NASA‘nın desteklediği araştırmacılar, kompleks hücre yapısına sahip canlıların daha önce imkânsız kabul edilen aşırı sıcaklıklarda yaşayabildiğini ortaya koydu. California eyaletinde bulunan Lassen Volkanik Ulusal Parkı’nın ılık sularında gözlemlenen bu amip, bölünme yoluyla çoğalabildiği 63 santigrat derece sıcaklıkta, bilinen tüm ökaryot canlıları için üst sıcaklık sınırını yeniden belirledi.
İncandomoeba cascadensis olarak adlandırılan ve halk arasında “ateş amibi” diye bilinen bu organizma, 63 santigrat derecenin üzerinde çoğalmayı durdurmaktadır; ancak bu noktada hâlâ aktif kalmakta, besin arayışı için hareket etmeyi sürdürmekte ve 64 santigrat dereceye kadar hareket edebilmektedir. Önceki 60 santigrat derece sınırı, bazı mantar türleri ve kırmızı alglerle konulmuştu. Araştırma sonuçları, Salı günü Cell dergisinde yayımlandı.
İmkânsız Sanılan Sınırın Yeniden Belirlenmesi
Yüksek sıcaklıklar, hücrelerin işlevini sürdürebilmesi gereken proteinler ve diğer biyomoleküllerin parçalanmasına yol açmaktadır. Sıcaklığın artmasıyla hücre zarları da bozulabilir ve bu durum hücrelerin yıkılmasına neden olur. Ökaryotların hücre organellerindeki zarların 62 santigrat derecenin üzerinde kararlı kalamayacağı yönünde öne sürülmüş açıklamalar mevcuttu; ancak İncandomoeba cascadensis’in keşfi bu varsayımı geçersiz kıldı.
Ökaryotlar, hücre içinde ayrı bir çekirdeğe sahip, daha karmaşık organizmalardır. Bu çekirdek, kırılgan genetik bilgiyi barındırmakta; ayrıca mitokondri ve endoplazmik retikulum gibi zarla çevrili organelleri de içermektedir. Bu organeller, belirli işlevleri yerine getiren mini hücre makinaları gibidir. Ökaryotlar, tek hücreli alglerden çok hücreli bitkilere ve insanlara kadar geniş bir yaşam yelpazesini kapsamaktadır.
Ökaryotlar üzerine yapılan çalışmaların bir ölçüde kısıtlanmasının nedeni, zar kararlılığı hakkındaki varsayımlardır. İncandomoeba cascadensis’in keşfinin, başkalarının yüksek sıcaklıklı ökaryotları aramaya devam etmesini teşvik etmesini umuyoruz.
Beryl Rappaport, Syracuse Üniversitesi yüksek lisans öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı
Çalışmanın baş yazarı olan Syracuse Üniversitesi’nden Beryl Rappaport, ekibin İncandomoeba cascadensis’in genomunu dizilediğini, genlerin birden fazla sıcaklıkta ifade edilmesini incelediğini aktardı. Amipin DNA’yı kararlı tutmasına ve parçalanmasından korumasına yardımcı olan birçok gen tespit edildi. Organizmaların dış ortamı algılamasına izin veren diğer genler de bulundu. Yüksek sıcaklıklarda, protein katlanmasını sürdürmeye katılan genler dahil bazı genlerin ifadesi de arttı.
Yüksek Sıcaklığa Karşı Uygulanan Stratejiler
Rappaport, ekibin yüksek sıcaklıklarda hayatta kalmaya yardımcı olabilecek birçok stratejiyi ortaya çıkardığını, bu stratejilerin tüm yaşamın her türündeki termofiller tarafından da kullanılabileceğini belirtti. İncandomoeba cascadensis’in bazı proteinlerinde, kararlı kalmalarına yardımcı olabilecek yüksek pozitif yüzeysel yük bulunduğunu ifade eden Rappaport, bu protein yüklerinin termofilik bakterilerde ve arkelerde de bulunan yüklerle benzer olduğunu vurguladı.
