Oksijen ve Bakteriler Arasındaki Şaşırtıcı İlişki Hakkında Keşif
HUN-REN Ekolojik Araştırma Merkezi (HUN-REN CER) araştırmacıları, milyarlarca yıl önce yaşamış bakteriler hakkında benzersiz bir bulgu yapmıştır. HUN-REN web sitesinin bildirdiğine göre, uluslararası bir araştırmacı ekibinin, içerisinde Macar araştırma ağı uzmanlarının da bulunduğu son çalışmasında, bakterilerin milyarlarca yıl içinde nasıl evrim geçirdiğini ve oksijene nasıl adapte olduğunu muhteşem detaylarla ortaya koydu.
Araştırmanın amacı iki katmanlıydı: ana bakteri gruplarının ne zaman evrimleştiğini tam olarak belirlemek ve bakterilerin oksijeni nasıl kullanma yeteneğinin nasıl evrimleştiğini ve yayıldığını yeniden oluşturmak. Bunun için araştırmacılar Büyük Oksidasyon Olayı (GOE)’nı bir referans noktası olarak kullandılar. Büyük Oksidasyon Olayı, yaklaşık 2.33 milyar yıl önce gerçekleşmiş ve siyanobakteriler tarafından fotosentez yoluyla atmosferdeki oksijen miktarını dramatik bir şekilde artırmıştır.
Daha önce nadir fosil bulunması nedeniyle zor olan bu süreç, araştırmacılar tarafından jeolojik ve genetik verilerin kombinasyonunu kullanarak incelendi. Makine öğrenimi (ML), antik aerobik bakterileri tanımlamak için kullanıldı, ardından Bayesyen istatistik yöntemleri kullanılarak bu bakterilerin ortaya çıkma zamanı tahmin edildi, bu bakterilerin oksijeni kullananların GOE’den sonra evrimleştikleri varsayılarak.
Çalışma, 1.007 bakteri genomunun evrimsel tarihini yeniden oluşturdu ve toplam 84 anaerobik-aerobik geçiş buldu. Bunların çoğu GOE’den sonra gerçekleşti, ancak en az üç durumda bunlar atmosferdeki oksijen birikiminden neredeyse 900 milyon yıl önce gerçekleşmiştir.
Bu, bakterilerin oksijeni yaygın olarak mevcut hale gelmeden çok daha önce oksijeni kullanabilen yetenekte olduğunu göstermektedir.
“Oksijeni kullanma yeteneğinin, oksijen üreten fotosentezden önce var olabileceği ve hatta fotosentezde önemli bir rol oynayan genlerin evrimine yardımcı olabileceği” ilginç bir şekilde belirtiliyor.
Araştırma, bugün hayatta olan tüm bakterilerin ortak atasının Dünya’nın tarihindeki en erken dönemlerinde, yaklaşık 4.4-3.9 milyar yıl önce yaşamış olduğunu öne sürmektedir. Ana bakteri suşları daha sonra, Dünya atmosferi ve çevresi önemli ölçüde değiştiğinde, yaklaşık 2.5-1.8 milyar yıl önce ortaya çıktı. Bugün bildiğimiz birçok bakteri ailesi, yaklaşık 0.75 ila 0.6 milyar yıl önce, hayvan ve bitki yaşamının ortaya çıkmasıyla paralel olarak evrim geçirmiştir.
Araştırmacılar, genetik, fosil ve jeokimyasal verilerin kombinasyon analizine dayalı yeni bir yöntem geliştirmişlerdir. Bu yaklaşım, özellikle fosillerinin hayatta kalmamış mikroorganizmaların erken evrimini daha iyi anlamaya yardımcı olmaktadır. Bu yöntem ayrıca gelecekte diğer mikroorganizmaların özelliklerini incelemek için de yararlı olabilir, diye belirtilmektedir.
