Bilim insanları, Sibirya’nın donmuş topraklarında 46 bin yıldır gömülü olan solucanları yeniden canlandırdıklarını açıkladı.
Bir tür nematod veya yuvarlak solucan olan yarım düzine canlı, en son Neandertaller ve yünlü mamutlar yeryüzünde dolaşırken uyanıktı. PLOS Genetics dergisinde Perşembe günü yayınlanan bir makaleye göre, bu canlılar donmuş toprakta binlerce yıl boyunca askıya alınmış bir canlılık durumuna girerek hayatta kaldı. Genetik testler yapan araştırmacılar, solucanların yeni ve muhtemelen soyu tükenmiş bir tür olduğunu söylüyor.
Çalışmanın eş yazarı ve Almanya’daki Max Planck Moleküler Hücre Biyolojisi ve Genetik Enstitüsü’nde biyolog olan Teymuras Kurzchalia, ‘‘Bu makale, insanların yaşam ve ölüm arasındaki bu üçüncü hâli düşünmelerini sağlayabilir’’ diyor.
46 bin yıl rekor bir süre
Nematodlar, kriptobiyoz adı verilen bir duruma girerek donma veya su ve oksijenden mahrum kalma gibi aşırı koşullarda hayatta kalabilen mikro canlılar arasında. Bu aşamada organizmanın metabolizması duruyor; üremesi, gelişmesi ve kendini onarması askıya alınıyor. Koşullar düzeldiğinde yeniden canlanabiliyor.
Bilim insanları uzun kriptobiyoz dönemlerinden sonra nematodları, mikroskobik su canlıları olan rotiferleri ve su ayıları olarak da bilinen sekiz bacaklı küçük hayvanlar olan tardigradları uyandırdı. Cell dergisinde 2021 yılında yayımlanan bir çalışmaya göre, bir rotifer Sibirya buzullarında yaklaşık 24 bin yıl boyunca hapsolduktan sonra yeniden canlandı. Cryobiology dergisinde 2016 yılında yayınlanan bir makaleye göre, Antarktika’da donmuş yosun içinde kilitli bulunan Tardigradlar, yaklaşık 30 yıllık kriptobiyozdan sonra hayata döndü.
Bakteriler de dahil olmak üzere tek hücreli organizmaların milyonlarca yıl kriptobiyoz durumunda kalabiliyor ancak 46 bin yıl hayvanlar için bir rekor. Kurzchalia, ‘‘Bu organizmada kriptobiyoz süresiz olabilir’’ diyor.
‘‘Belki de aynı şeyleri başaran molekülleri biz de geliştirebiliriz.’’
Kriptobiyozun sırları insanların dondurulduklarında ya da uzaya fırlatıldıklarında hayatta kalmalarına yardımcı olabilir mi? Bilim insanları daha fazla çalışmanın, kriptobiyotik canlıların aşırı koşullarda hayatta kalmasına yardımcı olan genlerin veya proteinlerin işleyişi gibi mekanizmaları ortaya çıkarabileceğini söylüyor. Araştırmacılar, böyle bir içgörünün bir gün insanları daha dayanıklı hâle getirmek için kullanılabileceğini belirtiyor.
Yeni Zelanda’daki Otago Üniversitesi’nde biyokimyacı olan Craig Marshall, ‘‘Belki de aynı şeyleri başaran molekülleri biz de geliştirebiliriz’’ diyor.
Donarak cam benzeri bir hâl alan madde hücreleri koruyor
Canlanan nematodlar, Rusya’nın doğusundaki Kolyma nehri yakınlarında yerin yaklaşık 130 metre altındaki permafrostta (kutuplarda bulunan kalıcı olarak donmuş toprak parçası) bulundu. Araştırmacılar 2000’li yılların başında permafrosttan örnekler topladı ve bunları donmuş hâlde sakladı.
Nematodların yeniden canlanması ilk olarak Doklady Biological Sciences dergisinde 2018 yılında yayınlanan bir makalede tanımlandı. Araştırmacılar, donmuş nematodları besin çözeltisi içeren petri kaplarına yerleştirdiklerini ve birkaç hafta boyunca yaklaşık 21 santigrat derecede tuttuklarını söyledi. Bunun üzerine bazı nematodlar uyandı ve üremeye başladı.
Makaleye göre, karbon tarihlemesi nematodların bulunduğu permafrostun 30 bin ila 40 bin yaşında olduğunu belirledi. Ancak biyologlar o dönemde örneklerin kirlenmiş olabileceğini belirtti.
Yeni makalenin yazarları, daha önceki bulguyu doğrulamak ve antik nematodlar hakkında daha fazla bilgi edinmek için örnekleri daha titiz bir şekilde test ettiklerini söyledi. Araştırmacılar, permafrost örneklerinin tekrar karbon tarihlendirmesi yapıldığını ve sonuçlara göre organizmaların yaklaşık 46 bin yaşında çıktığını söyledi.
Organizmalar arasındaki evrimsel ilişkileri inceleyen bir çalışma olan genom dizilimi ve filogenetik analiz gerçekleştirildi. Sonuçlar, nematodların Panagrolaimidae yuvarlak solucan ailesinden yeni bir tür olduğunu gösterdi. Araştırmacılar nematodlara, bulundukları yerin yakınındaki nehrin adından hareketle Panagrolaimus kolymaensis ismini verdi. Yeniden canlandırılan solucanların hiçbirinin hâlâ hayatta olmadığını belirten bilim insanları, canlıların eşeysiz üremeden kaynaklanan döllerinin bulunduğunu söyledi.
Çalışmaya göre, yavrular dehidrasyon gibi stres faktörlerine karşı korunmak için trehaloz adı verilen bir şeker kullanıyor gibi görünüyor. Diğer nematodlarda yapılan araştırmalar trehalozun donarak hücreleri koruyabilen cam benzeri bir maddeye dönüştüğünü gösteriyor.
Hayvan fizyolojisinin en büyük gizemlerinden biri
Hayvanlardaki kriptobiyoz ilk kez 18. yüzyılın başlarında, mikrobiyolojinin babası olarak kabul edilen Hollandalı tekstil tüccarı Antonie van Leeuwenhoek tarafından belgelendi. Van Leeuwenhoek, ‘‘küçük hayvanlar’’ olarak adlandırdığı mikroorganizmaları gözlemlemek için kendi tasarladığı mikroskopları kullandı. 1702 yılında yazdığı bir mektupta, cansız görünen tozu suya koyduğunu ve bir saat içinde tozun hayatla dolup taştığını gördüğünü anlattı.
Aradan geçen yüzyıllar içinde insanlar kriptobiyotik canlılar hakkında daha fazla bilgi edinmeye ve bazı durumlarda onlardan kâr elde etmeye çalıştı. Kriptobiyotik tuzlu su karidesleri ilk olarak 1950’lerde su maymuncuğu olarak satılmaya başlandı.
Ancak kriptobiyozun tam olarak nasıl işlediği hâlâ tam olarak anlaşılabilmiş değil. Wyoming Üniversitesi’nde moleküler biyolog olan Thomas Boothby, bu fenomenin hayvan fizyolojisinin kalıcı gizemlerinden biri olduğunu söylüyor.Boothby, ‘‘Karmaşık ve çok hücreli bir organizmanın kendini kapatabilmesi ve bu askıya alınmış canlılık durumuna geçip her anlamda ölü gibi görünmesi akıllara durgunluk veren bir durum’’ diye ifade ediyor.
Kaynak: The Wall Street Journal, Ceyda Yetim yerelleştirdi.