Karmaşık hücrelerin nasıl evrimleştiğini düşünüyoruz - Adam Jacobson

Tüm dersi görüntüleyin: http://ed.ted.com/lessons/how-we-think-complex-cells-evolved-adam-jacobson

Küçük bir kuşu yutup birden uçma yeteneği kazandığınızı düşünün ya da bir kobra yiyip aniden zehir tükürebildiğinizi! Yaşam tarihi boyunca (özellikle karmaşık yapılı ökaryot hücrelerin evrimi sırasında) sürekli buna benzer şeyler yaşandı. Adam Jacobson, ortak yaşam tiplerinden olan bir simbiyotik organizmanın başka bir organizma içinde yaşaması olan "endosimbiyoz"u açıklıyor.

Ders: Adam Jacobson
Animasyon: Camilla Gunborg Pedersen.

Ya bir organizmayı özümseyip

yeteneklerini kazanabilseydiniz?

Bir kuşu yutup aniden uçma
yeteneği kazandığınızı farz edin.

Ya da bir kobra yiyerek

artık dişlerinizden zehir
akıtabildiğinizi düşünün.

Yaşam tarihi boyunca,

özellikle karmaşık yapılı ökaryot
hücrelerin evrimi sırasında,

bu tarz şeyler sürekli gerçekleşti.

Bir organizma başka birini içine aldı

ve ikisinin de yeteneğine sahip
yeni bir organizma ortaya çıktı.

2 milyar yıl kadar öncesinde,

Dünyada canlı olan tek organizmanın

zarlı organellerden mahrum olan
prokaryotlar olduğunu düşünüyoruz.

Sadece üçüne yakından bakalım.

Biri, hücre zarıyla maddelerin etrafını
sararak içine alma yeteneğine sahip

büyük, damlaya benzer bir hücreydi.

Bir diğeri, fotosentez yoluyla

güneş ışığını şeker moleküllerine
çevirebilen bir bakteri hücresiydi.

Üçüncüsü, şeker gibi
maddeleri parçalayarak

enerjilerini yaşam aktivitelerinde

kullanılabilecek bir halde
açığa çıkarıyordu.

Damla hücreleri ara sıra
küçük fotosentetik hücreleri içine aldı.

Daha sonra, bu bakteriler hücrenin
içinde yaşamlarını sürdürüp

normalde olduğu gibi bölünmeyi sürdürdü
ama var oluşları artık bağlıydı.

Eğer bu canlı birlikteliğine
denk gelseydiniz

onların beraberce
tek bir organizma olduklarını,

yeşil fotosentetik bakterinin
damlacığın bir parçası olup

yaşamsal faaliyetlerinden birini
gerçekleştirdiğini düşünebilirdiniz;

tıpkı kalbinizin sizin bir parçanız olup

kanın pompalanması işlevini
yerine getirmesi gibi.

Hücrelerin bu şekilde beraber
yaşamalarına endosimbiyoz denir,

bu, bir organizmanın başka bir
organizma içinde yaşamasıdır.

Ama endosimbiyoz burada durmadı.

Diğer bakteri de içeri girerse ne olur?

İşte şimdi bu türün hücreleri son
derece karmaşıklaşmaya başladı.

Daha da büyümeye ve kloroplast
ve mitokondri olarak isimlendirdiğimiz

iç içe, karmaşık yapılardan
oluşmaya başladılar.

Bu yapılar güneş ışığını kullanıp

bu yolla şeker üretip

bu şekerin de Dünya'nın atmosferinde yeni
yeni ortaya çıkmaya başlamış oksijen ile

yıkımını gerçekleştirmek
için beraber çalışırlar.

Organizmaların başka
organizmaları özümsemesi,

türlerin, değişen çevre şartlarına

adapte olma yollarından biriydi.

Bu küçük hikâye, biyologların
"Endosimbiyotik Kuram"ını,

karmaşık hücrelerin ortaya çıkışı üzerine
en iyi güncel açıklamayı ele alıyor.

Bu teoriyi destekleyen bir sürü kanıt var,

biz üç ana parçayı inceleyelim.

Öncelikle, vücudumuzdaki
kloroplast ve mitokondri,

tıpkı o antik bakterilerin
çoğaldığı gibi çoğalıyor,

bu arada bunlar doğada hâlâ mevcut.

Hatta, eğer hücredeki bu yapıları
yok ederseniz yenileri ortaya çıkmıyor.

Hücre bunları üretemiyor.

Yalnızca kendisini çoğaltabiliyor.

İkinci kanıt.

Hem kloroplast hem de mitokondri
kendi DNA'sına ve ribozomlarına sahip.

Antik bakterilerin DNA'larına oldukça
benzeyen DNA'ları, halkasal bir yapıda,

ayrıca birçok benzer genleri var.

Kloroplast ve mitokondrinin ribozomları,

başka bir deyişle protein
üretim makineleri,

antik bakterinin ribozomuyla aynı yapıda

ancak ökaryot hücrede
bulunan ribozomlardan farklı.

Son olarak, içine alma aşamasında
yer alan zarları düşünelim.

Kloropast ve mitokondri,
iç ve dış zar olmak üzere

kendilerini saran iki zara sahip.

İç zar, yapısında dış zarda mevcut olmayan

belirli protein ve yağları içeriyor.

Peki bu neden önemli?

Çünkü dış zarları aslında
damlasal hücreye aitti.

Endosimbiyoz aşamasında
hücreye alınırlarken

bu zarla çevrelendiler ve kendi zarlarını
iç zar olarak muhafaza ettiler.

Tahmin edeceğiniz üzere,

bu aynı yağlar ve proteinler,

antik bakterilerde bulunan
zarların ta kendisi.

Biyologlar, çeşit çeşit olan ökaryot
hücrelerin kökenini açıklamak için

bu teoriyi kullanıyorlar.

Yüzme havuzlarının duvarında
yetişen yeşil algleri ele alalım.

Kuyrukvari bir yapıya, başka bir deyişle
kamçıya sahip büyük bir ökaryot hücre

bunun gibi bir algi içine alıp bugün
öglena dediğimiz yapıyı oluşturdu.

Öglena fotosentez yapabilir,

oksijen kullanarak şekeri parçalayabilir

ve durgun sularda yüzebilir.

Teorinin öngörüsü üzerine,

içeri alınmadan önce
halihazırda iki zarları bulunduğundan,

öglenalardaki kloroplastlar üç zarlıdır.

Endosimbiyotik teorinin
içeri alım aşaması,

güçlü organizmaların
özelliklerini birleştirip

Dünya yaşamına daha iyi
uyum sağlamasını sağladı.

Sonuç, ayrı organizmalar
olarak başarabildiklerinden

çok daha fazlasını yapabilecek
potansiyelde yeni türler oldu

ve bu, bugün gezegende gözlemlediğimiz

mikroorganizmalara, bitkilere
ve hayvanlara zemin hazırlayan

evrimsel bir sıçrayıştı.