1977 yılında, okyanus karanlıklarına uzanan önemli bir araştırma yapıldı. Karşılaşılan hayret verici manzaralar, insanların o âna kadarki düşüncelerini alt üst etti. Araştırma denizaltısı Alvin’deki bilim insanları, Galapagos Adaları’nın 320 km doğusunda, yüzeyden 2.600 metre derinlikte, çok zengin hayvan çeşitliliğinin sergilendiği bir vaha ile karşılaştı. Bu keşif, bilim dünyasında şok etkisi yaptı. Çünkü daha önce hiç karşılaşılmamış çok sayıda tür keşfedildi. Bu aşırı soğuk ve karanlık dünyada, sanki saklı bir cennet vardı. Böyle bir biyolojik yoğunluk ve çeşitlilik, araştırmacılar için tam bir sürpriz oldu. Özellikle boyu 1,5 metreye ulaşan ve çok geniş bir alanda hayat süren dev tüp solucanları, ilgi odağı hâline geldi.
Fotosenteze imkân sağlayan ışık, okyanus sathından sadece 200–300 metreye kadar ulaşabilir. Bu yüzden bu seviyeye kadar canlılık görülürken, ışık kuşağı olarak adlandırılan bu seviyenin altında, canlı sayısı birden düşer. Organik maddeler de, ışık kuşağında sentezlenir ve büyük oranda burada tüketilir. Sadece çok az bir kısmı derinlere doğru iner. Bu durum da, sebepler planında, derinlerde yiyecek bulmayı neredeyse imkânsız hale getirir.
Bu yüzden araştırmada keşfedilen, 2.600 metre derinlikte yaşayan canlılar, zihinleri çok karıştırdı. Canlılarla karşılaşılan bu bölge, hidrotermal bacalar bölgesiydi. Ortamdaki sıcak su kaynaklarının varlığı, sıcaklıkla ilgili soruna bir çözümdü. Çünkü böyle bir derinlikteki ortam çok soğuk olmasına rağmen, volkanik bacaların çevresindeki sıcaklık, 10–20 °Carasındaydı. Bu da canlılar için uygun bir sıcaklık seviyesiydi. Fakat hidrotermal bacalarda yapılan araştırmalar; buraların, karadaki sıcak su kaynaklarındaki gibi, hidrojen sülfür açısından zengin olduğunu gösteriyordu. Bu çok zehirli bileşiğin, tabandaki çatlaklardan akan sularda yüksek konsantrasyonlarda olduğu keşfedildi. Yani bölge, aynı zamanda çok zehirliydi. Canlılar, bu kadar zehirli bir ortamda hayatlarını nasıl sürdürebiliyordu? Su altının derinliklerinde besin kıtlığının yanında, bir de zehir problemi ile karşılaşılmıştı. Bu şartlar ortaya çıktıkça, araştırmacılar canlılığın mümkün olamayacağını düşünmeye başladı. Artan soru işaretleri, merceklerin bölgeye odaklanmasına sebep oldu.
Öncelikle bölgedeki dev tüp solucanı Riftia pachyptila’nın, hayatta kalabilme sırrı keşfedilmeye çalışıldı. Karşılaşılan hakikatler, bilim insanlarının hayretini daha da arttırdı. Kükürt açısından zengin ortamların, bol bakteri barındırdığı biliniyordu. Bu bakteriler, kendi besinini üretebilecek donanımda yaratılmıştır, yani rızıkları ihsan edilirken, bu akıl almaz icraatta bizzat istihdam edilirler. Söz konusu bakteriler, karbondioksiti organik moleküllere dönüştürmek için gereken enerjiyi, güneş yerine hidrojen sülfürün oksitlenmesinden temin ediyordu. Bu yüzden kükürt bakterileri de, yeşil bitkiler gibiydi. Yeşil bitkiler besin üretimi için ışık kullanırken, bu bakteriler kimyevi madde (hidrojen sülfür) kullanıyor; yâni fotosentez yerine kemosentez yapıyordu. Böylece, hidrotermal bacaların yeşil bitkileri görevini icra ederek rızkın ihsanında istihdam ediliyordu.
Bölge canlılarının beslenmesinde kükürt bakterilerinin önemi anlaşılmışken, tüp solucanları ile ilgili yeni bir soru gündeme geldi. Tüp solucanı Riftia pachyptila, tıpkı kapalı bir kese gibi yaratılmıştı. Ne bir ağzı, ne sindirim sistemi, ne de besini yutabilecek her hangi bir mekanizması vardı. Bu canlının sadece, üst ucunda kırmızı bir sorguç yer alıyor ve burada oksijen, karbondioksit ve hidrojen sülfürün değişimi sağlanıyordu. Sorgucun altında da, tutunmayı sağlayan bir kas halkası vardı. Geri kalan kısmı, iç organları içeren bir keseydi. Canlının en büyük organı ise, beslenmede görevli olan “trofozom”du. Fakat tüp solucanının dış dünyadan besini vücudunun içine alabileceği hiçbir bir kanal yoktu. Öyleyse, solucan besini nasıl alabiliyordu?
Harvard Üniversitesi’nden Colleen M. Cavanaugh ve ekibinin de katılımı ile trofozomlar üzerindeki çalışmalar yoğunlaştı. Araştırmalar sonucunda, bu organın içinde besin üreten milyarlarca kükürt bakterisi bulunduğu ortaya çıktı. Bakteriler ile solucan arasında bir dayanışmanın var olduğu anlaşıldı. Tüp solucanı; bakterilerden, indirgenmiş karbon molekülleri alıp beslenirken, bakterilere de kemosentez için yakıt olan CO₂, O₂ ve H₂S hammaddelerini veriyordu. Bu maddeler sorguçta emilip dolaşım sistemi vasıtasıyla trofozomdaki bakterilere ulaştırılıyordu. Dev tüp solucanının trofozomu, aktif bir kemosentez fabrikası gibi çalışmaktaydı. Bu tespitler, beslenme ile ilgili önemli bir soruyu cevaplamış oldu.
Peki, hiçbir ağız açıklığı olmayan tüp solucanının trofozomuna bakteriler nasıl girmişti? Bu sorunun cevabı da aydınlatılmalıydı. Tüp solucanının larva safhasından yetişkinlik safhasına kadarki dört dönem üzerinde incelemeler yapıldı. Larva halindeki hayvanın vücudunda ağız ve anüs boşluğunun var olduğu, fakat bu dönemde trofozomun olmadığı tespit edildi. Bu durum bakterilerin, canlının gövdesine larva döneminde girdiğine işaret ediyordu. Genç evrelerinde ise, ağız ve anüs boşluğu küçülmüş, trofozom yapısı gittikçe gelişmişti. Yetişkin döneminde de, canlının tamamen kapalı bir kese hâlini almış olduğu tespit edildi. Hatta larva mikrografileri çekildiğinde, ilk bakterilerin ağızdan vücuda girişi ve aynı zamanda trofozom organının yaratılışı gözlendi.
Geriye zehirle ilgili soru kalmıştı. Hidrojen sülfür, hayvanlarda siyanür gibi, solunumu engelleyen, son derece zehirli bir bileşikti. Sülfür, hemoglobin molekülündeki bağlanma bölgelerini kapatarak ve solunum enzimi olan “sitokrom c oksidaz”ı olumsuz etkileyerek solunumu engeller. Fakat araştırmalarda harikulade bir şekilde, tüp solucanının solunum hızının gayet yüksek olduğu tespit edildi. Hayvanın bu kadar yüksek sülfür konsantrasyonlarında, nasıl oksijenli solunum yapabildiği merak konusu oldu. Bunun sırrına ulaşabilmek için de birçok üniversiteden araştırmacıların katıldığı ekipler, uzun süreli incelemelerde bulundu. Yapılan deneylerde hayvanın kanındaki bir madde vasıtasıyla; sitokrom c oksidazın, sülfürün zehirleyici etkisinden korunduğu ortaya çıktı. Bu koruma görevlisi ne olabilirdi?
1982’de Doğu Pasifik Yükseltisi hidrotermal bacaları bölgesi keşif gezisinde yapılan hemoglobin araştırmaları, hemoglobin ile ilgili harikulade yaratılış sırlarını ortaya çıkardı. Dev tüp solucanının sorgucunun kırmızılığının sebebi kanındaki yüksek hemoglobin seviyesiydi. Ayrıca hemoglobini büyüktü ve kırmızı kan hücrelerinde değil, serumda serbest dolaşır hâldeydi. Oksijene bağlanma ve oksijen taşıma kapasitesi de çok yüksek yaratılmıştı. Dev tüp solucanı hemoglobini ile diğerleri arasındaki en önemli fark ise, bu hemoglobinin hem oksijene, hem de hidrojen sülfüre aynı anda bağlanabilmesiydi. Sonuç olarak tüp solucanının hemoglobini iki hayati görev yapıyordu. Hem solunum zehirlenmesini engelliyor, hem de sülfürü koruyarak oksitlenmeden trofozoma taşınabilmesine sebep oluyordu. Kısacası bu hususi hemoglobin, volkanik bacalar bölgesi sakini olan dev tüp solucanının ihtiyaçlarına cevap verecek şekilde yaratılmıştı.
İşte Kerim Rabbimizin, gözlerimizden ırakta, okyanus karanlıklarında bir solucanın kanında sergilediği göz kamaştırıcı, hayretengîz tefekkür sahneleri: “O, yaratan, var eden, varlıklara şekil veren Allah’tır (celle celaluhu). En güzel isimler O’nun’dur. Göklerde ve yerde olanlar, O’nu tesbih ederler. O, öyle üstündür, öyle hikmet sahibidir” (Haşir Sûresi, 59/24).
Kaynaklar
Childress, James ve ark., Denizin Derinliklerinde Ortak Yaşam, Olağandışı Yaşamlar, Derleyenler: James L. Gould, Carol Grant Gould, TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları-39, Korza Yayıncılık, Ekim 2011, ss. 61–74 .
eol.org/pages/393274/details
naturalhistory.si.edu/onehundredyears/featured_objects/riftia.html
Nussbaumer, Andrea D. ve ark., “Horizontal endosymbiont transmission in hydrothermal vent tubeworms”,Nature, cilt 441, 18 Mayıs 2006.
Yazır, Elmalılı Muhammed Hamdi,Kur’ân-ı Kerîm, Türkçe Meâli
