|
|
................... |
|
................... |
UZAY BOŞLUĞUNDA
HAYATTA KALMAK: TARDİGRADA |
Can Holyavkin
AçıkBilim.Com |
|
|
................... |
|
................... |
Mutlak sıfıra yakın sıcaklık, tam
vakum ortamı ve kozmik radyasyon… Bir canlı için belki de en zorlu
koşul, uzay boşluğu olsa gerek.
Bir insanın uzay boşluğuna korumasız olarak çıkması, saniyeler
içinde donmasına, akciğerlerinin çökmesine, kanındaki tüm
oksijenin gaza dönüşmesine neden olabilir. Durum, bizim gibi
kompleks canlılar için bu kadar vahim iken, sıra dışı bir canlı
türü, uzay boşluğunda zarar görmeden günlerce hayatta kalabiliyor.
Tardigrad’lar…
Günümüzde, Tardigrada şubesine bağlı 1000 farklı Tardigrad türü
tanımlanmış durumda. Habitatları o kadar geniş ki, Himalaya’lardan(+6000
metre) derin denizlere (-4000 metre), ekvatordan kutuplara kadar
her yerde bu türlere rastlamak mümkün. Aynı zamanda, göl, tatlı su
kaynakları, taş duvarlar ve çatı gibi daha ılımlı ortamlarda da bu
canlılar görülebiliyor. Genellikle nemli ortamlarda yaşayan bu
türler, düşük nem ortamlarında da hayatta kalabiliyor.
Tardigrad’ların popülaritesi de yaşadığı çevrelerin bu aşırı
özelliklerinden kaynaklanıyor. Bir çok canlıyı öldürebilecek olan
ortamlarda hayatta kalabiliyor. Mutlak sıfıra (−273 °C) yakın
sıcaklıklarda yaşayabilirken, çoğu hayvanın dayanabileceği
radyasyondan 1.000 kat daha fazla radyasyona direnç
gösterebiliyor.
Küçük Dev!
Aynı zamanda “Su ayısı” olarak da adlandırılan Tardigrad’lar
suda yaşayan, mikroskobik boyutlarda ve 8 bacaklı bir hayvan türü.
İlk defa 1773′te Johann August Ephraim Goeze tarafından keşfedilen
tür, su içinde yaşamasına rağmen bacaklara sahip olması yüzünden
“su ayısı” (Kleiner Wasser Bär) lakabını almış. Keşfinden 3 yıl
sonra İtalyan biyolog Lazzaro Spallanzani tarafından “Yavaş
Yürüyen” anlamındaki Tardigrada adı verilmiş. Işık
mikroskoplarında rahatlıkla görünen yetişkinlerinin boyu 1.5 mm’yi
bulurken, en küçükleri0.1 mm’nin altında olabiliyor. Hayata yeni
başlamış bir larvalarının boyutu ise sadece 0.05 milimetre.
Tardigrad’lar, silindirik bir vücuda bağlı, biraz tombul
sayılabilecek 4 çift bacağa sahip. Baş kısmını saymazsak, 4
bölmeli olan vücudu, her bölmesinde eklemsiz ve 4 pençeli bacaklar
barındırıyor. Pençeli bacaklar, kum tanelerine veya bitki
yüzeylerine tutunmalarını sağlıyor. Kitin’den oluşan dış katmanı
(kütikül) ise periyodik olarak yenileniyor.
Yapısal Özellikleri
Tardigrad’ların bir diğer ilginç özelliği ise “eutelic” olması.
Bunun anlamı, bireylerin doğum anında sahip olduğu hücre sayısının
hayatları boyunca sabit kalması. Aynı türdeki tüm bireyler de aynı
sayıda hücreye sahip. Kimi türler 40.000 kadar hücre
barındırırken, kimileri daha az hücreye sahip. (“Eutelic”
organizmaya diğer bir örnek olarak yuvarlak solucanlar
verilebilir.) Üremeleri ise eşeyli olabileceği gibi, partenogenez
ile gerçekleşebiliyor. Yani dişi yumurtası, döllenmeden bir birey
oluşturabiliyor.
Tardigrad’lar, bizim sahip olduğumuz gibi solunum organlarına
sahip değiller. Gaz alışverişi, tüm vücut yüzeyi üzerinden
gerçekleştiriliyor. Ağız kısmı ise “stylet” adı verilen keskin,
bıçak benzeri yapılara sahip. Bu kısımlar ile bitki hücrelerini,
algleri, küçük omurgasızları ve hatta diğer Tardigrad’ları
tüketebiliyorlar.
Tardigrad’ları Ne Yok Eder? Hiçbir Şey!
Bu canlılar üzerinde gerçekleştirilen gözlemler, bu türlerin sıcak
su kaynaklarında, Himalaya’ların tepe noktalarında, katı buz
katmanlarının altında ve okyanus çökeltilerinde yaşam
bulabildiğini gösteriyor. Şimdi Tardigrad’ların dayanabildiği bu
aşırı çevre şartlarına biraz değinelim, ardından bu dirençlerini
neye, hangi mekanizmalara borçlu olduklarına inceleyelim..
Sıcaklık:
Tardigrad’lar, 151 °C sıcaklıkta dakikalarca hayatta kalabiliyor.
Aynı şekilde -200 °C’de de zarar görmeden günlerce yaşayabiliyor.
Mutlak sıfırın 1 °C üstünde (-272 °C’de) de bir kaç dakika boyunca
canlı kalabilir.
