Katalog

Uçlarda Yaşam: Buzda, kuraklıkta, sıcakta, basınçta ölüme meydan okuyanlar Dünya üzerinde yaşamdan tümden yoksun olan çok az yer var. Koşullar ne denli uçlarda olursa olsun, hemen hemen her zaman o koşullara uyum sağlamak üzere evrilmiş canlılara rastlanır. Buz her ne kadar hücre zarlarını parçalasa ve sıcaklık hücre düzeneğini bozsa da, sıcaklıklardaki aşırılıklar yaşamın sürdürülmesi açısından bir engel oluşturmaz. Kimi canlılar donmuş halde bile yaşamlarını sürdürebilirken, kimileri hücrelerini katı şekere dönüştürerek onlarca yıl susuz kalabilir ya da başka canlıların barınamayacağı basınçlarda yaşayabilirler. ce öteki proteinlerin bozulmalarını önleyen ısı şoku proteinlerini depoluyorlar. Yuvalarından çıkınca da önlerine çıkan herhangi uzun bir şeye tırmanarak serinlemeye çalışıyorlar. Y eryüzünün, kimileri ölüme bile meydan okuyan, en güçlü ve direngen yaşam biçimlerinin barındığı bölgelerde bir gezintiye çıkmaya ne dersiniz? Sıcaklık 5 derecenin altına düştüğünde, hücre içindeki kimyasal tepkimeleri düzenleyen enzimler işlevlerini güçlükle görmeye başlar. Hücrelerin içinde ve çevrelerinde buz kristalleri oluşur. Bu kristaller hücrenin suyunu emerek, zarını ve içindekileri paramparça eder. Yine de, yeryüzündeki yaşam ortamlarının %80’inden çoğunda sıcaklık 5 derecenin altındadır ve buralarda soğuğa direnip yaşamlarını sürdürebilen canlı türleri hiç de az değildir. Mikroplar, bu kez, üste çıkmazlar ve yaklaşık eksi 15 derecede çoğalmaları son bulur. Daha karmaşık yapıda BUZ KESM Ş YERLER içeriği, kan ve hücre dışı öteki sıvıların donmasına izin vermek suretiyle yaşamını sürdürür. Antarktika iplik kurdu daha da ileriye giderek, hücrelerinin yalnızca çekirdek ve öteki işlevsel bölümlerini tutup, sıvı içeriğinin donmasına göz yumar. Dünya üzerinde hiçbir canlının karşı koyamayacağı tek durum ölümdür. Ancak kimi canlı türleri kurnazlıkları sayesinde bu yazgıyı ötekilerden daha uzun bir süre ertelemeyi başarırlar. ÖLÜME MEYDAN OKUMAK Sıcaklık yaşam açısından ciddi bir tehlikedir. Karada aşırı sıcaklık suyun buharlaşıp yok olması anlamına gelir. Su olmadıkça yaşam da olmaz. Ancak denizler için böyle bir sorun söz konusu değildir. Denizin derinliklerindeki hidrotermal ağızlarda sıcaklık 400 dereceye ulaşabilir. Canlıların kaldırabilecekleri sıcaklık üst sınırını, DNA ve proteinler gibi, karmaşık moleküllerin ayrışmaya başladığı nokta belirler. Bugüne dek yapılan kayıtlara göre yaşamın sürdürülebildiği en yüksek sıcaklık 121 derece. Bu sıcaklıkta canlı kalma rekoru, normal koşullarda hidrotermal ağızlarda yaklaşık 100 derecede yaşayan ve “Strain 121” olarak bilinen bir mikrop türüne ait. 2003’te laboratuvarda ısıtılarak 121 dereceye getirilen mikrop bundan hiç etkilenmemiş gibiydi. Sıcaklık 131 dereceye çıkartıldığında bile, çoğalamamasına karşın, yaşamda kalmayı sürdürdü. Sıcaklığa dayanmak, nedeni tam olarak bilinmese de, çok hücreli canlılar için daha güç bir durum. Bu canlıların büyük bir çoğunluğu 40 derecenin üzerine çıkıldığında ciddi sorunlarla karşılaşıyor. 