Kırmızı tüp solucanlarının izinde

-Batuhan

Atlantis’te işler yoğun bir şekilde sürüyor, dalışlar sorunsuz bir şekilde devam ediyor, bol bol veri üretip örnek toplamaya devam ediyoruz. Ekip olarak güzel bir uyum yakalamış durumdayız, ilgi ve mutlulukla çalışmaktayız. İş güç arasından zaman ayırabildiğim bu vakitte derin deniz hidrotermal bacalarına bağımlı, East Pasific Rise’da ve Galapagos Sırtı’nda sülfür üfleyen bacalarda baskın tür olan, buradaki diğer canlılara besin sağlayan, bizim de dalışımızda bol bol gördüğümüz ve günlerdir örneklediğimiz dev tüp solucanlarından bahsetmek istiyorum.

Photo credit Lisa Tossey, UDEL, AT37_11 George Luther cruise to the East Pacific Rise

 

Dev tüp solucanlarının bilimsel adı Riftia pachyptila. Görece yeni keşfedilmiş bir tür diyebiliriz, 1977 yılında Galapagos Rift (Galapagos Çöküntüsü) adı verilen bölgede Alvin ile çalışma yapan bir jeolog ekibi tarafından keşfedilip örneklenen tür 1981 yılında Merredith Jones tarafından tanımlanmış ve bulunduğu yere ithafen Riftia adı verilmiş. Dev tüp solucanları Polychaeta adı verilen alt-şubeye dahil, bu şubede bol bol deniz solucanı var, ancak bu solucan türlerinin büyük çoğunluğu su kolonunda sürüklenir halde yaşıyorlar ve boyutları 2-3 santimetrenin üzerinde çok tür yok. Dev tüp solucanları ise sülfür açısından zengin bölgelere yerleşiyor ve 2 metreye varan boya ulaşabiliyor.

Dev tüp solucanlarının en önemli özelliği ise diğer hayvanlardan farklı olarak ağız açıklığına sahip olmamaları. Bu özellik keşfedildiği zaman bilim insanlarını oldukça düşündürmüş; bir hayvan nasıl olur da beslenmeden hayatta kalabilir ve bu kadar hızlı büyüyebilir? Cevap dev tüp solucanının trofozom adı verilen organında saklı: sülfid oksitleyip besin üreten endosimbiyotik bakteriler.

Bu birliktelik yüz milyon yıl öncesine kadar uzanan (fosil kaydı ve moleküler kanıtların gösterdiğine göre) başarılı bir sistem, sülfid oksitleyen bakteriler tüp solucanının trofozom hücrelerinin içine yerleşmiş durumda. Riftia, oksijen ve sülfide kolayca bağlanıp ayrılabilen özel bir hemoglobin tipine sahip, biz insanlarda bulunan hemoglobin bu işi sadece oksijen ile güzel bir şekilde yapabiliyor (sülfürden ayrılmakta sorun yaşıyor, o yüzden zehirli, aman dikkat). Dev tüp solucanının kırmızı, oldukça geniş yüzey alanına sahip tüye benzer organ (İngilizcesi “plume”) ile hidrotermal kaynaklardan gelen sudaki sülfidi topluyor, bu sülfid hemoglobine bağlanıyor ve kan ile birlikte trofozoma gönderiliyor. Sülfidin oksitlenmesi için gereken oksijen de derin denizdeki soğuk suda çözünmüş oksijenden geliyor, onu taşıyan yine kandaki hemoglobin molekülü. Sülfid ve oksijeni alan bakteriler sülfidin oksitlenmesi sırasında ortaya çıkan enerjiyi kullanarak karbondioksiti indirgiyor ve organik madde üretiyor; bu mekanizmayı da ileriki yazılardan birinde daha detaylı anlatacağım. Bu
organik maddeler bakteri ve riftianın gelişimi için yeterli besini sağlıyor. Yeterliden de öte, dev tüp solucanları bulundukları bölgeye gün ışığı kaynaklı besin neredeyse ulaşmamasına rağmen Polychaeta şubesinin büyüme rekortmenleri, yılda 20-30 cm uzayıp on yıldan kısa bir süre içinde 2 metre boya ulaşabiliyorlar. Bu hızlı biyokütle üretimi çevrelerindeki ekosisteme de yansıyor, hidrotermal bacalardan sülfür içerikli sıvıların yayılmaya başlamasından bir kaç yıl sonra bu kaynaklar etrafında balıklara değin varan onlarca tür yaşamaya başlıyor. Tabii türlerin temel amaçlarından biri genlerini bir sonraki nesle aktarmak, dev tüp solucanı gibi yaşaması için özel şartlar gereken bir tür bunu nasıl yapıyor? Endosimbiyotik bakteriler “doğuştan” onlarla beraber mi? Bu sorunun cevabı da oldukça ilginç. Dev tüp solucanlarının dişileri yağ içeriği oldukça yüksek yumurtalardan milyonlarca üretip suya salıyorlar (bir kaç videoda bu anı yakalamış durumdayız, izlemesi çok keyifli), erkek dev tüp solucanları da spermleri suya bırakıyorlar. Spermle birleşen yumurta yüksek yağ içeriği sayesinde su kolonunda yükseliyor ve yüzlerce kilometre öteye taşınabiliyor. Bu sırada larva yavaş bir şekilde gelişmeye devam ediyor, larvaların endosimbiyotik bakterileri yok ama ağız açıklıkları var, yolda kendi endosimbiyotik bakterilerini ediniyorlar, gelişimin ileri safhalarında bu açıklık kapanıyor. Sülfür kaynağı bulacak kadar şanslı olan larvalar burada mutlu mesut bir yaşama başlıyorlar ve çevrelerinde yeni bir ekosistemin gelişmesinde de önemli bir rol oynuyorlar.

Bu seferdeki dalışlarda dev tüp solucanı örnekleri önemli bir yer tutuyor, laboratuvar arkadaşım Beverley dev tüp solucanı ile yaşayan endosimbiyotik bakteri ile demir oksitleyen bakteriler arasındaki evrimsel ilişkiyi bulmak için günlerdir bakteri kültürleri oluşturmakta. Ben de farklı bacalarda yaşayan dev tüp solucanlarından genetik örnekler topluyorum. Aynı zamanda solucanlar etrafındaki sıcak su kaynaklarından örnekler alınıp elektrokimya ölçümleri yapılmakta. Bu verileri birleştirerek dev tüp solucanlarının yeni oluşmakta olan bölgeleri kolonize edişi, yayılışı ve evrimi hakkında soruların cevaplanmasında adım atıp yeni sorular sorabileceğiz.

 

Photo credits

Lisa Tossey, UDEL, AT37_11 George Luther cruise to the East Pacific Rise

UDEL, AT37_11 George Luther cruise to the East Pacific Rise, WHOI, DSV Alvin