Ekip ayrıca dünya çapındaki diğer çalışmaların genetik bilgisiyle karşılaştırmayı gerçekleştirdi. Bu veri havuzunda, Yeni Zelanda ve Yellowstone Ulusal Parkı gibi yerlerdeki jeotermal örneklerden benzer DNA parçaları bulundu. Bu durum, İncandomoeba cascadensis’e bağlı ek termofilik amiplerin dünyada her yerde yaşayabileceğini, yalnızca keşfedilmeyi beklediğini göstermektedir.
Yüksek sıcaklıklı ortamlarda hayatta kalan ökaryotları bulmak, yalnızca yaşamın nerede bulunabileceğine dair anlayışımızı genişletiyor; aynı zamanda bu yaşamın ne kadar karmaşık olabileceğine dair anlayışımızı da artırıyor.
Alison Olcott, NASA Merkezinde Exobioloji Programı Bilim Sorumlusu
Uzay Araştırmalarına Yansımaları
Astrobiyologlar, uzun yıllardır yaşamın Dünya’daki hayatta kalma sınırlarını inceleyerek organizmaların, evrenin yaşamın daha az elverişli koşullara sahip dünyaları gibi diğer gezegenlerde nasıl yaşayabileceğini anlamaya çalışmaktadır. Aşırı sıcaklık, pH düzeyi, radyasyon ve diğer çevresel koşulların eşiğinde dayanan organizmalar, ekstremofiller olarak adlandırılır. Bu organizmaları incelemek, bilinen yaşamın ne kadar yetenekli olduğunu anlamaya yardımcı olur.
Alison Olcott, ekstremofilleri incelemenin, Dünya’daki yaşamın biyokimyasal ve fizyolojik sınırlarını daha iyi anlamamıza yardımcı olduğunu söyledi. Bu bilgiler, NASA’nın yaşam arayışını, yaşamın başka yerlerde potansiyel olarak yaşayabileceği koşulların aralığını genişlettikçe yönlendirmektedir.
Rappaport’un ekibi ise hayatta kalmanın, daha büyük bir ekosistemin parçası olan birçok faktöre bağlı olduğunu vurguladı. İncandomoeba cascadensis gibi karmaşık yaşamın başka bir gezegende hayatta kalabilmesinin kesinlikle mümkün olabileceğini, ancak Dünya’nın şu an için İncandomoeba cascadensis’in mutlu olmasının gerektirdiği tüm gerekliliklere sahip olan tek gezegen olduğunu belirten Rappaport, bunun yalnızca sıcaklıkla ilgili olmadığını ekledi. Ortamın ayrıca uygun asidite, oksijen düzeyi, basınç, su ve besin gerektirdiğini ifade eden Rappaport, İncandomoeba cascadensis’in yalnız başına hayatta kalamayacağını, destek olması gereken diğer yaşamı da ihtiyacı olduğunu söyledi.
Ökaryotlar, milyarlarca yıl önce, gezegenimizin ortamının bugünkünden çok daha elverişsiz olduğu dönemde ortaya çıkan ilk yaşam biçimleri olarak kabul edilen prokaryotlardan daha sonra evrimleştiğine inanılan organizmalardır. Prokaryotlar, zarla çevrili organelleri olmayan tek hücreli organizmalardır; bu da onlara aşırı sıcak, soğuk, aşındırıcı asidite veya zararlı radyasyon gibi uç koşullar tarafından hasar görülebilecek daha az hücre makinesine sahip oldukları anlamına gelmektedir.
Termofiller olarak bilinen yüksek sıcaklıkta yaşayan organizmalar, gerçek bir “sıcaklığı seven” termofil olabilmek için 45 santigrat derecenin üzerinde çoğalmayı, hareket etmeyi, beslenmeyi ve hayatta kalmayı başarmalıdır. İncandomoeba cascadensis’in bu eşiği aştığı görülmektedir; böylece kompleks hücre yapısına sahip canlıların dayanıklılığının daha önce düşünüldüğünden daha fazla olabileceği ortaya konmuştur.
GÖZLEM DEĞERLENDİRMELERİ (1)