Dünya’nın yaşam hikayesinde, milyarlarca yıl boyunca gelen ve giden sayısız tür olmuştur. Hayat, en basit tek hücreli organizmalardan, modern dünyanın çeşitliliğini oluşturan çok değişkenli karmaşık biyolojik sistemlere dönüşmüştür. Choanoflagellates bu dinamik hikayenin bir bölümüdür.
Khoanoflagellatlara Genel Bakış
Hayvan krallığının öncüleri arasında olduğu ve ortak bir ata paylaştığı düşünülen Choanoflagellates (koanoflagellatlar) eşsiz bir evrimsel niş işgal eden koloniler oluşturabilen serbest yaşayan, tek hücreli ökaryotlardır. Choanoflagellates, çok çeşitli deniz ve tatlı su ortamlarında, toprakta ve permafrostta bol miktarda bulunur ve 32.000 yaşına kadar buz çekirdeklerinde tanımlanmıştır.
Koanoflagellatların belirgin bir morfolojisi vardır. Bu, küresel/oval bir şekil ve yaklaşık 30-40 mikrovilli ile çevrili tek bir flagellum ile karakterizedir. Tipik olarak 3 ila 10 um arasındadırlar. Flagellum, choanoflagellate’i çevresi boyunca iten bir su akımı oluşturur ve bakteri ve deniz detritusu olan gıda kaynağını yakalamaya yardımcı olmaktadır.
Birçok koanoflagellat türü vardır. Topluluklarında diğer nanoplankton türlerine göre daha bol miktarda bulunurlar, ancak dağılımlarına ve dağılmalarına yol açan faktörler tam olarak anlaşılamamıştır. Açıkçası, bunu açıklığa kavuşturmak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
Özellikleri ve Sınıflandırılması
Choanoflagellates, flagellumun tabanında bir kamçı bazal gövde, merkezi çekirdeğe apikal ve sitoplazmanın bazal bölgesindeki gıda vakuolleri gibi sürekli bir iç organizasyona sahiptir. Hücre bir periplast ile çevrilidir. Tarihsel olarak, koanoflagellatlar periplast morfolojisine dayanarak üç aileye sınıflandırılmıştır:
• Codosigidae: Işık mikroskopisi altında periplast eksikliği varmış gibi görünmektedir. Elektron mikroskobu altında, genellikle ince bir dış kaplama gözlenir.
• Salpinogidae: Bu ailenin üyeleri, hem ışık hem de elektron mikroskopisi altında görülebilen, öncelikle selülozdan oluşan polisakkaritlerden oluşan sağlam bir on yıla sahiptir.
• Acanthocediae: Bu ailedeki hücreler silisli sepet benzeri bir lorica üretir.
Daha yakın zamanlarda, bu sınıflandırmaları daha da rafine etmek için moleküler sekans verilerini kullanan çalışmalar yapılmıştır. Periplastın hangi amaca hizmet ettiği bilinmemektedir, ancak birkaç teori vardır. Planktonik türlerde suyun sürüklenmesini arttırmaya yardımcı olabilir, flagellum kuvvetine karşı koyarken sesil türlerde substratlara bağlanmaya yardımcı olabilir. Choanoflagellate planktonik türlerde, aynı zamanda besleme verimliliğini artırabilir.
Yukarıda belirtildiği gibi, koanoflagellatlar serbest yüzme veya sapsız olabilir ve tipik olarak heterotrofiktir. İçtiyosporlular gibi bu tek hücreli organizmaların bazı akrabaları patojenik veya parazitik olabilen bir yaşam tarzını takip etmektedir.
