Bitkiler nasıl oksijen üretir? Siyanobakterilere sorun
Araştırmacılar, nefes almanızı sağlayan oksijenin kaynağı olan fotosentezi “icat etmek” için sorumlu mikroorganizma grubunun soy ağacını ortaya çıkarıyor.
Bitkiler ve yosunlar tarafından gerçekleştirilen fotosentez sayesinde üretilen oksijen, insanlar ve hayvanlar için Dünya üzerinde yaşamı mümkün kılmaktadır .
Kabaca 2.3 milyar yıl önce, bazı siyanobakter türleri gelişmiş ve evrim geçirmiştir.
Bu, gezegeni tamamiyle değiştiren biyolojik buluş, bilindiği kadarıyla şimdiye kadar tektir ,bir ikincisi yoktur.Bunun yerine endosimbiyotik teoriye göre “bütün -yeşil- oksijen üreten organizmalar( bitkiler ve algae) evrimleri sırasında bir yerde hücrelerindeki siyanobakterileri organel olarak kapsar” denmiştir.
Caltech’teki jeobiyoloji profesörü Woodward Fischer, “Oksijenik fotosentez evrimsel bir tekillikti”diyor ayrıca belirli organizmaların güneş ışığının enerjisini karbon dioksit ve suyu besin kaynağı olarak kullanmak için şekere dönüştürme sürecine atıfta bulunarak oksijenin bir yan ürün olduğunu belirtiyor.
Fotosentez için ise “Siyanobakteriler fotosentezi icat etti ve nihayetinde yosun kloroplastları haline geldiler, bitkiler sadece karada hareket eden bir alg grubuydu.” Demiştir.
Yine de, siyanobakteriler dünyayı şekillendirdiği gibi, onlar hakkında günümüzde de nispeten az şey bilinmektedir. Birkaç yıl önceye kadar taksonomistler tarafından “mavi-yeşil yosunlar” olarak adlandırılmışlardı, ancak daha sonra bunların yosun olmadığını, tamamen farklı bir organizma türü olduğunu ortaya çıkarıldı.Bununla ilgili olarak Fischer, taksonomik anlayış eksikliğinin yüzünden siyanobakterilerin geçirdiği evrimin sırlarının çözümlenmesinin imkansız olduğunu söylemiştir. Fischer, “ uzun bir süredir onlar sadece kendi gruplarıydı, nereden geldiklerini veya hangi diğer organizmalarla ilişkili oldukları hakkında hiçbir yanıtımız yok” diyor.Bununla alakalı olarak “maymunlar hakkında bilgi sahibi olmadan insanlığın evriminden söz ettiğimizi hayal edin “diye örnekliyor Ficher.
Fischer , Caltech’ten meslektaşları ayrıca Avustralya’daki Queensland Üniversitesi’nin de katkılarıyla nihayet siyanobakterilerin soy ağacını incelemişlerdir ve bu çalışmaları Science dergisinde 30 Mart’ta yayınlanmıştır. Oksijenli fotosentezin ortaya çıktığı siyanobakterilerin gelişimindeki kesin noktayı belirlemeye yardımcı olan 41 kültürlenmemiş mikroorganizmanın genomlarını eklediler. İşte bu 41 tür, hepsi siyanobakterilerdir, ancak hiçbiri fotosentez için gen taşımaz ve bu nedenle yosunlar gibi bitkiler ve organikler üretmezler.
Fischer ve meslektaşları, muhtemelen oksijenik fotosentezi geliştirecek ilk ve tek grup olan siyanobakterilerin tek bir kolu olan Oxyphobacteria’yı keşfettiler. Onların en yakın akrabaları Melainabacteria, diğer ortamlardaki (insan dahil) hayvanların kasıklarında yaşar ve oksijen üretmezler. Bazıları, Melainabacteria’nın oksijen üretme becerisini zamanla kaybettiğini öne sürebilirken, kağıt üzerinde Sericytochromatia olarak tanımlananlardan sonraki en yakın siyanobakteri de oksijensiz fotosentez yapmamaktadır.
Bu keşifler, araştırmacıların bir organizmanın genomunu ilk önce laboratuarda ve kültürde çok fazla miktarlarda ayırmak zorunda kalmadan sıralamasına olanak tanıyan yeni teknoloji sayesinde yapıldı. Avustralya’daki Queensland Üniversitesi’ndeki doktora sonrası araştırmacı ve Science makalesinin yazar yardımcısı Rochelle M. Soo, “Şimdi mikrobik çeşitliliği değerlendirmek için kültürden bağımsız yöntemlerimiz var” . Ayrıca “Herhangi bir çevreye gidebilir, bir DNA örneği çıkarabilir, sıralayabilir ve bu ortamda yaşayan mikropların genomlarını kurtarabiliriz, kendimizden herhangi bir şey büyütmek zorunda kalmazsak, bunun yerine çevreye iş yapmasına izin veriyoruz ve zaten olanın sıralamasına izin veriyoruz” 41 yeni türün bazıları hayvanların bağırsağında-normal şartlarda olmaları gereken yerde- bulundular, diğerleri ise örneklenmiş, ancak karakterize edilmemiş ve analiz edilmemiş olan diğer biyoloji araştırmalarının veri tabanından geldi.” Diyor Soo.
Kaynak: caltech.edu
