Endosimbiyoz Teorisi ökaryotik hücrelerin evriminde devrim yaratan bir anlayıştır. Bu anlayışa göre kloroplast ve mitokondri gibi organellerin ataları prokaryot hücrelerdi ve ökaryot konak hücrelerin içine girerek simbiyotik ilişkiler oluşturdular [1,2]. Mitokondri konak hücreye enerji üretimi, kloroplast ise fotosentez yapmayı sağlıyordu [3]. Simbiyontların ise bu mutualist ilişkiden kazançları korunaklı bir yaşam ortamıydı [4].
Bu teoriyi destekleyen en güçlü kanıtlardan biri, bu organellerin çift zarlı olmasıdır. Bu durum prokaryot hücrelerin fagositik hücreler tarafından yutulduğunu gösterir [1]. Dış zarın konak hücreden geldiği, iç zarının da bakterinin kendi zarı olduğu kabul edilir [2].
1.1 Mitokondri ve Kloroplastın Yapısı
Mitokondri ve kloroplastın yapısını incelediğimizde her ikisinin de kendi DNA’ları ve ribozomları vardır. DNA’ları bakterilere özgü halkasal yapıda ribozomları da tıpkı bakterilerinki gibi 70S büyüklüğündedir [5]. Ayrıca kendi DNA’ları ve ribozomları sayesinde bazı proteinleri bağımsız sentezleyebilirler [3]. Mitokondri ve kloroplast hücreden bağımsız şekilde kendi kendilerine bölünürler. Ancak bölünme tamamen bağımsız gerçekleşmez. Bölünme sırasında çekirdekte kodlanmış bazı proteinlere ihtiyaç duyarlar. Bu durum endosimbiyozdan sonra gen transferinin gerçekleştiğini ama organelin tamamen bağımlı hale gelmediğini gösterir [5].
Endosimbiyoz Teorisi, ilk olarak 1960’ların sonunda hayatımıza girdi. Endosimbiyozun kurucusu Lynn Margulis’in 1967 yılında yayımladığı On The Origin of Mitosing Cells adlı makalesi yaklaşık 15 dergi tarafından reddedildi [5,6]. Makalelerinin reddedilme gerekçesi sadece bilimsel yetersizlik değil o fikirlerin kimden geldiğiydi [4].
1950-1970 yılları arasında evrimsel biyoloji alanındaki araştırmacıların büyük çoğunluğu erkeklerden oluşuyordu. Dönemin sosyolojik yapısına baktığımızda kadınlar bilim insanı olarak anılmıyordu. Akademisyen veya asistan olarak görülen kadınların yalnızca destekleyici, yardımcı figür olması bekleniyordu [4]. Margulis bu beklentilerin aksine otoriteye karşı çıkan ve inandığı şeyi sonuna kadar savunan bir karaktere sahipti [5]. Bu davranışlar o dönemde erkeklerin azimli olarak anılmasını sağlarken ne yazık ki Margulis uyumsuz ve inatçı olarak anıldı [5]. Bir kadının evrim hakkındaki bu denli güçlü tezi o dönemin erkeklerini rahatsız etti.
O döneme hakim görüş ökaryotik hücrelerin kademeli ve tekil evrimle oluştuğuydu. Margulis’in görüşü radikal ve şüpheli görüldü [4]. Başlangıçta radikal görülen fikirler deneysel kanıtlar ve moleküler biyoloji teknikleriyle desteklendikçe bilim dünyası tarafından kabul gördü [5]. Bu süreç, bilim tarihine “radikal teori ile kanıt temelli kabul” süreci olarak geçmiştir. Margulis’in çalışmaları, bilim insanlarına yeni hipotezleri savunurken sabırlı olmanın önemini göstermiştir. Disiplinlerarası yaklaşımı sayesinde; mikrobiyolojik gözlemler, hücresel morfoloji çalışmaları ve moleküler analizler yaparak bütüncül bir temel oluşturmuştur [5].
Margulis Seri Endosimbiyoz görüşünü de literatüre kazandırdı. Bu modele göre ökaryotik hücrelerin evriminde birden fazla simbiyotik ilişki rol oynamıştır [4]. Temel iki önemli olay vardır. İlk olarak, bir alfa-proteobakteri erken ökaryotik hücreye mitokondri olarak katılmıştır [6]. Daha sonra bazı protistlerde ve bitkilerde, siyanobakteri benzeri bir organizma kloroplast olarak benimsenmiştir [7]. Bu ardışık olaylar sayesinde ökaryotik hücre; yalnızca enerji verimliği değil, aynı zamanda fotosentez gibi kompleks biyokimyasal işlevler kazanmıştır [2]. Bu model hücre evrim mekanizmasının dinamik ve etkileşimli bir süreç olduğunu gösterir. Endosimbiyoz ile birlikte modern hücre biyolojisinin temel kavramları baştan yazıldı. Mitokondri ve kloroplastın ökaryotik hücreyle kaynaşması hücrelerin enerji ve metabolik kapasitesini artırmış, böylece çok hücreli yaşamın evrimini mümkün kılmıştır [2,4,5]. Bu nedenle Margulis modern evrimsel biyoloji ve hücre biyolojisinde merkezi bir figür olarak kabul edilir [5]. Bilime olan katkılarından ötürü saygı ile anıyoruz [5].
1.2 Lyn Margulis (1938-2011)
Endosimbiyoz Teorisi evrimsel biyoloji ve ekoloji arasında adeta bir köprü kurdu. Organizmalarının evrimininde etkili olan yalnızca genetik değişim değildir. Çevresel etkileşimler ve simbiyotik ilişkiler de evrimsel süreçte aktif rol alır [5]. Bu yaklaşım birey odaklı evrimin yanı sıra, yaşamın kökenini iş birliği temelli ekolojik ilişkiler üzerinden açıklar.
Erken Dünya çevre koşullarında oksijensiz ortamda yaşayan hücreler, atmosferde oksijenin artmaya başlamasıyla birlikte oksijenli solunum yapan organizmalarla simbiyotik ilişkiler kurarak çevresel etkilere uyum sağlar [5]. Benzer şekilde, kloroplast kökeni olan siyanobakteriler fotosentez yaparak oksijen üretmiş ve bu süreç Dünya atmosferini geri dönülmez biçimde dönüştürmüştür [4]. Böylece endosimbiyoz, gezegenin ekolojik yapısını şekillendiren bir evrimsel olay hâline gelmiştir. Bu nedenle endosimbiyoz; yalnızca organellerin kökenini açıklayan bir mekanizma değil yaşamın tarihini derinden şekillendiren, iş birliğinin evrimdeki gücünü ortaya koyan temel bir süreçtir.
REFERANSLAR
GÖRSEL REFERANSLAR
1.1 Quizlet User. (n.d.). Plant biology: Chloroplast structure diagram
1.1 LadyofHats. (2013, March 7). Animal mitochondrion diagram
1.2 McFallNgai, M. (2012). Lynn Margulis (19382011): Truth Straight On: Reflections on the Vision and Spirit of Lynn Margulis [Figür X]. Biological Bulletin, 223 (1). Chicago Journals
Denetmen: Merve OLU
