Tek Hücreli Canlılar ‘Fikirlerini’ Değiştirebiliyorlar

Evrim teorisine göre yaşamın başlangıcını oluşturan tek hücreli canlılar, günümüzde basit ve ilkel canlı türleri olarak görülüyorlar. Son yapılan araştırmalar ise durumun böyle olmadığını ortaya koyuyor.

Harvard Tıp Okulu’ndan (HMS) sistem biyologları, en azından tek hücreli canlılardan bir türün fikir değiştirebileceğini gösterdiler. Araştırmacılar, Stentor roeselii’nin kendisini rahatsız edecek dokunuşlardan kaçınmak için, kaçınma davranışları hiyerarşisi oluşturduğuna dair güçlü kanıtlar elde ettiler. 

Araştırmacılar, S. roeselii’yi tekrar tekrar rahatsız edici darbelere maruz bıraktıklarında, organizmanın verdiği yanıtlardan fikir değiştirebildiğini keşfettiler. Araştırmacılar, S. roeselii’nin bu nedenle bir karar verme kapasitesine sahip olduğunu düşünüyorlar. 

Bilim insanları, S. roeselii üzerindeki yaptıkları çalışmanın sonuçlarını 5 Aralık’taki Current Biology’de yayınladılar. HMS’nin Blavatnik Enstitüsü'nde sistem biyolojisi profesörü olan Jeremy Gunawardena, “Bulgularımız, tek hücrelilerin genellikle düşündüğümüzün dışında, çok daha karmaşık olabileceklerini gösteriyor” dedi. 

S.roeselii üzerinde çalışma gerçekleştiren araştırmacılar, böyle bir karmaşık davranış şeklinin evrimsel bir anlamı olabileceğini düşünüyorlar. Araştırmacılar, tek hücreli organizmanın, çok hücreli yaşamlardan önce yaşam piramidinin en tepesinde bulunan avcılar olduklarını söylüyorlar ve en tepedeki avcılar olmak için bu canlıların; nerede yenileceklerini, neden kaçınmaları gerektiğini bilecek kadar “zeki” olmaları gerekiyor. 

Harvard Tıp Okulu’ndan bilim insanlarının çalışması, tek hücreli S.roeselii üzerinde yapılan ilk çalışma değil. 1906 yılında Amerikalı zoolog Herbert Spencer Jennings, S.roeselii üzerinde çalışma yaptı. 

Jennings, tatlı su protistleri cinsinin üyelerinden olan S.roeselii’yi inceliyordu. Bu tek hücreli canlı, büyüklüğü ve gövdesinin şekli ile dikkat çekiyordu. Yüzeyi, çanı ve etrafında bir girdap oluşturarak yiyeceklerini ağzına sürükleyen kirpik denilen tüyleri ile S.roeselii, önemli bir tek hücrelidir. 

Herbert Spencer Jennings, bir mikroskop, bir el ve bir pipetle, S. roeselii’nin çevresel rahatsız edici maddelere maruz kaldığındaki davranışlarını tespit etti. Jennings, karmin tozu ile rahatsız edilen tek hücrelinin tozu engellemek için vücudunu tekrar tekrar bükeceğini belirtti. Rahatsızlık devam ederse parçacıkları ağzından uzaklaştırmak için tüylerinin hareketini tersine çevirir.  Eğer bu başarısız olursa, tek hücreli tekrar büzülür. Eğer bu da başarısız olursa S.roeselii tutucusunu çözer ver yüzerek ortamdan uzaklaşır.

Jennings’in bu çalışması, tek hücreli S.roeselii’nin hiyerarşik davranışını ortaya çıkarıyor. Tek hücreli canlı, sıralı tercihlerle ile durumlar karşısında farklı davranışlar sergiliyordu. Jennings’in gözlemi, tek hücreli canlıların karmaşık davranışlara sahip olabileceğini gösterdi. 

Deney büyük bir ilgi ile karşılandı. Ancak deneyi tekrarlama çabaları başarısız oldu. Tekrarlama çabalarının başarısız olması, Herbert Spencer Jennings’in bulgularını itibarsız hale getirdi ve deney unutuldu. 

Jennings’in deneyi 1967 yılında tekrarlanmaya çalışıldı. Ancak bu deney başarısızlıkla sonuçlandı. 1967’deki deneyde araştırmacılar, S.roeselii tek hücrelisini bulamadıkları için Stentor coeruleus kullandıkları için deney süreci başarısız oldu. 

Harvard Tıp Okulu’ndan Jeremy Gunawardena, 1967’deki deneyin başarısızlığını tespit ettikten sonra deneyi tekrarlamak için çalışmak istedi. Jeremy Gunawardena, üniversitenin maddi yardımı olmadan Cambridge Üniversitesi’nden arkadaşı Sudhakaran Prabakaran ve Joseph Dexter ile deneyi tekrarladı. 

Deneyi tasarlayıp çalışmaya başlayan ekip, ilk olarak tek hücreli canlıyı karmin tozu ile rahatsız etmeye çalıştılar. Karmin tozuna karşı çok az tepki elde edebildiler. Araştırmacılar, karmin tozu yerine plastik boncukları kullandıklarında daha etkili tepkiler elde edebildiklerini keşfettiler. 

Üç araştırmacı, deneylerinin sonunda Jennings’in elde ettiği verileri elde etmeyi başardılar. Ancak üçlü davranış hiyerarşisini gözleyemediler. Aksine deneydeki tek hücrelilerin tepkileri arasında önemli farklılıklar varmış gibi görünüyordu. 

Gözlemin başarısız olduğu noktada araştırmacılar, matematiği kullanmaya karar verdiler. Araştırmacılar, gözledikleri davranışları bir dizi sembolle kodlamak için bir yöntem geliştirdi ve sonra davranış kalıplarını belirlemek için istatiksel analizi kullandılar. 

Yapılan istatiksel analiz çalışmasının ardından, tek hücreli S.roeselii canlısının, davranışlarında bir hiyerarşi gözlendi. Rahatsız edici durumla karşılaşan S.roeselii, çoğu zaman aynı anda silikalarını bükerek ve değiştirerek ilk hareketi yapıyordu. Rahatsızlık devam ederse yeniden büküldü ya da ortamdan ayrılmak için yüzdü. Analizler, canlıların bu davranışları hep aynı sıralar ile uyguladığını gösterdi. 

Araştırmacılar, tek hücreli canlıların karmaşık davranışlar gösterdiğini bir tür üzerinde kanıtlamanın önemli olduğunu düşünüyorlar. Çalışmanın yazarları, tek hücrelilerin karmaşık davranışlarını diğer biyoloji alanlarını da bilgilendirebileceğini düşünüyorlar. 

Kaynak: Webtekno