Egzotik deniz canlıları, hayvanlar aleminin şafağını aydınlatıyor

Yaşam tarihindeki en büyük geçişlerden biri, 600 milyon yıldan daha uzun bir süre önce, tek hücreli bir organizmanın ilk hayvanları doğurmasıyla meydana geldi. Hayvanlar, çok hücreli vücutlarıyla, 200 tonluk balinalar, gökyüzüne 10 kilometre yükselen kuşlar ve çöl kumullarında süzülen yardımcılar gibi baş döndürücü bir şekiller dizisine dönüştü.

Bilim adamları, anatomileri ve nasıl yiyecek buldukları hakkında sorular da dahil olmak üzere, ilk hayvanların neye benzediğini uzun zamandır merak ediyorlardı. içinde sabit Çarşamba günü yayınlanan bilim adamları, taraklı jöleler adı verilen az bilinen jelatinimsi yaratıklar grubunda cezbedici cevaplar buldular. İlk hayvanlar hala bir sır olsa da, bilim adamları petek denizanalarının hayvan soy ağacının en derin dalına ait olduğunu bulmuşlardır.

Hayvanların kökeni hakkındaki tartışmalar onlarca yıldır devam ediyor. İlk başta, araştırmacılar ipuçları için büyük ölçüde fosil kayıtlarına güvendiler. En eski belirli hayvan fosilleri yaklaşık olarak tarihlenmektedir. 580 milyon yıl, bazı araştırmacılar daha da eski bir tane bulduğunu iddia etse de. Örneğin 2021’de Kanadalı bir paleontolog olan Elizabeth Turner bir keşif bildirdi. 890 milyon yıllık olası sünger fosilleri.

Süngerlerin en eski hayvan olduğu mantıklı. Kasları veya sinir sistemleri olmayan basit yaratıklardır. Kendilerini okyanus tabanına demirlerler, burada bir gözenekler labirentinden suyu filtreleyerek yiyecek parçalarını yakalarlar.

Süngerler aslında o kadar basittir ki, hayvan olmaları şaşırtıcı gelebilir, ancak moleküler yapıları akrabalıklarını ortaya koymaktadır. Sadece hayvanların ürettiği kollajen gibi belirli proteinleri yaparlar. Üstelik DNA’ları, diğer yaşam türlerinden çok hayvanlarla akraba olduklarını gösteriyor.

1990’lardan başlayarak, bilim adamları daha fazla hayvan türünden DNA topladığında, hayvanın soy ağacını çıkarmaya çalıştılar. Bazı araştırmalarda, süngerler ağacın en derin dalına ulaştı. Bu senaryoda, hayvanlar ancak süngerler çatallandıktan sonra bir sinir sistemi geliştirdi.

Ancak 2000’lerin başında, diğer bilim adamları şaşırtıcı derecede farklı bir sonuca vardılar. Faunanın en derin dalının, genellikle okyanusun derinliklerinin karanlığında titreşen kendine özgü bir yanardöner bant dizisi oluşturan ince, oval yaratıklar olan jöleli şekerler olduğunu keşfettiler.

Pek çok uzman, hayvanların evriminin düşündüklerinden daha garip olduğu anlamına geldiği için bu sonucu kabul etmekte isteksizdi. Öncelikle, tarak jelleri bir sünger kadar basit değildir. Bir sinir sistemine sahipler: vücutlarının etrafında dolaşan ve kaslarını kontrol eden bir nöron ağı.

Jöle-tarak-sünger tartışmasını çözmek için dünyanın dört bir yanından araştırmacılar daha fazla okyanus hayvanı türünden DNA topladılar. Tek tek genlere bakmak yerine, araştırmacılar tüm genomu nasıl sıralayacaklarını buldular.

Ancak yeni veri seli, tartışmayı çözmede başarısız oldu. Bazı bilim adamları sonunda süngerin en derin dal olduğu bir ağaç kurarken, diğerleri taraklı jöleyi kesti.

Nature dergisinde yayınlanan yeni çalışma, hayvanların evrimini izlemek için DNA’yı kullanmanın yeni bir yöntemini temel alıyor.

Daha önceki çalışmalarda bilim insanları, belirli mutasyonların farklı hayvan dallarında nasıl ortaya çıktığını incelediler. Bir mutasyon, baz olarak bilinen bir genetik harfin farklı bir harfe dönüşmesine neden olabilir. Bu mutasyon daha sonra hayvanın torunları tarafından miras alınacaktır.

