Su ayıları olarak da bilinen tardigradlar, muhtemelen yeryüzünde yaşayan en tuhaf canlılar. Yaklaşık 1 mm uzunluğundaki bu mikroskobik canlılar aynı zamanda uzay koşullarında canlılıklarını sürdürebilen tek hayvan olmalarıyla biliniyor. Üstelik dişi olanları yaşamlarını sürdürmekle kalmayıp uzay boşluğuna yumurtlayabiliyor! Mutlak sıfıra çok yakın sıcaklıklarda, çok yoğun radyasyon veya basınç altında bile hayatta kalabilen bu canlılar, su veya besin almaksızın 10 yıla yakın yaşayabiliyor. Bu derece ilgi çekici özelliklere sahip olan ve öldürülmeleri neredeyse imkânsız olan tardigradlar uzun zamandır biliminsanlarının çalışmalarına konu oluyordu.
28 Eylül’de PNAS’ta yayımlanan makaleye göre biliminsanları, ilk kez tardigradların tüm genomunu dizilemeyi başardı. Çok da şaşırtıcı olmayan açıklamalara göre, tardigradların genomunun altıda biri başka türlerden çalınmış ve şu ana kadar çalışılan hiçbir hayvan ile benzerlik göstermiyor.
Başka türden çalınan gen veya yabancı gen ne demek ve tardigradlarda bu kadar fazla olması neyi gösteriyor diye düşünüyor olabilirsiniz. İlk olarak yabancı gen, bir organizmanın diğer organizmalardan yatay gen aktarımı denilen bir işlemle aldığı genlere verilen isimdir.
Yatay gen aktarımı günlük hayatımızda sıkça karşılaştığımız bir durumdur. Bakterilerin antibiyotik direnci kazanması, kendi aralarında dirençli geni yatay gen aktarımı ile aktarmaları sonucu gerçekleşir. Aynı zamanda viral enfeksiyonlarda da görülen yatay gen aktarımı kısaca anne-babadan yavruya geçmeyen, fakat yavrunun bir şekilde edindiği genler olarak tanımlanabilir. İnsanlar da dahil birçok canlıda virüslerle değiştirilen genlerden kaynaklanan genler, tüm genomun en fazla yüzde 1’ini oluşturmakta. Tardigradlardan önce rekor yine mikroskobik bir canlı olan ve tekerlekli hayvan olarak bilinen Rotifer’da idi. Rotifer’daki yabancı gen miktarı yaklaşık yüzde 8-9 oranındayken, tardigradlarda (su ayılarında) bu oran yüzde 17,5 civarında ve 6000 gene tekabül ediyor.
Chapel Hill’deki Kuzey Karolina Üniversitesi’nden Bob Goldstein bir hayvandaki yabancı gen oranının bu kadar fazla görülebileceğini daha önce hayal bile edemediklerini belirtti.
Yabancı DNA’nın çoğunun kaynağı bakteriler olsa da, bitkilerden, mantarlardan ve hatta arkelerden gelen genler de mevcut. Biliminsanları, tardigradların bu denli dayanıklı olmalarının kaynağının genlerindeki çeşitlilik olduğu fikrinde. “Yoğun stres içeren koşullarda hayatta kalabilen hayvanlar dışarıdan gen almaya yatkındır ve bakteriler bunun için uygun bir kaynaktır ”diyor araştırmacılardan Thomas Boothby.
Takım henüz gen çalma işleminin nasıl yapıldığı üzerine çalışmıyor, fakat bunun, tardigradların hayatta kalma mekanizmalarından bir diğeri olan, vücutlarının yüzde 3’ünden azını kapsayacak kadar su kalana kadar kurumalarıyla bağlantılı olduğunu düşünüyorlar.
Bu kuruma işlemi gerçekleştiğinde DNA’nın küçük parçalara bölündüğü biliminsanlarınca biliniyor. Aynı zamanda hücreler tekrar su almaya başladığında, çekirdeklerinin akışkan olduğu ve DNA ile diğer moleküllerin içeri girmesinin mümkün olduğu bir evre olduğu da bilinenler arasında. Bu da demek oluyor ki tardigradlar hızlıca kendi genomlarını yamalarken diğer organizmaların genlerini de kendilerine katabilir.
Bu süreç rasgele gerçekleşen bir süreç olmasına rağmen, geçen genler canlıya hayatta kalması için faydalı olan genler olacaktır. Tardigradların yabancı genleri tam olarak nasıl ve ne sıklıkla aldıklarının anlaşılması için gelecekte çalışmalar yapılması gerekiyor. Bu çalışmalarla ilgili en heyecan verici nokta ise bize canlılığın evrimleşmesine dair yeni kavrayışlar sunacak olması.
“Biz yaşam ağacını yalnızca anneden ve babadan dikey olarak gelen genetik materyal ile düşünüyoruz. En azından bazı organizmalarda yatay gen aktarımının daha bilinir hale gelmesi ve daha çok kabul edilmesi, genetik materyalin aktarımı ve evrim hakkındaki düşünme şeklimizi değiştirecektir” diyor Boothby ve ekliyor: “Bir yaşam ağacı düşünmek yerine, genetik materyalin bir ağ örgüsünden diğerine geçebildiği bir yaşam ağı düşünmek çok heyecan verici. Evrimin nasıl işlediğine dair anlayışımızı düzenlemeye başlıyoruz.”
Habere dair 10 Aralık güncellemesi: İskoçya’dan bir araştırma grubu bağımsız olarak tardigrad genomunu diziledi ve yalnızca 500 genin yabancı olduğunu buldu. Bu ekipte bulunan araştırmacılar, orijinal araştırmada kazayla tardigradlarla birlikte yaşayan bakterilerin genlerinin de dizilenmiş olabileceğini söyledi. Su ayılarının genomunun ne denli yabancı organizma kaynaklı olduğunun anlaşılması için ileri araştırmalar gerekiyor.
Kaynaklar:
– http://www.sciencealert.com/the-tardigrade-genome-has-been-sequenced-and-it-has-the-most-foreign-dna-of-any-animal
– http://www.bbc.com/earth/story/20150313-the-toughest-animals-on-earth
– http://www.baertierchen.de/wbwb.html
