Mercanların Beyinleri Yoktur Ama Yine de Geceleri Uyurlar
Uyku, yakından bakana kadar basit gibi görünen şeylerden biridir. Çoğu hayvan uyur ve bunun iyi bir nedeni vardır.
Hücreler bu sakin zamanı gün içinde oluşan hasarları onarmak, dokuları yenilemek ve vücudun “devam mı edelim yoksa duralım mı?” ayarlarını sıfırlamak için kullanırlar.
İşin garip yanı, uyku da tehlikeli olabilir. Uyuyan bir hayvan koşamaz, saklanamaz veya savaşamaz. Peki doğa neden uykuyu bu kadar uzun süre korumuş?
İşte işin püf noktası. Bilim insanları , memelilerden minik omurgasızlara kadar, yaşam ağacının her tarafındaki hayvanlarda uykuya benzer dinlenme biçimleri buldular.
Ancak akıllarda büyük bir soru işareti kaldı: Evrimin çok erken dönemlerinde yaşamış, hatta nöronları bile olmayan hayvanlar ne olacak?
İşte tam da bu noktada mercanlar devreye giriyor ve yeni çalışmanın gösterdiği şey şaşırtıcı derecede tanıdık geliyor. Canlı bir kayaya benzeyen bir yaratığın bile gece için mesaisini bitirmesi gerekiyor.
Gün batımında sakin bir resif.
Çalışma, Karayip Denizi’ndeki Curaçao yakınlarında bulunan canlı bir mercan resifine odaklandı. Araştırmacılar, Pseudodiploria strigosa adı verilen bir tür beyin mercanı üzerinde çalıştılar .
Orada yalnız değil. Birçok mercan gibi , kendi hücrelerinin içinde mikroskobik ortaklarla birlikte yaşıyor. Bu durumda, bu ortak fotosentez yoluyla besin üreten ve bunu mercanla paylaşan Breviolum adlı bir algdir.
Ekip bunu mükemmel aydınlatma ve kontrollü su ortamına sahip bir laboratuvar tankında incelemedi. Resiflere gittiler ve sistemin gerçekte yaşadığı yeri gözlemlediler.
Bu önemli, çünkü mercan resifleri hareketli parçalarla dolu. Işık hızla değişiyor, su kimyası kayıyor ve sayısız organizma gerçek zamanlı olarak etkileşim halinde.
Bu çalışma , İspanya Ulusal Araştırma Konseyi (CSIC) ve Pompeu Fabra Üniversitesi (UPF) ortak araştırma merkezi olan Evrimsel Biyoloji Enstitüsü (IBE) tarafından yürütülmüştür .
Gece gündüz altı saatlik dalışlar.
Ekip, mercanların ve minik ortaklarının günün her saati ne yaptığını görmek için üç gün boyunca altı saatte bir dalış yaptı. Yaklaşık 5 metre derinlikte çalıştılar.
Her dalış sırasında örnekler topladılar ve gen ekspresyonunu incelediler; temelde günün farklı saatlerinde hangi genlerin açık veya kapalı olduğunu kontrol ettiler.
Bu sayede net bir örüntü tespit ettiler: Mercan geceleyin dinlenme durumuna geçiyor, ancak onunla birlikte yaşayan mikroplar faaliyetlerine devam ediyor.
“P. strigosa, tıpkı insanlar gibi günün üçte birini uyuyarak geçirir ve gece-gündüz döngüsü, sirkadiyen ritim olarak bilinen biyolojik saatini düzenler ,” diyor çalışmanın ilk yazarı Bradley Allen Weiler.
Bu başlı başına büyük bir olay. Mercanların beyni yok. Sinir sistemleri yok. Yine de geceyi onarım ve iyileşme için ayırdıkları günlük bir ritim sergiliyorlar.
Mercanlar uyurken, mikroplar meşgul kalır.
En ilginç kısım, karanlık çöktükten sonra ortaklığın ne kadar dengesiz olduğu olabilir. Gece çöktüğünde, mercanlar onarım sistemlerini devreye sokmaya başlar. Sorallar, gün boyunca biriken DNA hasarını onarmak için süreçleri harekete geçirir.
Gün ışığı saatlerinde, mercanın içindeki algler fotosentez yapar. Bu, besin üretimi için harika bir şeydir. Ancak fotosentez aynı zamanda reaktif oksijen türleri, yani hücrelere ve DNA’ya zarar verebilecek kimyasal olarak reaktif moleküller de üretir. Yani mercan beslenir, ama aynı zamanda zarar da görür.