1980’lerde Galapagos Adaları açıklarındaki hidrotermal ağızlarda bulunan ve “Pompei kurdu” adıyla bilinen tür dışında, 60 derecenin üzerinde yaşamını uzun süre devam ettirebilen tek bir ökaryot (zara yapışık çekirdekli canlılar) türü yok. Pompei kurtları hidrotermal ağızların duvarına iliştiklerinden kuyrukları 80 dereceye varan sıcaklıklara karşı karşıya geliyor. Bu canlı türü laboratuvar ortamında çok kısa bir süre yaşayabildiğinden, kuyruğun sıcakla nasıl baş edebildiği bilinmiyor. Karada en yüksek sıcaklıklara uyum sağlayabilen tür ise, çöllerde yaşayan Sahra’nın altın karıncası. Bu karınca türü 53 derecenin üzerindeki sıcaklıklara birkaç dakikalığına dayanıyor ve bu arada da öğle sıcağında telef olan öteki canlıları didikliyor. Karıncalar yuvalarını terk etmeden ön KAVURUCU SICAKLAR sınç artışının yarattığı etkilerle baş edebilmek amacıyla göğüs kafesi ve akciğerlerinin çökmesine göz yumarak havanın dışarıya boşalmasını sağlarlar. Böylelikle daha uzun bir süre soluk almadan ayakta kalabilirler, kanlarındaki oksijen bağlayıcı hemoglobin düzeyleri artar ve kaslarında fazladan miyoglobin adlı benzer bir molekül oluşur. Yine de, yalnızca birkaç yüz metre derinlikte basıncın biraz artması bir yığın başka sorunun ortaya çıkmasına neden olur. Hücre zarlarındaki önemli iletişim kanalları sıkıştıkça sinirler ve kalp kası da zorlanmaya başlar; birçok protein normal üç boyutlu biçimini alamaz ve biçimsel bozulmaya uğrar. Ne var ki, denizin dibi yaşam doludur. Basıncın yüzeyin 1000 katına ulaştığı, okyanusun en derin yerleri bile karidesi andıran çiftayaklar (amfipotlar) deniz hıyarları, ipliksi solucanlar ve benzeri solucanlar ve bakterilerle dolup taşıyor. Okyanusların en derin noktalarından bir kaç bin metre üzerine, 8730 metreye dek, yaşamlarını sürdürebilen balıkların neden daha derinlere inemedikleri bilinmiyor. Bu maları bedene dağılan ısıdan daha hızlı biçimde ısı üretir. Devinimsiz durumdayken yalıtım için gerekli olan kalın yağ katmanı ile sorun çözülür. Mavi balinadan daha büyük bir hayvan olmayabilir, ama onu gölgede bırakacak boyutta başka canlı türleri var. Bunların en büyüğü “kallavi mantar” adı verilen bal mantarıdır (Armillaria ostoyae). Oregon’daki Malheur Ulusal Ormanı’nında bulunan mantarın boyutu tam olarak bilinmemekle birlikte, giderek genişlediği ve şimdilerde 965 hektarlık bir alanı kapladığı belirtiliyor. En oylumlu bitki türü ise, Kaliforniya Ulusal Parkı’nda bulunan ve gövde hacmi yaklaşık 1500 metreküp olan General Sherman adlı dev sekoya ağacı. Yaşayan en uzun ağaç yine Kaliforniya’da bulunan Hyperion adlı 115 metre uzunluğundaki kızılağaç. Bu ağacı bir tek Avustralya’da bulunan ancak şimdi yıkık olan 143 metrelik okaliptüs ağacı geçebildi. En üstteki yaprakların köklerden suyu çekerken yaşadıkları güçlükler esas alınarak yapılan hesaplamalar bu ağacın kuramsal üst sınıra yakın uzunlukta olduğunu gösteriyor. 120 yıl boyunca susuz kalabildiler saltık sıfıra yakın olan 272.8° C sıcaklıkta yaşamlarını sürdürebildiler 151° C sıcaklığa dayandılar uzay boşluğunda yaşayabildiler. Avrupa Uzay Ajansı tarafından Eylül 2007’de uzaya fırlatılan deneysel uyduda 10 gün canlı kalmayı başardılar. en derin okyanusun dibindeki basıncın altı katına eşit basınca dayandılar başka canlı türlerinde ölümcül etkiler yaratan ışınım miktarlarında ayakta kalabildiler. Yaşamı kısıtlayıcı unsurlar içinde baş edilmesi en güç olanı susuzluktur. Tüm hücrelerin kimyasal tepkimeleri gerçekleştirebilmeleri ve zarlarını koruyabilmeleri için suya gereksinimleri vardır. Hayvanların çoğunluğu için susuzluktan kurumak kesinlikle ölüm demektir. Ne var ki, su ayıları, tekerlekli hayvanlar (rotifera), ipliksi solucanlar (nematod), kimi karideslerin ve bir sinek türünün kurtçukları