Yaşam tarihindeki en büyük değişikliklerden biri, 600 milyon yıldan daha uzun bir süre önce, ilk hayvanların tek hücreli bir organizmadan ortaya çıkmasıyla gerçekleşti. Hayvanlar, çok hücreli vücutlarıyla, 200 ton ağırlığındaki balinalar, gökyüzünde 6 mil uçan kuşlar ve çöl kumulları üzerinde süzülen yan rüzgarlar gibi inanılmaz çeşitlilikte biçimlere evrildi.
Bilim adamları, anatomileri ve nasıl yiyecek buldukları hakkında sorular da dahil olmak üzere, ilk hayvanların neye benzediğini uzun zamandır merak ediyorlardı. Çarşamba günü yayınlanan bir çalışmada bilim adamları, petek jöleleri adı verilen az bilinen jelatinimsi yaratıklar grubunda cezbedici cevaplar buldular. İlk hayvanlar bir sır olarak kalırken, bilim adamları bal peteği jölelerinin hayvan soy ağacındaki en derin dala ait olduğunu keşfettiler.
Hayvanların kökenleri hakkındaki tartışmalar on yıllardır devam ediyor. İlk başta, araştırmacılar ipucu aramak için büyük ölçüde fosil kayıtlarına güvendiler. En eski kesin hayvan fosilleri yaklaşık 580 milyon yaşındadır, ancak bazı araştırmacılar daha da eskilerini bulduğunu iddia etmişlerdir. Örneğin 2021’de Kanadalı bir paleontolog olan Elizabeth Turner, 890 milyon yıllık olası sünger fosilleri bulduğunu bildirdi.
En yaşlı hayvan olarak süngerler mantıklı olacaktır. Kasları ve sinir sistemi olmayan basit yaratıklardır. Kendilerini deniz tabanına demirlerler ve burada gözeneklerden oluşan bir labirentten suyu filtreleyerek yiyecek artıklarını hapsederler.
Aslında süngerler o kadar basittir ki, hayvan olmaları şaşırtıcı gelebilir, ancak moleküler yapıları onların ilişkisini ele verir. Sadece hayvanlar tarafından üretilen kolajen gibi belirli proteinleri yaparlar. Ayrıca DNA’ları, hayvanlara diğer canlılardan daha yakın akraba olduklarını göstermektedir.
1990’lardan başlayarak, bilim adamları daha fazla hayvan türünden DNA topladıkça, hayvan soy ağacını çizmeye çalıştılar. Bazı araştırmalarda, süngerler ağacın en alt dalında son buldu. Bu senaryoda, hayvanlar ancak süngerler çatallandıktan sonra bir sinir sistemi geliştirdi.
Ancak 2000’lerin başında, diğer bilim adamları şaşırtıcı derecede farklı bir sonuca vardılar. Hayvanların en derin dalının, derin okyanusun karanlığında titreyen belirgin bir yanardöner bant dizisi oluşturan ince, oval şekilli yaratıklar olan tarak denizanası olduğunu buldular.
Pek çok uzman bu sonucu kabul etmekte isteksizdi çünkü bu, hayvan evriminin düşündüklerinden daha garip olduğu anlamına geliyordu. Bir kere, taraklı jöleler sünger kadar basit değildi. Bir sinir sistemleri vardır: vücutlarını çevreleyen bir nöron ağı kaslarını kontrol eder.
Petek jöle ve sünger tartışmasını çözmek için dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar daha fazla deniz canlısı türünden DNA topladılar. Ve araştırmacılar, tek tek genlere bakmak yerine tüm genomları nasıl sıralayacaklarını buldular.
Ancak çığ gibi yükselen yeni veriler tartışmayı sonlandıramadı. Bazı bilim adamları sonunda en derin dalları yapmak için sünger kullanan bir ağaç oluştururken, diğerleri sonunda bal peteği jöleleri kullandı.
Nature dergisinde yayınlanan yeni çalışma, hayvan gelişimini izlemek için DNA’yı kullanmanın yeni bir yöntemine dayanıyordu.
Daha önceki çalışmalarda bilim insanları, belirli mutasyonların farklı hayvan dallarında nasıl ortaya çıktığını incelediler. Bir mutasyon, baz adı verilen tek bir genetik harfin başka bir harfe dönüşmesine neden olabilir. Bu mutasyon daha sonra bir hayvanın yavrularına aktarılır.
