Hayatın yumurtalar için talimatları ne zaman ortaya çıktı? Tavuk mu önce geldi, yumurta mı? Eğer genel olarak yumurtalardan bahsediyorsak, yumurta önce geldi diyebiliriz. Ancak, eski bir tek hücreli organizma üzerine yapılan yeni bir çalışma, yumurtaları “yaratmak” için gereken genetik araçların, hayvanlar ortaya çıkmadan çok önce var olmuş olabileceğini öne sürüyor.
Cenevre Üniversitesi’nden araştırmacıların gerçekleştirdiği bu çalışma, embriyogenez (bir hücreli döllenmiş yumurtanın çok hücreli bir embriyoya dönüşmesi süreci) evrimsel kökenlerini belirlemeye odaklandı. Bu sürecin ilk adımı, hücre bölünmesinin gerçekleştiği ancak büyümenin olmadığı bölünme aşamasıdır. Bu aşama ve embriyogenezin diğer anahtar unsurları, hayvan evrimi boyunca korunmuş özelliklerdir.
Buna rağmen, bilim insanları embriyogenezin nasıl ortaya çıktığı hakkında çok az bilgiye sahiptir. Dünya üzerindeki yaşam tek hücreli olarak başladı; peki, nasıl oldu da tek hücreli bir yapı çok hücreli bir hayvana dönüşebilen bir süreci geliştirdi?
Araştırma ekibi, bizim uzak akrabalarımızdan biri olan ve yaklaşık bir milyar yıl önce hayvanlara giden evrimsel yoldan ayrılan tek hücreli protist Chromosphaera perkinsii’yi inceledi. Laboratuvarda, araştırmacılar C. perkinsii’nin gelişimini uzun süreli parlak alan canlı görüntüleme tekniği ile gerçek zamanlı olarak gözlemlediler. Bu gözlemler sonucunda, C. perkinsii hücrelerinin yaklaşık 65 saat boyunca büyüdükten sonra, daha fazla büyümeden çok hücreli bir koloniye dönüştüğünü keşfettiler.
Ekip ayrıca, bu aşama sırasında ifade edilen gen türlerine ve sonuç olarak üretilen biyomoleküllere daha derinlemesine baktı. Yine, hayvan embriyogenezi ile benzerlikler ve hayvan yumurtalarının olgunlaşmasında görülen moleküler araç setine benzeyen unsurlar buldular. Araştırma ekibi, “İlk bölünmeden önce, C. perkinsii, oosit olgunlaşmasına benzer şekilde, anahtar hücresel bileşenleri (proteinler ve lipitler gibi) üretir ve biriktirir,” diye yazdı.
Çalışmayı yöneten Omaya Dudin, yaptığı açıklamada, “C. perkinsii tek hücreli bir tür olmasına rağmen, bu davranış, türde çok hücreli koordinasyon ve farklılaşma süreçlerinin, Dünya’daki ilk hayvanların ortaya çıkmasından çok önce var olduğunu gösteriyor,” dedi.
Çalışmanın bulgularının embriyogenez ve özellikle bölünme evrimi için ne anlama geldiği tartışmalı. C. perkinsii’de görülen süreç, hayvanlarda görülen süreçle ortak bir evrimsel yola mı sahip, yoksa benzer şeyler birbirinden bağımsız olarak mı evrildi?
Her halükarda, “Çok yakın zamanda keşfedilen bir tür, bizi bir milyar yıl öncesine götürüyor,” diyerek sonuçlandırdı çalışmanın baş yazarı Marine Olivetta.
Editör Yorumu:
Özetle bu araştırma, hayvanların nasıl evrimleştiğini anlamamıza yardımcı olacak önemli bir ipucu sağladı. Çalışma, tek hücreli organizmalarda bile çok hücreli yaşam için gerekli bazı temel süreçlerin, hayvanlar ortaya çıkmadan çok önce var olabileceğini gösteriyor. Yani, ilk hayvanların evriminden önce, bazı hayvan davranışlarına benzeyen bazı süreçler zaten tek hücreli organizmalarda mevcuttu. Bu, embriyogenez ve hücre bölünmesinin evrimsel kökenlerini daha iyi anlamamıza olanak tanıyor.
Ancak araştırmacılar, bu süreçlerin evrimsel olarak hayvanlara mı ait olduğunu yoksa birbirinden bağımsız olarak mı geliştiğini tam olarak bilmiyorlar. Yine de, yapılan keşifler bizi bir milyar yıl öncesine götürüyor ve bu da bilim dünyası için heyecan verici bir gelişme. Bu bulgular, canlıların evrimi ve çok hücreli yaşamın nasıl geliştiği hakkında daha fazla soru sormamıza neden olacak gibi görünüyor.
Çalışma Nature dergisinde yayımlandı.