Ornitorenk Genomu: Dünyanın En İlginç Memelisi, Nasıl Bu Kadar Tuhaf Hale Geldi?

0
1973
Doug Gimesy/Australian Geographic

Sıklıkla dünyanın en ilginç memelisi olarak düşünülen ve Avustralya’da yaşayan kunduz benzeri, ördek gagalı ornitorenk, acayip özellikler sergiliyor: Bebek doğurmak yerine yumurtluyor, süt salgılıyor, zehirli çıkıntılar barındırıyor ve hatta 10 cinsiyet kromozomu içeriyor. Şimdiyse Kopenhag Üniversitesi önderliğinde çalışan uluslararası bir araştırma takımı, ornitorenk genomuna yönelik benzersiz bir haritalama çalışması yürütmüş ve bu canlının tuhaf özelliklerinden bazılarının kökenine ilişkin cevaplara ulaşmış.

Yumurtluyor fakat emziriyor, dişleri yok, zehirli bir çıkıntısı var, perdeli ayakları var, parlayan bir kürkü var ve 10 tane cinsiyet kromozomu var. Bu acayip, ördek gagalı, yarı sucul canlı; Avrupalılar kendisini 1700’lü yılların sonunda Avustralya’da keşfettiğinden beri araştırmacıları şaşkına çevirmiş.

Günümüzde araştırmacılar, sıklıkla dünyanın en ilginç hayvanı şeklinde düşünülen ornitorengin nasıl bu kadar benzersiz hale geldiğini hâlâ anlamaya çalışıyor. Şimdiyse araştırmacılar, üç gün önce yayımlanan bir çalışmayla birlikte bu canlıyı anlama yolunda büyük bir aşama kaydetmişler. Kopenhag Üniversitesi’nde çalışan biyologların önderlik ettiği 42 araştırmacı, ornitorenk genomunun haritasını ilk kez bütünüyle çıkarmış.

Biyoloji Bölümü’nde çalışan biyoloji profesörü Guojie Zhang şöyle aktarıyor: “Ornitorenk, aslında memeliler sınıfına ait. Fakat kendisi genetik olarak memelilerin, kuşların ve sürüngenlerin bir karışımı. Atalarının esas özelliklerinin çoğunu muhafaza etmiş; bu durum, muhtemelen içinde yaşadığı ortama uyum sağlama başarısına katkıda bulunuyor.”

Biyoloji Bölümü’nde çalışan Profesör Guojie Zhang, şöyle açıklıyor: “Bu eksiksiz genom, ornitorenklerin bir kısım acayip özelliğinin nasıl ortaya çıktığına cevap bulmamızı sağladı. Ornitorenk genomunun şifresini çözmek, biz insanlar da dahil olmak üzere diğer memelilerin nasıl evrimleştiğini anlamamız bakımından önem taşıyor. Biz ve diğer plasentalı memelilerin yumurtlamak yerine, bebek doğuran hayvanlara nasıl dönüştüğünü öğrenmede anahtar rolü taşıyor.”

Ornitorenk, günümüzdeki çağdaş memelilerin ortaya çıkmasından milyonlarca yıl önce var olmuş antik bir memeli grubuna, tek deliklilere ait. Latince adı Monotremata olan bu sınıf, ilkel memeliler alt sınıfının varlığını sürdürmeyi başarmış tek temsilcisi.

Yumurtluyor, süt salgılıyor ve dişleri yok

Ornitorengin en olağan dışı özelliklerinden biri de, yumurtlamasına rağmen bebeklerini emzirmek için kullandığı süt bezlerine sahip olması. Fakat yavrularını meme ile değil, vücudunda meydana gelen terleme ile besliyor.

İnsanlar kendi evrim süreçlerinde, vitelojenin genleri adı verilen ve yumurta sarısının üretiminde önem taşıyan üç genin tümünü de kaybetmiş. Diğer taraftan tavuklar, hâlâ bu üç genin tamamına sahip. Yapılan yeni çalışma, ornitorengin bu üç vitelojenin geninden ikisini 130 milyon yıl civarı önce kaybetmesine rağmen, birini halen taşıdığını gösteriyor. Ornitorenk, geriye kalan bu tek gen yoluyla yumurtlamaya devam ediyor. Bu durumun sebebi de ornitorenklerin yavruları için süt üretmesinden dolayı, muhtemelen kuşlar ve sürüngenler gibi yumurta sarısı proteinleri oluşturmaya bağımlı olmaması.

Vitelojenin genleri, diğer bütün memelilerde kazein genleriyle yer değiştirmiş. Bu genler, memeli sütünün önemli bir bileşeni olan kazein proteinini üretme kabiliyetinden sorumlu. Yeni araştırma ise ornitorenklerin kazein genleri de taşıdığını ve bu yüzden sütlerinin inek, insan ile diğer memelilerin sütlerine oldukça benzer bir bileşim barındırdığını gösteriyor.