Ancak bu mutasyonlar, tarihin güvenilmez belirteçleri olabilir. Bir baz bir harften diğerine geçebilir ve ardından bir milyon yıl sonra orijinaline geri dönebilir. Alternatif olarak, aynı taban, ilgisiz iki soyda aynı harfe geçebilir. Bu paralel gelişme, iki soyun yakından bağlantılı olduğu yanılsamasını yaratır.
Yeni çalışmada, Viyana Üniversitesi’nde evrimsel bir biyolog olan Darrin Schultz ve meslektaşları bunun yerine farklı bir genetik modifikasyon türüne baktılar. Nadir durumlarda, DNA’nın büyük bir kısmı yanlışlıkla bir kromozomdan diğerine aktarılır.
Bu büyük mutasyonun bilim adamlarını kandırma olasılığı daha düşük. Aynı DNA parçasının aynı noktaya ikinci kez göç etme olasılığı astronomik derecede küçüktür. Ayrıca o parçanın tam olarak geldiği noktaya geri dönmesi neredeyse imkansızdır.
“Bir şey olduğuna dair doğrudan kanıt,” dedi Dr. Schultz.
Ekibi, dokuz hayvanın ve hayvanların üç tek hücreli akrabasının kromozomlarındaki genetik materyalin hareketlerini izledi. Süngerlerin ve diğer hayvanların genomlarında aynı yerde birkaç DNA parçası buldular. Ancak petekli jölelerde ve hayvanların tek hücreli akrabalarında bu parçalar farklı bir konumdaydı. Bu bulgu, Dr. Schultz ve meslektaşları, bal peteği jölelerinin önce diğer hayvanlardan ayrıldığı sonucuna vardılar.
Çalışmaya dahil olmayan Vanderbilt Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Antonis Rokas, “Bu, soruya yeni bir yaklaşımla yeni bir bakış” dedi.
2021 yılında yapılan bir çalışmada, Dr. Rokas ve meslektaşları da bal peteği jöleleri için dışarıdalar. Yeni analizin güçlü bir onay olduğunu söyledi.
“Tartışmanın bittiğini asla söylememeyi öğrendim,” dedi Dr. Rokas. “Ama bu işaretçiyi hareket ettirir.”
Çalışma, yaşayan hayvanların ortak atalarının ortaya çıkması için ilgi çekici yeni olasılıklar ortaya çıkarıyor. Sinir sistemleri ve kasları olan tepeli denizanası, hayvan ağacının en derin dallarını temsil ediyorsa, o zaman ilk hayvanlar basit ve süngerimsi olmayabilir. Ayrıca sinir sistemleri ve kasları da vardı. Süngerler ancak daha sonra sinir sistemlerinden vazgeçtiler.
doktor Schultz, bal peteği jölelerinin hayvanlar ilk ortaya çıktığından beri değişmeyen canlı fosiller olarak değerlendirilmemesi konusunda uyarıda bulundu. Bugün yaşayan bir şey, bugün yaşayan bir şeyin atası olamaz” dedi.
Bunun yerine, araştırmacılar şimdi sinir sistemlerinin diğer hayvanlarınkine ne kadar benzer ve farklı olduğunu bulmak için jöleleri taramaya çalışıyorlar. Son zamanlarda, Oxford Brookes Üniversitesi’nde bir hücre biyoloğu olan Maike Kittelmann ve meslektaşları, sinir sistemlerine mikroskobik bir bakış elde etmek için jöle larvalarını dondurdu. Gördükleri onları hayrete düşürdü.
Hayvanlar aleminde, nöronlar tipik olarak sinaps adı verilen küçük boşluklarla birbirinden ayrılır. Kimyasalları serbest bırakarak boşluk boyunca iletişim kurabilirler.
Ama ne zaman Dr. Kittelmann ve meslektaşları, nöronlar arasında bir sinaps bulmakta zorlandıklarında jöle nöronlarını incelemeye başladılar. “O noktada ‘Bu garip’ gibiydik” dedi.
Sonunda aralarında herhangi bir sinaps bulamadılar. Bunun yerine, tepe jöle sinir sistemi sürekli bir ağ oluşturur.
Dr olarak Kittelmann ve meslektaşları geçen ay bulgularını bildirdiklerinde, hayvanların kökeni için başka bir olasılık hakkında spekülasyon yaptılar. Tarak denizanası, aynı yapı taşlarından bazılarını kullanarak, diğer hayvanlardan bağımsız olarak kendi garip sinir sistemlerini geliştirmiş olabilir.
doktor Kittelmann ve meslektaşları şu anda bu fikrin geçerli olup olmadığını görmek için diğer bal peteği jöleleri üzerinde çalışıyorlar. Ama bir daha şaşırdıklarına şaşırmayacaklar. “Hiçbir şey varsaymak zorunda değilsin,” dedi.