Miami Üniversitesi Rosenstiel Deniz ve Atmosfer Bilimleri Okulu’nda doçent olan Javier del Campo, “Mercanlar geceleri, simbiyontları tarafından hasar görmüş DNA’yı onarıyor” dedi .
“Mikroplar fotosentezi durdurur, ancak diğer hücresel işlevlerini sürdürürler ve uzun bir dinlenmeye ihtiyaç duymazlar.”
Yani mercanın gece dinlenmesi sadece “iyi bir özellik” değil. Faydalı bir ilişkinin zehirli bir hale dönüşmesini engelleyen yerleşik bir emniyet supabı gibi görünüyor.
Duygulara değil, kurallara dayalı bir ortaklık.
Simbiyozdan dostluk gibi bahsetmek kolaydır. Ancak doğa iyi niyetlerle işlemez. Bu çalışma da bu gerçeğe odaklanıyor.
Mercanlar ve mikropları birbirlerinden fayda görürler, ancak bu ilişkinin yan etkileri de vardır. Eğer konakçı bu yan etkileri yönetemezse, tüm düzen bozulabilir.
Del Campo, “Bu mikroorganizmaların milyarlarca yıl önce mercan hücrelerinin içine hapsolmuş olması ve bu temasın karşılıklı olarak faydalı bir ilişkiye yol açmış olması mümkün” dedi.
“Ancak bu ilişkiler kasıtlı değildir ve sürdürülüyorlarsa bu, belirli taahhütler sayesindedir.”
Bu bakış açısı, sistemi sevimli bir ortaklıktan ziyade, her iki taraf da sınırları içinde kaldığı takdirde işe yarayacak bir anlaşma gibi gösteriyor.
Mercanların “sınırı”, mikroplara ev sahipliği yapmanın maliyetini karşılayabilmek için günlük bir onarım aralığına ihtiyaç duyması olabilir.
Uyku ve mercanların hayatta kalması
Bu çalışma, uykunun birçok bilim insanının sandığından daha eski olduğunu öne sürüyor. Eğer nöron içermeyen bir mercan gerçek bir gündüz-gece dinlenme düzeni gösteriyorsa, uyku benzeri döngüler hayvan evriminin erken dönemlerinde, beyinler ortaya çıkmadan çok önce başlamış olabilir.
Araştırma ayrıca uykunun neden var olduğuna dair de ipuçları veriyor: lüks bir ihtiyaç değil, canlıların işe yaradığı için sürdürdüğü bir onarım stratejisi.
Del Campo, “Genellikle sadece beyni olan hayvanların uyumaya ihtiyaç duyduğunu düşünürüz, ancak tüm canlılar bir şekilde kendilerini onarmaya ihtiyaç duyar. Bunu kolaylaştıran içsel bir ritim oluşturmak, çok eski ve başarılı bir evrimsel stratejidir” dedi.
Bunun pratik bir yönü de var. Mercan resifleri, ısınan okyanuslar, kirlilik ve diğer stres faktörlerinden dolayı yoğun baskı altında. Restorasyon projeleri genellikle mercanları okyanus dışında yetiştirip daha sonra tekrar okyanusa dikiyor.
Bu yeni çalışma, mercanların sağlıklı kalabilmeleri için uygun gündüz-gece döngülerine ihtiyaç duyduklarını göstererek, bu projelerin yürütülme biçimini şekillendirebilir.
Simbiyotik ilişkileri yeniden düşünmek
Weller, “Artık deniz ekosistemlerinin büyük mimarları olan mercanların fizyolojisini daha iyi anlıyoruz,” dedi.
Ve nihai sonuç, mercan resiflerinden daha büyük bir öneme sahip. Bu çalışma sadece mercanların dinlenmesiyle ilgili değil. Yaşamın kendi içinde başka yaşamla nasıl birlikte yaşamayı öğrendiği ve günlük ritimlerin bunu nasıl mümkün kılmış olabileceğiyle ilgili.
Del Campo, “Bu çalışma, doğadaki simbiyotik ilişkileri yeniden düşünmeye ve evrimsel tarih boyunca oynadıkları temel rolü değerlendirmeye davet ediyor,” diyerek sözlerini tamamladı.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Mercanların Beyinleri Yoktur Ama Yine de Geceleri Uyurlar
Dünyanın En Hızlı Büyüyen Bitkisi Aynı Zamanda Şaşırtıcı Bir Süper Besin
/Mercanların Beyinleri Yoktur Ama Yine de Geceleri Uyurlar/