Ekstremofiller
Güncelleme tarihi: 20 Nis 2020
Yaşar Yurtsever – İstanbul Teknik Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik
Hepimizin mutlaka duyduğu bir canlı grubu var, ekstremofiller. Bu canlılar bizim ile yaşamayı pek sevmedikleri için çok uç koşullarda yaşamayı seçmiş bu şartlara göre evrilmişlerdir. Ekstremofiller arke veya bakteriler sıcaklık, pH, tuzluluk, UV radyasyon, toksik maddeler, kuraklık, açlık ve basınç gibi stres faktörlerine karşı kendilerini çevreye adapte etmişler ve bunu sağlayabilmek için özel proteinler ve enzimler üretmişlerdir. Bu canlılar bazen bir koşula bazen de birden fazla ek koşullara (polyextremophile) aynı anda dayanmak zorunda kalmışlardır. Ekstremofiller canlıların bu kadar dayanıklı olması bugünkü Mars araştırmalarında astrobiyoloji bilim dalının gelişmesinde inanılmaz katkı sağlamışlar ve bu alanda gerçekleştirilen dış uzayda yaşam araştırmalarına öncü olmuşlardır. Ekstremofiller zorlu koşullarda yaşamaya uyum sağlamakla kalmamış, büyümek, gelişmek, çoğalmak ve beslenmek gibi temel ihtiyaçlarını karşılamak için bu ekstrem koşullara bağımlı olmuşlardır. Bu koşullara bağımlı olmayıp da bu ekstrem koşulları tolere edebilen tolerant canlılar vardır, ancak bu canlılar ekstremofiller gibi aşırı koşullara dayanamazlar.
Ekstremofil canlılar çok farklı ortamlarda yaşamaktadır. Örneğin, okyanusun en derin noktalarından biri olan yaklaşık 11.000 m derinlikte Mariana Çukuru’nda bu canlılara rastlanmıştır, volkan bacalarının kenarlarında, en meşhur örneklerinden biri olan Amerika’daki Yellowstone Ulusal Parkı’nda bulunan gayzerlerin etrafında, en karanlık tuz, kömür dolu madenlerde, başka hiçbir canlının bulunamayacağı kadar yoğun tuzlu ortamlarda bulunmuşlar ve bulunmaya da devam edilmekteler. Hatta batan Titanic gemisinin üzerinde yapılan incelemelerde bu batıktaki demir ile beslenen ekstremofiller canlılar bulunmuş ve bu canlılar batığın gitgide yok olmasına neden olmaktadırlar (yaklaşık olarak 20 yıl içinde Titanic gemisinin batığının tamamen yok olacağı düşünülmektedir.).
Bu canlılar dayandıkları koşullara göre sınıflandırılmaktadır – Halofiller (büyüyebilmeleri için en az 0.2M tuz gerekli), Termofiller, Barofiller (yüksek bacınca dayanabilenler), Alkalifiller (pH 10 ve üzeri olan ortamlarda yaşayabilenler), Endolit ve Hipolit ( kayaların alt yüzeyinde ve altlarında yaşayanlar), Kazmolit (kaya çatlaklarında bulunanlar), Asidofil (pH 3 ve daha altında yaşayabilen canlılar), Hipertermofil (800 derece ve üzeri sıcaklıklara ihtiyaç duyanlar), Oligotroflar , Psikrofiller (büyüme sıcaklığı 150 derece ve altında olan canlılar), Toksitolerant (toksik maddelere, kimyasallara ve ağır metallere dayanabilen canlılar), Radiorezistantlar (zararlı, hatta ölümcül ışınlara dayanabilen canlılar) – Yakın tarihlerde keşfedilen canlılar oldukları için ve her sene bu alanda bir çok araştırma yapıldığı için sürekli yeni türler keşfedilmekte ve sınıflandırmalara yeni özellikleri eklenmektedir.
Bu canlıların içinde belki de en dikkat çekici olan özelliğe sahip olanlar halofillerdir. Halofiller düşük yoğunluktaki tuzlardan aşırı yoğun tuzlu sulara ve hatta tuz kayaçlarının etrafında keşfedilmişlerdir. Bulundukları suların tuzluluklarına göre de sınıflandırılırlar. Haloversatiller 17%’lik (yaklaşık 0.3 ve 0.8 Molar arası),Moderate (orta) halofiller yaklaşık olarak 20%’lik (yaklaşık 0.8M ile 3.4 M arasında), Ekstrem Halofiller de 32%’lik (yaklaşık 3.4M ile 5.3M arasında) ortamlarda büyüyebilirler ve yaşayabilirler. Karşılaştırma yapabilmek için deniz sularının ortalama olarak 0.6M olduğunu belirtmek gerekir. Ayrıca sanılanın aksine çok tuzlu ortamlar besin konusunda yetersiz değillerdir, bu ortamlarda organik karbon da bulunmaktadır. Uzayda yaşam arayışlarında özellikle de donmuş su veya eskiden su bulunduğu bilinen bir yerde halofillerin bulunma olasılığına dikkat edilir. Çünkü bu canlılar üzerinde yapılan deneylerden biri (ESA) bu canlıların uzay boşluğundaki şartlarda bırakıldığında birkaç hafta yaşayabildiğini göstermiştir. Bu deney canlılığın dış uzaydan geldiği hipotezini (Panspermia) destekler bir kanıt sunmuştur. Yani Halophiller tuz kristallerinin içinde gezegenler arası seyahat etmiş olabilirler.
Bu ekstremofil arke ve bakterilerin gen araştırmaları sayesinde genetik mühendisliği alanında yeni bir araştırma alanı oluşmuştur ve bu canlıları programlayarak çevre sorunlarına, çeşitli gıda problemlerine ve hastalıklara çare aramaya çalışmaktadırlar. Bu alanda bir örnek, gene Mariana Çukuru’nda petrol ile beslenen bir ekstremofil türü bulundu. Fakat bu alanda dalış ve örnek toplama işlemleri çok masraflı olduğu için yeterli araştırma yapılamadı ancak denizlerdeki petrol kirliliği ve petrol gemilerinden sızan petrolleri temizleyebilecek canlıların olması bu alandaki masrafların düşmesine ve çevre felaketlerinin önlenmesine yardımcı olabilir.
Kaynakçalar
1. https://evrimarsivi.wordpress.com/2011/08/20/ekstremofiller-ve-astrobiyoloji-yaklasimlari/
3. McGenity T.J., Gemmell R.T., Grant W.D., Stan-Lotter H., “Origins of halophilic microorganisms in ancient salt deposits”, Environmental Microbiology (2000) 2(3), 243±250 , Minireview , (2000)
4. Dassarma S., “Extreme Halophiles Are Model For Astrobiology”, DOI: 10.1128/microbe.1.120.1, (2006)
5. I.N. Reid, W.B. Sparks, S. Lubow, M. McGrath, M. Livio, J. Valenti, K.R. Sowers, H.D. Shukla, S. MacAuley, T. Miller, R. Suvanasuthi, R. Belas, A. Colman, F.T. Robb, P. DasSarma, J.A. Mu¨ller, J.A. Coker, R. Cavicchioli, F. Chen and S. DasSarma1, “Terrestrial models for extraterrestrial life: methanogens and halophiles at Martian temperatures”, International Journal of Astrobiology 5 (2): 89–97 (2006) , doi:10.1017/S1473550406002916 , (2006)