Ana sayfa Bilim Gündemi Yeni çalışma, tek hücrelilikten çok hücreliliğe geçişe ışık tutuyor

Yeni çalışma, tek hücrelilikten çok hücreliliğe geçişe ışık tutuyor

53

Tek hücreli yaşamdan çok hücreli yaşama nasıl geçildi? Konstanz Üniversitesi’nden Profesör Lutz Becks ve ekibi bu çok karmaşık süreci açıklamak için bir çalışma başlattı. Araştırmada tek hücreli bir yeşil alg türü olan Chlamydomonas reinhardtii kullanıldı. Araştırmacılar, C. reinhardtii’de 500 nesil boyunca, çok hücreli yaşama doğru gidişi sağlayan mutasyonlar meydana geldiğini gösterdi. Çalışma çok hücreliliğin tek hücrelilikten nasıl kökenlenmiş olabileceğini açıklayan bir teoriyi deneysel olarak doğrulamaktadır. Bu teori, hücre gruplarının evrimi ve çok hücreliliğe doğru gidişteki sonraki evrelerin ancak hücre grupları hem üremede daha iyi hem de tekil hücrelerin hayatta kalma olasılığı daha yüksek olduğunda gerçekleşebileceğini söylemektedir.

Nature Communications’da yayınlanan çalışmada, çok hücreli organizmaların orijinal olarak tek hücrelerden evrimleştiği ve ilk evrede bölünmeden sonra ayrılmayan birbiriyle özdeş yavru hücre kolonilerinin oluştuğu fikri üzerinde durulmuştur. Bu fikir daha önceki çalışmalarda test edilmiş olsa da yeni çalışmada teorinin deneysel olarak denenmiş bir parçasına odaklanıldı: İlk aşamada hayatta kalma olasılığı daha yüksek olan kolonilerin ortaya çıkması. Sonraki aşamalarda ise koloniler üremedeki artış için daha da gelişir. Çünkü ancak bu yolla somatik hücrelerde (vücut hücreleri) ve germ hücrelerinde (eşey hücreleri) uzmanlaşmaya yönelik sonraki adımlara geçilebilir.

Becks ve ekibi, çalışmalarında tek hücrelilikten koloni oluşumuna geçişe neden olan koşulları deneysel olarak test etti. Ekip tek hücrelilerin bulunduğu ortamda seçilim baskısı oluşturdu, hayatta kalma olasılığı yüksek ve aynı zamanda yüksek üreme oranına sahip kolonilerin gelişip gelişmediği analiz edildi.

İlk etapta tek bir alg hücresi seçilim baskısını oluşturan avcı canlıya karşı savunmasızdır. Tek hücrelilerin bölünmesinden sonra birbirine yapışan hücrelerin oluşturduğu kolonilerde meydana gelen mutasyonlar hücrelerin büyümesine neden olur. Böylece bu mutasyonlar koloninin hayatta kalma olasılığını artırır çünkü seçilim baskısını oluşturan avcı tür artık kolonileşen hücreleri kolaylıkla tüketemez.

Araştırmacılar bir de seçilim baskısının olmadığı bir ortam oluşturarak Chlamydomonas reinhardtii alglerinin davranışını inceledi. Geriye kalan tüm deney koşulları aynı olarak tasarlandı. 500 nesil sonra hücrelerin özelliklerine bakıldığında, avcının bulunduğu ortamdaki kolonilerin daha yüksek büyüme oranlarına, seçilim baskısı altında olmayan kolonilerin ise -görece- daha yüksek üreme oranlarına sahip olduğu gözlemlendi. Hayatta kalan ve hızlı çoğalan bu iki farklı koloni de test edilen teoriye uygun çıktılar üretmiştir. Aynı zamanda çalışma, kolonilerin belirli koşullar altında tekrar tekrar evrimleştiklerini de göstermektedir.

Kaynak: https://phys.org/news/2021-07-evolution-real.html