Bilim adamları, anatomileri ve nasıl yiyecek buldukları hakkında sorular da dahil olmak üzere, ilk hayvanların neye benzediğini uzun zamandır merak ediyorlardı. Çarşamba günü yayınlanan bir çalışmada bilim adamları, petek jöleleri adı verilen az bilinen jelatinimsi yaratıklar grubunda cezbedici cevaplar buldular. İlk hayvanlar bir sır olarak kalırken, bilim adamları bal peteği jölelerinin hayvan soy ağacındaki en derin dala ait olduğunu keşfettiler.
Hayvanların kökenleri hakkındaki tartışmalar on yıllardır devam ediyor. İlk başta, araştırmacılar ipucu aramak için büyük ölçüde fosil kayıtlarına güvendiler. En eski kesin hayvan fosilleri yaklaşık 580 milyon yaşındadır, ancak bazı araştırmacılar daha da eskilerini bulduğunu iddia etmişlerdir. Örneğin 2021’de Kanadalı bir paleontolog olan Elizabeth Turner, 890 milyon yıllık olası sünger fosilleri bulduğunu bildirdi.
En yaşlı hayvan olarak süngerler mantıklı olacaktır. Kasları ve sinir sistemi olmayan basit yaratıklardır. Kendilerini deniz tabanına demirlerler ve burada gözeneklerden oluşan bir labirentten suyu filtreleyerek yiyecek artıklarını hapsederler.
Aslında süngerler o kadar basittir ki, hayvan olmaları şaşırtıcı gelebilir, ancak moleküler yapıları onların ilişkisini ele verir. Sadece hayvanlar tarafından üretilen kolajen gibi belirli proteinleri yaparlar. Ayrıca DNA’ları, hayvanlara diğer canlılardan daha yakın akraba olduklarını göstermektedir.
1990’lardan başlayarak, bilim adamları daha fazla hayvan türünden DNA topladıkça, hayvan soy ağacını çizmeye çalıştılar. Bazı araştırmalarda, süngerler ağacın en alt dalında son buldu. Bu senaryoda, hayvanlar ancak süngerler çatallandıktan sonra bir sinir sistemi geliştirdi.
Ancak 2000’lerin başında, diğer bilim adamları şaşırtıcı derecede farklı bir sonuca vardılar. Hayvanların en derin dalının, derin okyanusun karanlığında titreyen belirgin bir yanardöner bant dizisi oluşturan ince, oval şekilli yaratıklar olan tarak denizanası olduğunu buldular.
Pek çok uzman bu sonucu kabul etmekte isteksizdi çünkü bu, hayvan evriminin düşündüklerinden daha garip olduğu anlamına geliyordu. Bir kere, taraklı jöleler sünger kadar basit değildi. Bir sinir sistemleri vardır: vücutlarını çevreleyen bir nöron ağı kaslarını kontrol eder.
Petek jöle ve sünger tartışmasını çözmek için dünyanın dört bir yanındaki araştırmacılar daha fazla deniz canlısı türünden DNA topladılar. Ve araştırmacılar, tek tek genlere bakmak yerine tüm genomları nasıl sıralayacaklarını buldular.
Ancak çığ gibi yükselen yeni veriler tartışmayı sonlandıramadı. Bazı bilim adamları sonunda en derin dalları yapmak için sünger kullanan bir ağaç oluştururken, diğerleri sonunda bal peteği jöleleri kullandı.
Nature dergisinde yayınlanan yeni çalışma, hayvan gelişimini izlemek için DNA’yı kullanmanın yeni bir yöntemine dayanıyordu.
Daha önceki çalışmalarda bilim insanları, belirli mutasyonların farklı hayvan dallarında nasıl ortaya çıktığını incelediler. Bir mutasyon, baz adı verilen tek bir genetik harfin başka bir harfe dönüşmesine neden olabilir. Bu mutasyon daha sonra bir hayvanın yavrularına aktarılır.
Ancak bu mutasyonlar, tarihin güvenilmez belirteçleri olabilir. Bir baz bir harften diğerine geçebilir ve ardından bir milyon yıl sonra orijinaline geri dönebilir. Alternatif olarak, aynı taban, ilgisiz iki soyda aynı harfe geçebilir. Bu paralel gelişme, iki soyun yakından bağlantılı olduğu yanılsamasını yaratır.