“Bu durum bize, varlığını halen sürdüren memeli türlerindeki süt üretiminin, 170 milyon yıldan uzun süre önce; Jura dönemindeki ilk dinozorlar ile beraber yaşamış ortak bir atadan gelen aynı gen takımıyla geliştiğini gösteriyor” diyor Guojie Zhang.

Ornitorengi bu kadar benzersiz yapan bir diğer özellik ise, memelilerin büyük çoğunluğundan farklı şekilde dişsiz olması. Bu tek deliklinin en yakın akrabalarının dişleri olsa da, çağdaş ornitorenk besinleri ezmek için kullanılan iki boynuz plakasıyla donanmış. Yeni çalışma, ornitorengin dişlerini yaklaşık 120 milyon yıl önce, diş gelişiminden sorumlu sekiz genin dört tanesi ortadan kalktığı zaman kaybettiğini ortaya çıkarıyor.

10 cinsiyet kromozomu bulunan tek hayvan

Araştırmacıların araştırdığı bir başka ornitorenk tuhaflığı ise, cinsiyetlerinin nasıl belirlendiği olmuş. Hem insanlar, hem de Dünya üzerindeki diğer tüm memeliler, cinsiyeti belirleyen iki cinsiyet kromozomu taşıyor. Bu X ve Y kromozom sisteminde XX dişi, XY ise erkek oluyor. Fakat Avustralya’daki ördek gagalı arkadaşlarımızın da içerisinde bulunduğu tek delikliler, beş Y ve beş X kromozomuyla birlikte 10 cinsiyet kromozomu taşıyor.

Neredeyse eksiksiz olan kromozom seviyesindeki genomlar sayesinde araştırmacılar şimdi, tek deliklilerin atalarındaki bu 10 cinsiyet kromozomunun bir halka biçiminde düzenlendiğini ve sonraları koparak birçok ufak X ve Y kromozomuna ayrıldığını öne sürebiliyorlar. Genom haritasının çıkarılması, tek deliklilerdeki bu cinsiyet kromozomlarının büyük bölümünün, insanlardan ziyade tavuklarla daha fazla ortak nokta barındırdığını da gösteriyor. Fakat araştırmanın gösterdiği şey, memeliler ve kuşlar arasındaki evrimsel bir bağlantı.

Ortinorenk hakkında bazı ilginç gerçekler

  • Ornitorenk, Avustralya’nın doğusu ile Tazmanya’ya özgü bir canlı. Kendisi korunan bir tür ve IUCN, neredeyse tehlike altında olduğunu belirtiyor.
  • Ornitorenklerin memeli olarak görülmesinin sebepleri arasında süt bezleri barındırmaları, kıllarının çıkması ve orta kulaklarında üç kemiğin bulunması yer alıyor. Bu özelliklerden her biri, bir memelinin belirlenmesinde yardımcı oluyor.
  • Ornitorenk, tek delikliler (monotreme) memeli takımına ait. Bu isim verilmiş çünkü tek delikliler işeme, dışkılama ve cinsel üreme için tek bir çıkış kullanıyor.
  • Bu hayvan mükemmel bir yüzücü olmasının yanında, zamanının çoğunu nehirlerde böcek ve kabuklu deniz hayvanı avlayarak geçiriyor.
  • Özgün gagası, çamurlu nehir yataklarında avların yerini belirlemek için kullanılan elektriksel algılayıcılar ile dolu.
  • Erkek ornitorenk, bacaklarının arkasında zehirli bir çıkıntıya sahip. Bir köpeği öldürecek kadar etkili olan bu zehir, erkekler bölge mücadelesi verdiği zaman yayılıyor.
  • 2020’de yapılan bir başka çalışma ise ornitorenklerin kürkünün ışınır nitelikte olduğunu göstermiş. Hayvanın kahverengi kürkü, morötesi ışık altına yerleştirildiği zaman mavi ve yeşil bir renk yansıtıyor.

Yeni çalışmada kullanılan ve çok sayıda son teknoloji yöntemi bir araya getiren ileri gen dizileme teknolojisi, araştırma takımının hem ornitorenk, hem de kuzeni ekidne üzerinde kromozom seviyesinde ve neredeyse eksiksiz bir genom haritası çıkarmasına olanak sağlamış. Bu iki tür, tek delikli hayvanların günümüzde yaşayan tek üyeleri. Elde edilen gen verileri, daha önce yapılan genetik haritalama çalışmalarındaki boşlukların yüzde 90’ını dolduruyor. Kromozomlarda, %96’dan fazla genom dizilimi gerçekleştirilmiş.

Araştırmacılar, tek delikli genleri ile tavuk, insan, sıçan, Tazmanya canavarı ve kerkentekele genlerini karşılaştırmışlar.

Araştırma Nature bülteninde yayımlandı.

 

 

 

 

Kaynak: Kopenhag Üniversitesi Fen Bilimleri Fakültesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here