Ancak bu mutasyonlar güvenilmez tarihsel belirteçler olabilir. Temel bir harften diğerine geçebilir ve milyonlarca yıl sonra orijinal mektuba geri dönebilir. Alternatif olarak, aynı taban, birbiriyle ilgisiz iki soyda aynı harfi gösterebilir. Bu paralel gelişme, iki soyun yakından ilişkili olduğu yanılsamasını yaratır.

Yeni çalışmada, Viyana Üniversitesi’nde evrimsel bir biyolog olan Darren Schultz ve meslektaşları bunun yerine farklı bir tür genetik değişime baktılar. Nadir durumlarda, DNA’nın büyük bir kısmı yanlışlıkla bir kromozomdan diğerine çaprazlanır.

Bilim adamlarının böylesine büyük bir mutasyona aldanmaları pek mümkün değil. Aynı DNA parçasının aynı yere ikinci kez gitme olasılığı astronomik olarak düşüktür. Ayrıca o parçanın tam olarak geldiği yere geri dönmesi de imkansızdır.

Dr. Schultz, “Bir şeyin olduğuna dair doğrudan kanıt,” dedi.

Ekibi, dokuz hayvanın kromozomlarındaki genetik materyalin hareketlerini ve hayvanların üç tek hücreli akrabasını izledi. Süngerlerin ve diğer hayvanların genomlarında tamamen aynı yerde birkaç DNA parçası buldular. Ancak bu parçalar taraklı denizanalarında ve bunların tek hücreli hayvan akrabalarında farklı bir konumdaydı. Bu keşif, Dr. Schultz ve meslektaşlarını peteklerin diğer hayvanlardan önce ayrıldığı sonucuna götürdü.

Çalışmada yer almayan Vanderbilt Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Antonis Rocas, “Bu, konuya yeni bir yaklaşımla yeni bir bakış” dedi.

2021’de yapılan bir çalışmada tarak jöle, Dr. Rocas ve meslektaşları tarafından onaylandı. Yeni analizin güçlü bir doğrulama sağladığını söyledi.

Rocas, “Tartışmanın bittiğini söylememeyi öğrendim,” dedi. “Ama bu iğneyi hareket ettiriyor.”

Çalışma, yaşayan hayvanların ortak atalarının neye benzemiş olabileceği konusunda yeni ve merak uyandıran olasılıklar ortaya çıkarıyor. Eğer taraklı denizanaları, sinir sistemleri ve kaslarıyla hayvan ağacının en derin dalıysa, belki de ilk hayvanlar basit ve süngerimsi değildi. Ayrıca sinir sistemleri ve kasları da vardı. Sünger ancak daha sonra sinir sisteminden vazgeçti.

Dr. Schultz, petek denizanalarının hayvanların var oluşundan bu yana değişmeyen canlı fosiller olarak değerlendirilmemesi konusunda uyarıda bulundu. “Bugün yaşayan bir şey, bugün yaşayan bir şeyin atası olamaz” dedi.

Bunun yerine, araştırmacılar artık sinir sistemlerinin diğer hayvanlarınkine ne kadar benzer ve farklı olduğunu görmek için jöleleri taramaya çalışıyorlar. Yakın zamanda, Oxford Brookes Üniversitesi’nde hücre biyoloğu olan Mike Keitelman ve meslektaşları, sinir sistemlerini mikroskobik olarak inceleyebilmek için jöle larvalarını dondurdu. Gördükleri onları şaşkına çevirdi.

Hayvanlar aleminde, nöronlar genellikle sinaps adı verilen küçük boşluklarla birbirinden ayrılır. Kimyasalları serbest bırakarak boşluk boyunca iletişim kurabilirler.

Ancak Dr. Kettleman ve meslektaşları metatarsal jel nöronları incelemeye başladıklarında, nöronlar arasındaki sinapsları bulmakta zorlandılar. “O noktada, ‘Bu ilginç’ gibiydik” dedi.

Sonunda, aralarında herhangi bir sinaps bulamadılar. Bunun yerine, metakarpophalangeal sinir sistemi sürekli bir ağ oluşturur.

Dr. Kettleman ve meslektaşlarına göre Bulgularını geçen ay rapor ettim, ve hayvanların kökeni için başka bir olasılık üzerinde spekülasyon yaptı. Petek denizanaları, aynı yapı taşlarından bazılarını kullanarak, kendilerine özgü sinir sistemlerini diğer hayvanlardan bağımsız olarak geliştirmiş olabilir.

Dr. Kittelmann ve meslektaşları şimdi bu fikrin geçerli olup olmadığını görmek için diğer tarak jöle türlerini inceliyorlar. Ama bir daha şaşırdıklarına şaşırmazlar. “Hiçbir şey varsaymamalısın,” dedi.