susuz da yaşayabilirler. Çoğu liken ve yosunlar, kimi mantar ve bakteriler ve yüzlerce çiçekli bitki türü de kurak dönemlerde kuruyup koşulların düzelmesini beklerler. Bu bekleyiş kimi zaman yıllar, hatta onyıllar boyu sürer. Bu canlıların tümü de hücrelerinin içinde ve çevresindeki su moleküllerinin yerini, hücrenin yapısını koruyan şekerlerle değiştirmek suretiyle susuzluğun üstesinden gelirler. Bu zekice bir çözüm olabilir, ama canlılar dünyasında yaygın olan bir çözüm değildir. Bu canlılar susuzlukla baş edebilmek için daha basit yöntemlere başvururlar. Örneğin, kimi kurbağa türleri kendilerini bir çukura gömerler ve yalnızca burun deliklerini dışarıda bırakacak biçimde, çevrelerine su geçirmeyen bir koza örüp yağışlı mevsim gelinceye dek uykuya dalarlar. Salyangozlardan timsahlara, sincaplardan bir tür lemura çok sayıda başka hayvan da uykuyla susuzluğun üstesinden gelmeye çalışır. Gelgelelim, bu canlıların tümü için de söz konusu yöntemler yalnızca geçici çözümler getirirler. Susuzluk, yeryüzünde yaşamı kısıtlayan en etkili unsurdur ve çoğu canlı türünün de bulduğu en iyi çözüm öncelikle kurak yerlerden uzak durmaktır. Rita Urgan, New Scientist, 13 Kasım 2010 Ş DDETL KURAKLIK Bir canlının boyutu ne denli küçük olabilir sorusu yaşamı nasıl tanımladığımız ile çakışıyor. Henüz bilinmeyen nedenlerden ötürü, hayvanlar çok ender olarak 100 yaşlarını görebiliyorlar. Ancak, her zaman olduğu gibi, burada da ayrıksı durumlar var. Bugüne dek bulunan en eski canlı hayvan türü denizlerde yaşayan Arctica islandica adıyla bilinen bir istiridye türü. Ming adı verilen bu canlı, kimi hesaplamalara göre, yaklaşık 400 yaşında. Bu canlıların neden öteki canlılardan daha uzun yaşadıkları kesin olarak bilinmese de, yaşamlarının bir noktasında ölüm oranlarının düştüğü biliniyor. Bu durum da söz konusu canlılarda yaşlanma sürecinin bizim bildiğimiz anlamda seyredip seyretmediği sorusunu gündeme getiriyor. Bitkiler eskiyen bölümlerdeki hücrelerin ölmesine izin verirken yenilerini üretmek suretiyle yaşlanma sorununun üstesinden geliyor. Bunun en uç örneğini, geniş bir alana yayılan ve kendi genetik kopyalarını oluşturmak suretiyle çoğalan “klonal” ağaçlar oluşturuyor. Bu ağaçlardan kalan örnekler en çok 130 yıllık gibi görünseler de, köklerinin yaklaşık 80.000 yıl öncesine uzandığı belirtiliyor. Gezegenimiz üzerinde belki de bilinen en eski canlı türünü Sibirya, Kanada ve Antarktika’nın donmuş topraklarında (permafrost) bulunan bakteriler oluşturuyor. Aktinobakteriler olarak bilinen bu bakterilerin yaklaşık 500.000 yıldır yaşadıklarına inanılıyor. Bunun nedeni metabolizmalarının çok yavaş olmasından ve son derece etkili DNA onarım düzeneklerinden kaynaklanıyor olabilir. Ne var ki, uzun yaşam konusunda hiç bir canlı “ölümsüz denizanası” ile boy ölçüşemez. Turritopsis nutricula adı verilen ve hücrelerini kendi kendine yenileyebilen bu tür, çiftleşme sonrasında yeniden gençleşiyor ve bu süreç sonsuza dek sürebiliyor. Bu tür denizanaları ancak başka deniz canlıları tarafından yendiklerinde ya da öldürüldüklerinde yok oluyorlar. M NYATÜR YAŞAMLAR Basınç artışının yol açtığı en önemli sorunlardan biri akciğerleri ve bedendeki öteki hava yollarını sıkıştırmasıdır. Dalış yapan ve 1000 metrenin üzerinde derinliklere inen deniz fili ve ispermeçet balinaları gibi memeliler ba Mavi balinalar daha büyük olsalar devinime geçtikleri anda aşırı ısınmayla karşı karşıya kalırlar, çünkü metaboliz CBT 1267/ 11 1 Temmuz 2011 CBT 1267/ 10 1 Temmuz 2011 ki canlılar bu koşulları kaldırır ve duruma ayak uydurmak için birtakım yöntemler geliştirir. Metabolizmalarının yan ürünü olarak kendi ısılarını üreten memeliler ve kuşlar bu açıdan daha üstün konumdadır. Ayrıca, bu canlılar bedenlerini tüylerle, kürkle ya da yağla sıcak tutar ya da imparator penguenlerde olduğu gibi, etten duvar oluşturup Antarktika’nın eksi 60 dereceye varan soğuğuna karşı koyar. Kendi beden ısılarını üretemeyen birkaç canlı türü bile bu koşullara direnebiliyor. Sözgelimi, böceği andıran Arktik yaykuyruklar kış yaklaşınca, donmayı önleyen moleküller sentezlemek ve buz kristallerinin çekirdeklenmesine olanak tanıyacak bağırsak içeriği ve bakteri gibi unsurları ortadan kaldırmak suretiyle beden sıvılarının donma noktasını düşürür. Ayrıca, hücreleri donma etkisinden koruyan şekerler ve glikoller üretir. Aralarında böceklerin de olduğu kimi canlılar donmuş halde bile yaşamlarını sürdürür. Boyalı kaplumbağalar, Kuzey Amerika’da yaşayan ağaçkurbağası ve benzeri kurbağa türleri bedenlerinin en önemli bölümlerini donmayı önleyici maddeler üreterek korurlar. Yaşamsal açıdan daha az önem taşıyan bölümlerinde de denetimli buzlanma yöntemini uygular. Kanada’ya özgü tüylü tırtıl bunun uç bir örneğidir. Bu canlı türü eksi 70 derecede kış uykusuna yatar ve bağırsak Kimileri topu topu 20 nanometre eninde olan virüsleri genelde kendilerini kopyalayabilen en küçük canlılar olarak değerlendiriliyorlar. Ancak, hücre içindeki asalaklar gibi, başka yaşam biçimlerine öylesine bağımlılar ki, çoğu zaman gerçek anlamda canlı değillermiş gibi algılanıyorlar. Bilinen en küçük bakteri, 2006 yılında kuzey Kaliforniya’da bulunan 200 nanometre çapındaki (E.coli çapının üçte biri) ARMAN adı verilen bakteri. Enleri 50100 nanometre arasında değişen yumurta biçimindeki bu minik yapılara insan kanında ve tükürükte rastlanıyor. Hücreleri andırmalarına ve görünürde hücre gibi bölünmelerine karşın, bu yapılar yaşam için gerekli herhangi bir genetik malzeme içermiyorlar. Yaşamın özünü genetik malzeme oluşturduğundan, en küçük canlıyı bulmanın bir başka yolu olası en küçük genomu belirlemektir. Bu durumda, insanlarda idrar yolu iltihaplanmalarına neden olan Mycoplasma genitalium adlı asalak bakterinin en küçük hücresel canlı olduğuna inanılıyor. canlıların hücrelerinde ayakta kalabilmelerini sağlayan akıllı uyarlamalar meydana geliyor. Bakterilerden balıklara, derin sularda yaşayan tüm canlı türlerinde hücre zarları daha esnek oluyor ve bunlar proteinlerin gerektiği gibi katlanmalarını sağlayan trietilamin adlı bir bileşimden yararlanıyorlar. BASINÇ ALTINDA Günümüzün ve evrim tarihinin bilinen en iri hayvanı mavi balinadır. 30 metre uzunluğunda, yaklaşık 190 ton ağırlığındaki mavi balinalar belki de boyut olarak bu tür canlıların üst sınırını oluşturuyor. DEVLER N SAVAŞI Su ayıları ya da tardigradlar tatlısulardan denizlere, bahçenizdeki yosunlardan en yüksek dağların tepelerinehemen hemen her yerde yaşayabilen minik omurgasız canlılardır. Metabolizmalarını devreden çıkartıp, kıvrılarak koşulların düzelmesini bekleme özelliğine sahip olan bu canlılar, dünyanın en dirençli yaratıkları arasında yer alıyorlar. Gerçekten de, su ayıları en olağanüstü koşulların sürdüğü çeşitli ortamlara dayanabilme rekoruna sahipler. Su ayıları: EN GÜÇLÜSÜ