Bilimdeki en büyük bulmacalardan biri, tek hücreli organizmaların bugün gördüğümüz inanılmaz derecede çeşitli flora ve faunaya dönüşmesidir. Dünya, başlangıçta cansız bir kaya topundan sadece tek hücreli organizmalar tarafından daha karmaşık bir yaşamla dolu bir dünyaya geçmeyi nasıl gerçekleştirdi?
Bilim adamlarının anladığı gibi, tek hücreli organizmalar ilk önce 500 milyondan fazla yıl önce çok hücreli kümeler oluşturmaya başladığı için daha karmaşık formlara dönüşmeye başladı. Anlaşılmayan şey, bu sürecin nasıl gerçekleştiğidir. Ama şimdi, biyologlar bu bulmacayı anlamaya bir başka adım daha yaklaşıyor - ekmek ve bira yapımında yaygın olan bir malzemeyi kullanarak - sıradan Brewer mayası (Saccharomyces cerevisiae). Burada Dünya'daki evrim bilmecelerinin çözülmesine yardımcı olurken, aynı zamanda diğer gezegenlerde veya uydularda da biyolojik evrim sorununu da beraberinde getiriyor.
Sonuçlar geçen haftanın sayısında yayınlandı Ulusal Bilimler Akademisi Dergisi Bildirileri (PNAS).
Mayalar mikroskopik bir mantar şeklidir; tek hücreli olmalarına rağmen, kalıplarda olduğu gibi bir dizi bağlı tomurcuklanma hücrelerinin oluşmasıyla çok hücreli olabilirler. Minnesota Üniversitesi'nde (UMN) bir bilim adamı ve makalenin ortak yazarı Will Ratcliff'e göre, deneyler bu gerçeğe dayanıyordu ve şaşırtıcı derecede basitti, daha önce yapılmamıştı. “Daha önce kimsenin denediğini sanmıyorum,” dedi ve ekledi: “Deneysel evrim yapan pek çok bilim adamı yok ve evrimle ilgili soruları yeniden yaratmaya değil, cevaplamaya çalışıyorlar.”
NSF'nin Çevre Biyolojisi Bölümü'nde program direktörü Sam Scheiner de şunları ekliyor: “Dünyanın neden insanlar da dahil olmak üzere bitki ve hayvanlarla dolu olduğunu anlamak için tek hücreli organizmaların grup olarak yaşama nasıl geçiş yaptığını bilmeliyiz. çok hücreli organizmalar. Bu çalışma, yüz milyonlarca yıl önce meydana gelen bir olaya göz atarak bu geçişi deneysel olarak gözlemleyen ilk çalışmadır. ”
Çok hücreli karmaşıklığa doğru atılan adımın zor olduğu, üstesinden gelinmesi çok zor olan evrimsel bir engel olduğu düşünülmektedir. Ancak yeni araştırma, sonuçta bu kadar zor olmayabilir.
Sonuçların elde edilmesi ilk deneyi sadece 60 gün sürdü. Maya ilk olarak besin açısından zengin bir kültüre ilave edildi, daha sonra hücrelerin bir gün büyümesine izin verildi. Daha sonra bir santrifüj kullanılarak ağırlıkça tabakalandırıldı. Maya hücresi kümeleri test tüplerinin altına indi. İşlem daha sonra hücre kümeleri alınarak tekrar taze kültürlere ilave edildi. Bunun altmış döngüsünün ardından, hücre kümeleri yüzlerce hücreden oluşan küresel kar taneleri gibi görünmeye başladı.
En önemli bulgu, hücrelerin sadece rastgele kümelenme ve birbirine yapışmamalarıydı; kümeler genetik olarak birbiriyle ilişkili olan ve hücre bölünmesinden sonra bağlı kalan hücrelerden oluşuyordu. Kümeler “kritik kütleye” ulaştığında, yavruların ayrılmasını sağlayan apoptoz olarak bilinen bir süreç olan bazı hücreler öldü.
Bu, basitçe ifade edersek, çok hücreli yaşama doğru bir süreçtir. Ratcliff tarafından açıklandığı gibi, “Tek başına bir küme çok hücreli değildir. Ancak bir kümedeki hücreler birlikte çalıştığında, ortak fayda için fedakarlık yaptığında ve değişime uyum sağladığında, bu çok hücreselliğe evrimsel bir geçiştir. ”
Bir dahaki sefere ekmek pişirdiğinizde veya kendi biranızı pişirdiğinizde, bu küçük maya hücrelerinin mutfağınızda sadece yararlı bir rolden çok daha fazla önem taşıdığını düşünün - ayrıca yaşamın en büyük gizemlerinden bazılarının çözülmesine yardımcı oluyorlar hem burada hem de başka yerlerde başladı.