Basınç:
Bu türler, aşırı derecede düşük basınçta (vakum ortamında) da
canlı kalabiliyor. Benzer şekilde atmosferik basıncın 1200 katı
kadar yüksek basınçlarda da canlılığını kaybetmiyor. Yapılan
önceki uzay deneylerinde, uzay vakumuna doğrudan 1o gün boyunca
maruz kalan Tardigrad’ların Dünya’ya geri getirildiklerinde canlı
kaldığı görülmüş. Tardigrad’ların bazı türlerinin ise atmosferik
basıncın 6000 katına dayandığı bilinmektedir. Ki bu basınç,
okyanus tabanının en derin noktasındaki (Mariana Çukuru) basıncın
yaklaşık 6 katı.
Susuzluk:
Tardigrad’lar, mutlak kuru bir ortamda 10 yıl boyunca hayatta
kalabilmektedir.
Radyasyon:
Çoğu canlı için ölümcül radyasyon seviyelerinde, Tardigrad’lar
hayatta kalabilir. 5000 Gy ve 6200 Gy gibi radyasyon seviyelerinde
hayatta kaldığı gözlemlenmiştir. Kıyaslama yapmak istersek,
insanlar için 10 Gy’nin ölümcül olduğunu söylemek yeterlidir. 2007
Ekim’de gerçekleştirilen Foton-M3 adlı uzay uçuşu sırasında kozmik
radyasyona maruz kalan Tardigrad’lar Dünya’ya geri
döndüklerinde%68′den fazla oranda hayatta kalabilmiş ve hatta
sağlıklı yavru verebilmiştir. Mayıs 2011 yılında Endeavour
mekiğinin son görevi STS-134′te de Tardigrad’lar üzerinde yoğun
çalışmalar gerçekleştirilmiştir.
Çevresel Toksinler:
Tardigrad’ları chemobiosis adı verilen evreye girerek, çevresel
toksinlere karşı yüksek direnç gösterebilirler. Ancak, bu konuda
gerçekleştirilen laboratuvar çalışmaları hala sürmektedir.
Peki Nasıl?
Peki Tardigrad’lar bu aşırı ortamlara nasıl dayanabiliyorlar?
Öncelikle, şunu belirtmekte fayda var: Yukarı sayılan aşırı
koşullarda, Tardigrad’lar aktif olarak hayatta kalmıyorlar. Onun
yerine Cryptobiosis adı verilen yarı-ölü evreye geçiyorlar. Kış
uykusuna benzer bu evrede, metabolizma hızı neredeyse
sıfırlanıyor. Cryptobiosis evresinde en belirgin değişikliklerden
biri ise programlı su kaybı.
Aşırı düşük sıcaklıklarda, Tardigrad’ların vücutlarındaki su
oranını %85′ten %3′e kadar azalıyor. Bu şekilde, düşük
sıcaklıklarda vücut suyunun donması ile meydana gelecek hasarlar
önlenmiş oluyor. (Donma sırasında meydana gelen en büyük hasar,
hücre içindeki suyun kristalleşerek hücre zarlarına fiziksel
zararlar vermesidir.) Tardigrad’lar hücrelerindeki suyu atarak,
olası kristallenmeleri önlüyor. Bu direnç mekanizmasına da
Cryobiosis adı veriliyor.
Su kaybı, radyasyon direncinde de rol alıyor. Bu konu ile ilgili
çalışmalar sürse de, temel direncin, vücutlarındaki düşük seviye
sudan geldiği öne sürülüyor. Radyasyonun hücre içinde meydana
getirdiği reaktif moleküller, susuz ortamda tepkime veremiyor.
Düşük miktarda su, olabilecek “zararlı” reaksiyonların da meydana
gelme riskini bu şekilde azaltıyor.
Tardigrad’lar vücutlarındaki tüm suyu attıklarında, kıvrılıp şekil
değiştirerek “tun” adlı formu alıyor. Bu durumda, metabolizma,
normal seviyesinin %0.01′inden daha az seviyede çalışıyor.
Vücutlarındaki su seviyesi ise normalin %1′ine kadar inebiliyor.
Tardigrad’lar Üzerine Gelecek Çalışmalar
Cryptobiosis üzerinde gerçekleştirilecek çalışmalar,
Tardigrad’ların bu “hayatta kalma becerilerini” diğer
organizmalara da uygulanmasını sağlayabilir. Nitekim, 2004 yılında
bu konu ile ilgili gerçekleştirilen çalışmalar, aşı
teknolojilerinde bazı gelişmeleri sağlamış bile. Cryptobiosis
özelliği ile, bazı patojenleri öldürmeden kurutmak mümkün. Bu
sayede, aşının içeriğindeki “zayıflatılmış organizmalar” kuru
şekilde saklanabiliyor. Genel kullanıma açılırsa “kuru aşılar”,
soğutuculara gereksinimi ortadan kaldıracak, dağıtım ve depolama
açısından önemli avantajlar yaratacak.
Benzer teknolojiler, spermlerin, tohumların kanın ve farklı
gıdaların saklanması için de ileride kullanılabilir. Kim bilir,
olası insan uygulamalarında, gezegenler arası yolculuklarda,
dondurarak uyutma işlemi pek ala mümkün olabilir.
KAYNAKCA:
Illionis Wesleyan University, Species Distribution Project
(http://www.iwu.edu/~tardisdp/tardigrade_facts.html)
Encyclopedia of Life, Tardigrada (http://eol.org/pages/3204/overview)
Wikipedia, Tardigrada (http://en.wikipedia.org/wiki/Tardigrade)
BBC Nature, Tardigrades: Water bears in space (http://www.bbc.co.uk/nature/12855775)
BBC News, High hopes for fridge-free jabs (http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/3754504.stm) |
|
|
|
|
|
|
|