Choanoflagellate’in yaşam öyküsü tam olarak anlaşılamamıştır. Düzgün anlaşılmayan şey yaşam döngüsüdür: çoğu vejetatif olarak büyür, uzunlamasına fisyona uğrar ve yaşam döngüsünde cinsel bir faz olup olmadığı belirsizdir. İlginç bir gerçek, bazı koanoflagellatların taze ortama transfer edildikten sonra ansiksiyon geçirebilmesidir (bu doğrudan gözlemlenmemiştir.) Bu organizmaların bir başka ilginç yönü, sömürge türlerinin yalnız bir aşamaya sahip olmasıdır. Koanoflagellat yaşam döngüsü hakkında daha fazla araştırma, sömürge mekanizmaları hakkında daha fazla bilgi sağlamaya yardımcı olabilir ve bu araştırma, bu organizmaların evrimsel kayıttaki benzersiz konumunu çok hücreli yaşamın gerçek öncüleri olarak anlamaya yardımcı olabilir.
Koanoflagellatların Metazoanlarla İlişkisi
Choanoflagellates ve metazoanlar arasındaki ilişkinin ilk kanıtı, 1841’de, choanoflagellates ve sünger koanositler arasındaki morfolojik benzerlikleri fark eden Fransız biyolog Dujardin tarafından sağlanmıştır. Son birkaç on yıl içinde, bu yakın ilişkinin kanıtlarını destekleyen, bağımsız bir araştırma grubu vardı. Filogenetik bir çerçevede, koanoflagellat aileler arasındaki ilişkiler doğru test edilmemiştir. Bu dahili olarak yeniden yapılandırılmış ilişkiler hakkında tam filogenetik veriler sağlayarak ataların karakter durumları açıklanabilir, bu da hayvanlar aleminin son tek hücreli ataları olarak konumlarına ilişkin kavrayışlar sağllamaktadır.
Koanoflagellatlar için fosil kaydı yoktur. Metazoanslarla ilişkileri, şu anda var olan türlerin incelenmesinden açıklanmıştır. Bir hayvanın genetik araç setinde, belirli gen ailelerinden yüksek oranda korunmuş genler vardır. Bunlar hücre içi iletişim, hücre yapışması, apoptoz ve doku farklılaşması gibi hücresel fonksiyonları kodlamaktadır. Bazı gen ailelerinin kökenleri koanoflagellatlar gibi tek hücreli organizmalarda bulunur.
Şu ana kadar araştırmacılar tarafından koanoflagellatlar ve metazoanlar arasındaki evrimsel bağlantı için kanıt sağlayan belirli genler tanımlanmıştır. Bunlar arasında hücre adezyon molekülleri olan kaderinlerin ve integrinlerin premetazoan kökenleri ve tirozin kinaz gibi hücre sinyali iletim yolları yer almaktadır. Koanoflagellatlar ve metazoanlar arasındaki bağlantının kanıtını sağlayan son çalışmalar arasında 185 rDNA, mitokondriyal genomlar ve nükleer protein kodlayan genler üzerinde çalışmalar bulunmaktadır. Daha da önemlisi, koanoflagellatlar ve 3 sünger türü üzerinde mitokondriyal genom dizisi çalışmaları, genetik düzeyde koanoflagellatların metazoanlardan farklı olduğunu ve metazoanlardan türetilmediğini kanıtlamıştır.
Son olarak, koanoflagellatların hücre yapışması ve sinyalizasyonunda yer alan metazoan genlerinin homologlarını sentezlediğine dair kanıtlar vardır. Tüm bu veriler, evrimsel kayıttaki metazoanlardan farklı ve bunlarla ilişkili koanoflagellatlara işaret etmektedir.
Sonuç olarak; koanoflagellatlar ve metazoanlar arasındaki yakın ilişkiyi kanıtlayan birkaç bağımsız çalışmadan veriler bulunduğundan, son ortak atalarının biyolojik yapısına ilişkin bilgi ediniebilir. Bu çalışmalar, yaşamın tek hücreli bir hücreden çok hücreli bir aşamaya nasıl geliştiğine dair anlayış boşlukları dolduruyor ve bu da bilim adamlarının Dünya’daki yaşam hikayesindeki boşlukları doldurmaya yardımcı olmaktadır.
Kaynakça:
https://www.news-medical.net/life-sciences/What-are-Choanoflagellates.aspx
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu