‘Hiç de sandığımız gibi değilmiş.’
Bir denizyıldızına baktığınızda, beş köşeli gövdesinin hangi bölümünün kafası olduğu belli değildir. Bu soru, onlarca yıldır biyologların kafasını karıştırmış. Fakat yeni bir araştırma, denizyıldızının bütün gövdesinin bir kafa gibi davrandığını söylüyor. Geçtiğimiz hafta Nature bülteninde yayımlanan çalışmada aktarılan bulgular, denizyıldızları ve diğer derisidikenlilerin özgün şekilli vücutlarının nasıl evrimleştiğini açıklığa kavuşturmuş olabilir.
Kafa ve gövde arayışı
Denizyıldızları, derisidikenliler adı verilen bir hayvan grubuna ait omurgasız canlılar. Bu grupta ayrıca denizkestaneleri ve yassı su kirpileri de bulunurken, tüm bu canlıların vücutları beş eşit ve simetrik bölümden oluşuyor. Derisidikenliler evrimlerinin ilk zamanlarında, insanlar gibi iki ayna taraflı bir ataya sahipmiş.
İngiltere’deki Southampton Üniversitesinde çalışan makalenin eş yazarı ve evrimsel biyolog Jeff Thompson, “Derisidikenlilerin farklı vücut kısımlarının diğer hayvan gruplarında gördüğümüz vücut bölümlerinden farklı olması, onları inceleyen bilim insanları için bir gizem olarak kalmıştı” diyor. “Çift taraflı akrabalarında, vücut bir kafa, gövde ve kuyruktan oluşuyor. Fakat bir denizyıldızına baktığımızda, bu bölümlerin çift taraflı hayvanların vücutlarıyla nasıl bir bağlantısının olduğunu görmek mümkün değil.”
Yeni çalışmada uluslararası bir araştırma takımı, denizyıldızlarındaki moleküler işaretleri ikincil ağızlılar adı verilen daha geniş bir hayvan grubuyla karşılaştırmış. Bu grubun içerisinde denizyıldızları gibi derisidikenliler ve omurgalıların da içinde bulunduğu çift taraflı hayvanlar yer alıyor. İkincil ağızlıların hepsi ortak bir atadan geliyor. Dolayısıyla bu canlıların gelişimlerini birbiriyle karşılaştırmak, derisidikenlilerin bu özgün beş uçlu vücut planlarının nasıl evrimleştiğine dair ipuçları sunabilir.
Bilim insanları birden çok yüksek teknoloji moleküler ve genetik yöntem kullanarak, denizyıldızının büyüme ve gelişimi sırasında farklı genlerin nerede ifade edildiğini görmeye çalışmış. Mikro-CT taraması da bilim insanlarının hayvanların şekil ve yapısını daha detaylı anlamasına imkan tanımış.
Denizyıldızının haritası
Stanford Üniversitesi, Berkeley – California Üniversitesi ve Pasifik BioSciences firmasında çalışan takım üyeleri, RNA tomografisi ve hücre içi hibridizasyon adı verilen yöntemler kullanarak bir denizyıldızının üç boyutlu gen ifadesi haritasını oluşturup, belli genlerin gelişim sırasında nerelerde ifade edildiğini görmek istemiş. Araştırmacılar özellikle, denizyıldızının sinir sistemi ve cildini de içeren dışderisinin büyümesini kontrol eden genlerin ifadesini haritalamışlar.
Bunun sonucunda, genç denizyıldızlarında neredeyse her yerde kafa gelişimiyle ilişkili gen imzalarına rastlamışlar. Bir hayvanın gövde ve kuyruk bölümleri için kodlama yapan genlerin ifadesi de çoğunlukla eksikmiş.
“Bir denizyıldızındaki genlerin ifadesini omurgalılar gibi diğer hayvan gruplarıyla karşılaştırdığımızda, vücut planının önemli bir kısmının kayıp olduğu görülmüştü” diyor Thompson. “Genelde hayvanın gövde örüntülenmesiyle ilişkili olan genler dışderide ifade edilmiyordu. Görünüşe göre bütün dışderi vücut planı, kabaca diğer hayvan gruplarındaki kafaya eşdeğer.”
Genelde bir hayvanın kafasının en ön kısmıyla ilişkilendirilen moleküler imzalar da, denizyıldızının beş kolundan her birinin ortasına doğru sınırlanmış.
Stanford Üniversitesinde çalışan evrimsel biyolog ve makale eş yazarı Laurent Formery, “Sanki denizyıldızında gövde tamamen eksikti” diyor. “Bu durum en iyi deniz tabanında emekleyen bir kafa şeklinde tanımlanabilir. Bilim insanlarının bu hayvanlarla ilgili varsayımlarına hiç benzemiyor.”
Denizyıldızları ve diğer derisidikenlilerin beş bölümlük vücut planları, bir zamanlar çift taraflı atalarının sahip olduğu gövde bölgesini kaybetmeleriyle evrimleş olabilir. Bu durum, iki simetrik kola sahip hayvanlardan farklı şekilde dolaşıp beslenme olanağı sunmuş olmalı.
“Araştırmamız, derisidikenli vücut planının düşünülenden daha karmaşık bir şekilde evrimleştiğini ve bu ilgi çekici canlılarla ilgili hâlâ öğrenecek çok şey bulunduğunu söylüyor” diyor Thompson. “Haklarında son on yıldır çalışma yürüten biri olarak, bu bulgular söz konusu hayvan grubuyla ilişkili düşüncelerimizi tamamen değiştirdi.”
Araştırma Leverhulme Tröstü, NASA, ABD Ulusal Bilim Vakfı ve Chan Zuckerberg BioHub tarafından desteklenmiş.
Yazar: Laura Baisas/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
