Japon Balığınız İğrenç Akvuryumunuzla Kendi Alkolünü Üreterek Başa Çıkıyor

Balık kafayı çekiyor.

Yaşayan çoğu canlı için, özellikle de nefes alan türler için, iyi bir oksijen tedariği olmadan yaşamak pek eğlenceli değildir. Japon balığı bu konuda epey tuhaf bir istisna.

Carassius cinsi balıklar (diğer adıyla japon balığı), ortamın oksijen bakımından yetersiz hale geldiği bu elverişsiz dönemleri atlatmak ve hayatta kalmak için zeki bir yöntem geliştirmişler; alkol yapıyorlar. Şimdi bunu nasıl yaptıklarını biliyoruz.

Biyoloji’ye giriş dersinde, oksijenin karbonhidrat glukoz ile birleşerek karbondioksit ve su oluşturduğunu ve bize enerji sağladığını öğreniriz. Su nispeten kullanışlı olsa da, karbondioksit, ortama boşalttığımız bir yan üründür.

Bazen dokularımız, yoğun bir hareket patlaması esnasında olduğu gibi yerel oksijen tedariklerini tüketirler veya ortam geçici olarak düşük tüketimde çalışır.

Bizim gibi çoğu hayvan, eksiklik ile başa çıkmak için, oksijen olmadan glukozdan bir parça daha enerji alabilen enzim güzergahlarına sahiptir. Maalesef bu durum, bizi laktik asit adı verilen kötü bir maddeyle başbaşa bırakır.

Laktik asit, Cori döngüsünün bir parçası olarak karaciğerde sonunda yeniden glukoza döner.

Diğer bir ifadeyle, bu yalnızca kısa vadeli bir çözümdür. Eğer laktik asit artmaya devam ederse, dokuların pH’sini düşüren ve her türden soruna sebep olan laktik asidozuna yol açar.

Nâçizane japon balığının bu konuda endişelenmesine gerek yok. Bu uzun ömürlü evcil hayvanın, laktik asidi biraz daha az tehlikeli bir molekül olan etanola dönüştürdüğü onyıllardır biliniyordu.

Etanol, laktik asitten farklı olarak, balığın solungaçlarını kaplayan suda epey kolay şekilde yayılıyor. *

Diğer hiçbir omurgalıda bu yetenek yok. Bu yüzden Oslo ve Liverpool Üniversitelerindeki bilim insanları, balığın sırrını keşfetmeye giriştiler.

Ortaya çıktığına göre japon balığının ataları yaklaşık 8 milyon yıl önce, piruvat dehidrojenaz multienzim bileşiğinden sorumlu olan genlerin kopyalarını üretmiş.

Orjinal genler, enerji üreten metabolik bir döngüye girmek amacıyla piruvat adı verilen bir glukoz türevini hazırlamayı kapsayan orjinal işlevi kaybetmemiş.

Bu arada bu genlerin kopyaları zamanla değişmiş bira mayasındakine benzer bir enzim yapmak üzere evrimleşmişler. Bu enzim, piruvik asidi daha sonra etanola dönüşen asetaldehite (veya etanala) dönüştürüyor.

Balık genelde oksijenli solunumda kullanmak için yüzgeçlerinden oksijen emerek, diğer omurgalılar ile aynı güzergahı kullanıyor.

Oksijen düşük olduğu zaman, güzergah kanal değiştirerek etanol üretiyor. Fazla verimli olmasa da, balığın şartlar iyileşene kadar aylarca yatması için yeterli.

Oslo Üniversitesi’nden baş araştırmacı Cathrine Elisabeth Fagernes, “Bu araştırma, biyolojik yeniliğin evrimindeki tam genom kopyalarının ve türlerin önceden misafirperver olmayan ortamlara uyum sağlamasının rolünü vurguluyor” diyor.

Japon balığı, akvaryumunuzdaki taş kalenin üstünde daireler çizerek kendini evinde gibi hissedebilir, fakat ataları, doğadaki buz gibi sularda uzun kış dönemleriyle başa çıkmak zorundaydı.

Neyse ki hava bir yere gitmek için fazla soğuktu.

Liverpool Üniversitesi’nde bir evrimsel fizyolog olan araştırmacı Michael Berenbrink şöyle söylüyor: “Kuzey Avrupa’daki yaşam alanlarında, buz kaplı göletlerde birkaç ay sürebilen oksijensiz dönemlerde japon balığındaki kandaki alkol yoğunlukları, bu ülkelerde içkili araba kullanma sınırının üstünde olan 100 mililitre başına 50 miligramdan fazlaya ulaşabiliyor.”

“Ancak yine de bu, içinde insanların da bulunduğu diğer omurgalılar oksijenden yoksun oldukları zaman metabolik yan ürün laktik asit ile dolmaktan çok daha iyi bir durum.”

Bu durum, japon balıklarının neden soğuk ve zar zor oksijen barındıran büro akvaryumunuz ile başa çıkacak kadar dirençli olduklarını da açıklayabilir.

Araştırma, epey etkileyici olan biyolojik bir acayipliği aydınlatmanın dışında, kopya yoluyla bir eksaptasyon örneğini (bir özelliğin işlevinde evrimleşen bir değişimi) gösteriyor.

Genelde, solunumu kapsayanlar gibi önemli işlevler, farklı bir görev edinmek için öylece istifa edemezler. Bu vakada, bir kopya sahibi olmak çok işe yaramış.

Bu araştırma Scientific Reports bülteninde yayınlandı.

* Bu durumun balık fanusunu elverişli bir kokteyl yaptığını düşünen insanlar için sorumluluk kabul etmiyoruz.

ScienceAlert