değişimin aslında çok daha erken başladığını söylüyor. 

Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (ISTA) doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Diego Garcia Castillo "Meslektaşlarımız salyangozların adaptasyonuna dair kanıtları deneyin ilk 10 yılında gördü" diyerek ekliyor: 

Deneyin 30 yıllık süresi boyunca, salyangozların neye benzeyeceğini ve hangi genetik bölgelerin dahil olacağını güçlü bir şekilde tahmin edebildik. Dönüşüm hem hızlı hem de çarpıcıydı.

Araştırmacılar bu değişimi sağlayan genlerin, salyangozlarda sıfırdan ortaya çıkmadığının altını çiziyor. Yengeç ekotipi kısa süre önce şiddetli dalgalara maruz kaldığı bir ortamda yaşadığı için kabuğundaki desenleri ortaya çıkaracak genlere sahipti.

Makalenin sorumlu yazarlarından Anja Marie Westram "Salyangozların geniş bir gen havuzuna erişimi olması bu hızlı evrimi tetikledi" diye açıklıyor. 

Bulgular, binlerce yıla yayılabilen evrimin aslında çok kısa süre içinde de görülebileceğini ortaya koyuyor. 

Çalışmanın ortak yazarı Dr Sean Stankowski, "Pek çok kişi evrimi gözlemleyemeyeceğimizi düşünüyor ama kesinlikle gözlemleyebiliriz" diyerek ekliyor: 

Evrim her yerde devam ediyor.

Independent Türkçe, IFL Science, Popular Mechanics, Science Advances, Guardian