Tek Hücreliden Çok Hücrelilere Evrim

Tek hücrelilerden çok hücreli organizmalara geçiş dünya üzerindeki yaşam sürecinde en önemli gelişmelerden biridir. Bu geçiş gerçekleşmeseydi bütün canlı yapılar basit ve misroskopik düzeyde kalacaklardı. Çok hücreliliğin tam olarak nasıl meydana geldiği ise hala gizemini korumaktadır. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada bunun bilim adamlarının beklediğinin aksine çok hızlı ve çabuk gerçekleşmiş olabileceği öne sürülmüştür.

Minnesota Üniversitesi’ndeki araştırmacılar mayada çok hücrelilik yapay seçilimi gerçekleştirmek için basit ama zekice bir teknik kullanmışlardır. Tek hücreli mayayı sıvı besin dolu bir tüpün içine koyulur ve hücrelerin çökmesi için bir kaç dakika beklenilir. Daha sonra sıvının düşük fraksiyonlu olan kısmı ayrılır ve hücrelerin içlerinde barındırdıklarını yeni nesle aktarılması için izin verilir. Hücreler dibe batmak ve hayatta kalmak için birlikte küme oluşturmak zorunda kalmışlardır. Yapay seçilim, mayaların bireysel davranmalarının aksine işbirliği içinde olmaları yönünde avantaj sağlamıştır. 60 nesilden sonra canlı kalan tüm maya popülasyonu kar tanesi şeklinde çok hücreli küme formunu almışlardır.

Araştırmaya öncülük eden biyolog Michael Travisanobu aşamadan sonra çok hücrelilik yolunda seçilim olabilmesi için en basit koşulların yeterli olabileceğini söylemiştir.

Peki maya popülasyonu hangi noktada hücrelerden oluşan kümeden öteye geçecekler ya da ne zaman tek bir organizma gibi davranmaya başlayacaklar?

Araştırmacılar, kar tanesi şeklindeki mayaların eğer çok hücreli organizmalar olsalardı yapay seçilimin yine etki edip etmeyeceğine karar vermek için işe koyulmuşlar. Bir yığın çok hücreli mayayı bir tüpe 5 dakika yerleşmeye bırakmışlar (güçlü seçilim baskısı ile), başka bir maya grubu ise başka bir tüpe 25 dakika yerleşmeye bırakılmıştır (zayıf seçilim baskısı ile). 35 nesil sonra zayıf seçilime maruz kalan mayaların küçüldüğü ancak daha güçlü seçilime maruz bırakılanların ise daha büyük boyutlardaki kümelere evrimleştiği gözlenmiştir. Bu da tüm hücrelerin her bir kümesinin birer organizma olarak evrimleştiğinin göstergesidir.

Hızlandırılmış çekim fotografi yöntemiyle, yeniden yavrulamak için çok hücreli mayaların kendi içerisinde bölünmesi çok hücreli formların gelişmesine katkı sağladığı gözlenmiştir. Yeni oluşan kümeler ebeveynin boyutlarına ulaşmadankendi yavrularını oluşturmamaktadırlar. Travisano’nın laboratuvarında görevli post-doktora öğrencisi William Ratcliff bu yavruların döllenme aşaması onların çok hücreli hayata adapte olduklarının bir kanıtı olduğunu belirtmiştir.

Henüz hiç kimse çok hücreliliğin tam olarak nasıl başladığını ya da hangi basamakları içerdiğini bilmemektedir. Yapılan yeni araştırma, öngörülen teori için açığa çıkarılmış deneysel kanıtlarla evrimi izlemek ve çok hücreliliğin nasıl evrimleştiğiyle ilgili uygun bir tasarının ortaya çıkmasına yol açmaktadır.

Ratcliff çalışmalarıyla ilgili; şimdiye kadar çok hücreliliğin nasıl olduğuna dair kimsenin test edemediği bir hipotezleri olduğunu, dahası deneysel sistemlerinin bulunduğunu ve bununla birlikte bir çok heyecan verici sorular sorabileceklerini dile getirmiştir.

Referanslar :

http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=test-tube-yeast-evolve&WT.mc_id=SA_20120213

http://www.pnas.org/gca?allch=&submit=Go&gca=pnas%3B109%2F5%2F1595

Bilimania

Reklamlar