Aslında Canlı Olan Kayalar

Şimdi şöyle düşün: Batı Avustralya'da, UNESCO'nun Dünya Mirası ilan etmek zorunda kaldığı bir yerde, Shark Bay'in kıyısındasın. Suyun derinliği az, berraklığıysa içme suyu gibi. Kumsalın hemen kenarında, koyu renkli, pütürlü yüzeyli şeyler görüyorsun.

Kumsal taşları gibi bir şey.

Ama bunlar taş değil. Nefes alıyorlar. Üç milyar yıldır bunu yapıyorlar.

Stromatolitler — Dünya'daki en eski canlı topluluklar.

Çoğu insanın yanından dikkat çekmeden geçip gideceği şeyler bunlar. Oysa bilim insanları için bu sıradan görünümlü yapılar, neden var olduğunu anlatıyor belki de.

Stromatolitler Nedir?

Stromatolitleri şöyle düşün: kat kat mikroptan oluşan devasa yapılar. Her katta milyarlarca organizma, hayatta kalmak için işbirliği yapıyor.

Bitkilerden, hayvanlardan, hatta tek hücreli olmayan her şeyden önce Dünya'ya ayak basmışlar. Hayatın ilk birkaç milyar yılında, stromatolitler tek canlı topluluklardı. Oksijen üretiyorlardı — bir yan ürün olarak. Yavaş yavaş atmosferi değiştirdiler, böylece karmaşık hayat burada yaşayabilir hale geldi.

Lodos zamanı kumsalda görünen bu pütürlü şeyler için fena değil, değil mi?

İşin Şaşırtıcı Kısmı: Hâlâ Buradalar

Stromatolitler beni gerçekten şaşırtan şey: fosil değiller. Yok olmadılar. Bugün hâlâ Shark Bay'de oluşuyorlar.

Bu da şu anlama geliyor: bilim insanları gidebiliyor, örnek alabiliyor ve milyarlarca yıl önce yaşamış organizmalarla neredeyse aynı canlıları inceleyebiliyor. Geçmişe doğrudan açılan bir pencere gibi.

Sonunda bir araştırma grubu tam da bunu yaptı. Ve buldukları harika şeylerdi.

Milyarlarca Yıllık Eşleşme

UNSW Sydney'den Doçent Brendan Burns ve ekibi, Sydney Teknoloji Üniversitesi ile Melbourne Üniversitesi'nden meslektaşlarıyla birlikte, Shark Bay'den aldıkları örnekleri analiz ediyorlardı. Karşılarına beklenmedik bir şey çıktı.

Daha önce bilinmeyen bir mikroorganizma keşfettiler — tam olarak şu: Asgard arkeleri familyasından bir üye, bu antik yapıların içinde başka bir organizmayla yakın ilişki içinde yaşıyordu.

Asgard arkeleri bilim dünyasında büyük ilgi görüyor. Bu küçük canlıların ökaryotların — yani Dünya'daki her bitkinin, hayvanın, mantarın, hatta bizim hücrelerimizin — atalarıyla yakın akraba olduğuna inanılıyor.

Sorulması gereken soru şu: Bu kadar basit hücreler nasıl olup da işbirliği yapmayı öğrendi ve sonunda insan gibi karmaşık varlıklara dönüştü?

Eksik Parça

Biyolojide endoşimbiyoz diye bir teori var. İlk karmaşık hücrenin, bir organizmanın diğerini yutması ve ikisinin birlikte yaşamaya devam etmesiyle ortaya çıktığını öne sürüyor. Bu ortaklık sonunda mitokondriyi — hücrelerimizin içindeki küçük enerji santrallerini — oluşturdu.

Güzel bir teori. Tek sorun: Bilim insanları bu ilk ortaklığın nasıl göründüğünü hiç görmemişti.

Ta ki şimdiye kadar.

Elektron kriotomografi adlı inanılmaz güçlü bir görüntüleme tekniğiyle — milimetrenin milyonda biri ölçeğinde görebiliyor — araştırmacılar ilk kez bir Asgard arkesinin bir bakteriyel nanotüp adı verilen ince borularla fiziksel olarak bağlandığını gördü.

Araştırma ekibinden Doçent Iain Duggin'in dediği gibi: "Bu, milyarlarca yıllık bir süreçte bu ortaklıkların nasıl oluştuğuna dair korunmuş bir mekanizmanın varlığını gösteriyor olabilir."

Birbirlerine Yardım Ediyorlar

Ama bağlantı sadece fiziksel değil, kimyasal da.

Görüntüler, bu iki organizmanın birbirini tamamlayan yapılara sahip olduğunu ortaya koydu. Arke, bakterinin kullandığı bileşikler üretiyor. Bakteri, arkenin ihtiyaç duyduğu şeyleri üretiyor. Vitaminler, besinler, hatta hidrojen paylaşıyorlar. Mikroskobik bir ekip çalışması rüyası.

Bu, bu tür ortaklıkların nasıl başladığının ve sonunda ökaryotları nasıl oluşturduğunun küçük bir modeli olabilir.

Bir an dur ve düşün. Gördüğün şey belki de karmaşık hayatı mümkün kılan şeyin taslağı.

Onları Bulmak Dört Yıl Sürdü

Şunu düşün: Araştırmacılar bu organizmaları doğrudan incelemek için laboratuvarda dört ila beş yıl geçirdi.

Dört yıl. Koşulları optimize etmek, farklı yaklaşımlar denemek. Profesör Burns'ün dediği gibi, "farklı gölgelerin peşinde koşmak."

Asgard arkeleri oldukça seçici canlılar. Tek başlarına yetiştirilemiyorlar. Burns, bunun aslında çok anlamlı olduğunu düşünüyor — belki bu organizmalar yalnız başlarına hayatta kalmak için evrimleşmemişlerdir. Belki ortaklık, biyolojilerinin temelinde var.

Geçmişin Geleceği

Ekip aynı zamanda bu mikroplardaki protein yapılarını tahmin etmek için derin öğrenme kullandı. Bu sayede, sonradan karmaşık hayatın merkezine geçen hücresel mekanizmaların antik versiyonlarını görmeye başladılar.

Yani bu organizmaları sadece incelemiyorlar — her şeyin evrimsel köklerini araştırıyorlar.

"Bu keşif, karmaşık hücrelerin görece basit mikrobiyal yaşam formlarından nasıl evrimleştiğini anlamamıza birkaç adım daha yaklaştırıyor." — Doçent Debnath Ghosal

Neden Önemli

Biliyorum, bu bir laboratuvar önlüğü giyenlerin ilgileneceği bir bilim gibi görünebilir. Ama beni gerçekten heyecanlandıran şey şu:

Biz ökaryotlarız. Vücudundaki her hücre — beyin hücrelerin, kalp hücrelerin, cilt hücrelerin — milyarlarca yıl önce iki organizmanın birlikte çalışmayı seçmesinin mirasını taşıyor.

Ve şimdi, bilim insanları ilk kez bu ortaklığın nasıl görünmüş olabileceğini gördüler.

Tüm bunlar, Avustralya kıyısındaki sığ sularda, çok hücreli hayatın var olmasından bile önce başlamış yapıların içinde yaşanıyor.

Bir dahaki sefere aynaya baktığında hatırla: Üç milyar yıl önce yapılmış bir mikrobiyal eşleşmenin torunlarını görüyorsun. Ve bu araştırma sayesinde, o eşleşmenin nasıl gerçekleştiğini anlamaya başlıyoruz.

Oldukça etkileyici, değil mi?