Yeni çalışmada, Viyana Üniversitesi’nde evrimsel bir biyolog olan Darrin Schultz ve meslektaşları bunun yerine farklı bir genetik modifikasyon türüne baktılar. Nadir durumlarda, DNA’nın büyük bir kısmı yanlışlıkla bir kromozomdan diğerine aktarılır.
Bu büyük mutasyonun bilim adamlarını kandırma olasılığı daha düşük. Aynı DNA parçasının aynı noktaya ikinci kez göç etme olasılığı astronomik derecede küçüktür. Ayrıca o parçanın tam olarak geldiği noktaya geri dönmesi neredeyse imkansızdır.
“Bir şey olduğuna dair doğrudan kanıt,” dedi Dr. Schultz.
Ekibi, dokuz hayvanın ve hayvanların üç tek hücreli akrabasının kromozomlarındaki genetik materyalin hareketlerini izledi. Süngerlerin ve diğer hayvanların genomlarında aynı yerde birkaç DNA parçası buldular. Ancak petekli jölelerde ve hayvanların tek hücreli akrabalarında bu parçalar farklı bir konumdaydı. Bu bulgu, Dr. Schultz ve meslektaşları, bal peteği jölelerinin önce diğer hayvanlardan ayrıldığı sonucuna vardılar.
Çalışmaya dahil olmayan Vanderbilt Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Antonis Rokas, “Bu, soruya yeni bir yaklaşımla yeni bir bakış” dedi.
2021 yılında yapılan bir çalışmada, Dr. Rokas ve meslektaşları da bal peteği jöleleri için dışarıdalar. Yeni analizin güçlü bir onay olduğunu söyledi.
“Tartışmanın bittiğini asla söylememeyi öğrendim,” dedi Dr. Rokas. “Ama bu işaretçiyi hareket ettirir.”
Çalışma, yaşayan hayvanların ortak atalarının ortaya çıkması için ilgi çekici yeni olasılıklar ortaya çıkarıyor. Sinir sistemleri ve kasları olan tepeli denizanası, hayvan ağacının en derin dallarını temsil ediyorsa, o zaman ilk hayvanlar basit ve süngerimsi olmayabilir. Ayrıca sinir sistemleri ve kasları da vardı. Süngerler ancak daha sonra sinir sistemlerinden vazgeçtiler.
doktor Schultz, bal peteği jölelerinin hayvanlar ilk ortaya çıktığından beri değişmeyen canlı fosiller olarak değerlendirilmemesi konusunda uyarıda bulundu. Bugün yaşayan bir şey, bugün yaşayan bir şeyin atası olamaz” dedi.
Bunun yerine, araştırmacılar şimdi sinir sistemlerinin diğer hayvanlarınkine ne kadar benzer ve farklı olduğunu bulmak için jöleleri taramaya çalışıyorlar. Son zamanlarda, Oxford Brookes Üniversitesi’nde bir hücre biyoloğu olan Maike Kittelmann ve meslektaşları, sinir sistemlerine mikroskobik bir bakış elde etmek için jöle larvalarını dondurdu. Gördükleri onları hayrete düşürdü.
Hayvanlar aleminde, nöronlar tipik olarak sinaps adı verilen küçük boşluklarla birbirinden ayrılır. Kimyasalları serbest bırakarak boşluk boyunca iletişim kurabilirler.
Ama ne zaman Dr. Kittelmann ve meslektaşları, nöronlar arasında bir sinaps bulmakta zorlandıklarında jöle nöronlarını incelemeye başladılar. “O noktada ‘Bu garip’ gibiydik” dedi.
Sonunda aralarında herhangi bir sinaps bulamadılar. Bunun yerine, tepe jöle sinir sistemi sürekli bir ağ oluşturur.
Dr olarak Kittelmann ve meslektaşları geçen ay bulgularını bildirdiklerinde, hayvanların kökeni için başka bir olasılık hakkında spekülasyon yaptılar. Tarak denizanası, aynı yapı taşlarından bazılarını kullanarak, diğer hayvanlardan bağımsız olarak kendi garip sinir sistemlerini geliştirmiş olabilir.
doktor Kittelmann ve meslektaşları şu anda bu fikrin geçerli olup olmadığını görmek için diğer bal peteği jöleleri üzerinde çalışıyorlar. Ama bir daha şaşırdıklarına şaşırmayacaklar. “Hiçbir şey varsaymak zorunda değilsin,” dedi.