TARDİGRAD

Su Ayıları Uzayda Yaşamın Yol Göstericisi Olabilir mi?

07/04/2021Çok düşük ve yüksek sıcaklıklar, yüksek enerjili radyasyon, vakum ortamı… Uzay koşulları insanlar ve diğer canlılar için hayli zorlayıcı. Ancak bir canlı var ki bu zorlayıcı koşullarda hayatta kalma becerisine sahip: su ayısı.

Çok düşük ve yüksek sıcaklıklar, yüksek enerjili radyasyon, vakum ortamı… Uzay koşulları insanlar ve diğer canlılar için hayli zorlayıcı. Ancak bir canlı var ki bu zorlayıcı koşullarda hayatta kalma becerisine sahip: su ayısı.
Su Ayılarının Özellikleri Nelerdir?
Tardigradlar olarak da adlandırılan su ayıları gezegenimizde denizlerde, tatlı sularda ve karalarda yaşayabilen ve çıplak gözle görülemeyen mikroskobik canlılardır.
Su ayıları -200 °C kadar düşük ve 150 °C kadar yüksek sıcaklıklarda hayatta kalabilir.

Su ayılarının ortalama uzunluğu 0,1 ile 1 milimetre arasındadır. Vücutları her birinde pençeli bir çift bacak olan dört gövde bölümünden ve bir baş bölümünden oluşur.
Su ayılarının aktif kalabilmesi için vücutlarının etrafında ince bir su tabakasının bulunması gerekir. Bu nedenle karada yaşayan su ayıları genellikle nemli bölgelerde bulunur.
Su ayıları, yaşam koşullarının uygun olmadığı durumlarda kriptobiyoz olarak isimlendirilen ve metabolizma faaliyetlerinin neredeyse durma noktasına geldiği pasif bir hâle geçer. Bu özellikleri sayesinde çok yüksek irtifalarda, denizlerin derinliklerinde ve Antarktika gibi çok soğuk bölgelerde hayatta kalabilirler.

Peki, su ayılarının bu eşsiz yeteneklerinin genetik temelinde ne var?
2016 yılında bir grup bilim insanı, yüksek enerjili radyasyona karşı en dayanıklı su ayısı türlerinden biri olan Ramazzottius varieornatus'un DNA haritasını çıkardı. Gen analizleri sonucunda su ayılarının DNA’larını radyasyonun zararlı etkilerinden koruyan ve hasar gören DNA’nın onarılmasını sağlayan “Dsup” adlı bir protein keşfettiler. Bu protein, hücrenin çekirdeğindeki DNA’ya bağlanıyor.

üksek enerjili X-ışınları DNA’da farklı şekillerde hasarlara, örneğin DNA molekülünde kırılmalarına neden olabilir. Araştırmacılar X-ışınlarına maruz bırakılan hücrelerde Dsup proteininin, DNA molekülünde bağların kopması sonucu oluşan kırılmalar üzerindeki etkisini inceledi. Sonuçta Dsup proteininin üretildiği hücrelerde DNA molekülündeki kırılmalar sonucu oluşan kısa DNA parçalarının oranı %16 olarak bulundu. Bu oran Dsup proteininin olmadığı hücrelerde ise %33’tü. Araştırmacılara göre bu sonuçlar Dsup proteininin, X-ışınlarının DNA’da neden olduğu hasarı önemli ölçüde engelleyen benzersiz bir protein olduğunu gösteriyor.
Su ayılarına özgü bu protein sayesinde insanların başka gezegenlerde yaşaması mümkün olabilir. Ayrıca bu bilgiler, görevleri nedeniyle radyasyona maruz kalan çalışanların veya radyoterapi gören kanser hastalarının radyasyonun olumsuz etkilerinden korunmasında kullanılabilir.
Radyasyona karşı hayli dirençli olmaları su ayılarını uzayda yaşam araştırmalarında bilim insanlarının aklına ilk gelen canlılar hâline getiriyor.
İsveç’teki Kristianstad Üniversitesinden Ingemar Jönsson ve arkadaşları tarafından yapılan araştırmada ilk defa bir hayvanın açık uzay koşullarında hayatta kalma becerisi test edildi. Proje kapsamında Eylül 2007’de Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından 3.000 su ayısı, Foton-M3 uzay aracı ile 270 kilometre yükseklikteki Alçak Dünya Yörüngesi’ne gönderildi. Su ayıları uzay ortamında 12 saat boyunca Güneş’ten gelen kozmik radyasyona ve vakum koşullarına maruz kaldı.

Foton-M3 uzay aracında bulunan Biopan deney düzeneği, su ayılarının zorlayıcı uzay koşullarına doğrudan maruz kalabilmesi için tasarlandı.
Uzaydaki zorlayıcı koşullara maruz kalan su ayılarının çoğunun, Dünya’ya döndükten sonra hayatta kalmayı başardığı ortaya çıktı. En çarpıcı olanı ise hayatta kalan su ayıları uzay yolculuğundan sonra bile üreme yeteneklerini kaybetmedi.

Uzay araştırmalarının son yıllardaki en öncelikli hedeflerinden biri Mars'ta bir koloni kurmak. İnsanların Mars’ta yaşamlarını sürdürebilmesi için uzaydaki zorlayıcı koşullardan korunmalarını sağlayan yaşam alanlarının kurulması gerekiyor. Ancak su ayılarının uzay koşullarında nasıl hayatta kalabildiği anlaşılabilirse bu soruna alternatif bir çözüm bulunabilir.
Kaynaklar:
Chavez, C. ve ark., “The tardigrade damage suppressor protein binds to nucleosomes and protects DNA from hydroxylradicals.”, Elife, Cilt 8, Makale No: e47682, 2019.
Hashimoto, T. ve ark., “Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein.”, Nature Communications, Cilt 7, Sayı 1, s. 1-14, 2016.
Jönsson, K. ve ark., “Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit.”, Current Biology, Cilt 18, Sayı 17, s. 729-731, 2008.
www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200113104203.htm
https://ucsdnews.ucsd.edu/pressrelease/cracking-how-water-bears-survive-the-extremes
https://www.scientificamerican.com/podcast/episode/water-bears-super-survival-skills-give-up-secrets/
www.sciencedaily.com/releases/2008/09/080908135906.htm