Stromatolitler: Varlıklarını Virüslere Borçlu Olabilir

Stromatolitler: Dünyadaki en erken yaşam fosilleri varlıklarını virüslere borçlu olabilir.

Mars Gezgini başka bir gezegendeki yaşamın kanıtlarını aramaya koyulurken, Dünya’daki bilim insanları virüslerin gezegenimizin en eski yaşam formları olan stromatolitlerin yaratılmasında önemli bir rol oynadığını düşünüyorlar.

“Ölümcül bir viral salgın sırasında bunu duymak bize acı verebilir, ancak bildiğimiz şekliyle bu gezegendeki yaşam virüsler olmasaydı asla gerçekleşmeyebilir.” diyor milyar yıllık ‘canlı kayalar’ üzerine çalışan bilim insanları. Trends in Microbiology’nin Mart sayısında yayınlanan bir makalede, UNSW Sydney ve ABD’den bir grup bilim insanı, dünyanın en eski yaşam formlarının, stromatolitlerin, yoğunlaştığı ve genellikle dünyanın dört bir yanındaki sığ sularda bulunan katmanlı kireçtaşı kayalarına baktı. Mikrobiyal matlar olarak bilinen tek hücreli organizma kolonilerinin bu ilgi çekici kaya yapılarını yaratmasına neden olan mekanizmayı anlamak istediler ve virüslerin, yumuşak bir mikrobiyal matın Shark Körfezi ve Pilbara, Batı Avustralya gibi yerlerde yaygın olan sert stromatolit özelliklerine nasıl geçtiğini açıklamaya yardımcı olabilecek bulmacanın eksik parçası olabileceğine inanıyorlar.

Makalenin ortak yazarı, UNSW’nin Avustralya Astrobiyoloji Merkezi’nden Brendan Burns, stromatolitlerin 3.7 milyar yıl öncesine dayanan ve bilinen en eski mikrobiyal ekosistemlerden biri olduğunu söylüyor. Burns şöyle diyor: “Stromatolitler fosil kayıtlarında yaygındır ve dünyadaki yaşamın ilk örneklerinden bazılarıdır”

“Onları yaratan mikrobiyal matlar ağırlıklı olarak siyanobakterilerden oluşuyordu ve bitkiler gibi güneş ışığını enerjiye dönüştürmek için fotosentez kullanıyorlardı. Zamanla çok fazla oksijen üretirken, karmaşık yaşamı yaşanabilir hale getirmek için erken Dünya’nın atmosferini değiştirdiler. Varlığımızı bu canlı kayalara borçlu olduğumuzu söyleyebiliriz.”

Burns ve meslektaşları, mikrobiyal matların arkasındaki mekanizmayı stromatolitlere nasıl dönüştüğünü anlamak istediler, çünkü sadece süreç hakkında çok az şey bilindiğinden değil, aynı zamanda bu Dünya’daki yaşam ve muhtemelen diğer gezegenler hakkındaki bilgilerimize neler katabileceğini öğrenmek için çalışmaya başladılar.

“Stromatolit oluşum mekanizmalarını anlarsak, bu ekosistemlerin karmaşık yaşamın evrimi üzerindeki etkisini daha iyi ele alacağız.

Bu bilgi, milyarlarca yıl önceki erken yaşam faaliyetlerine ipuçları sağlayan, kimyasal veya moleküler fosiller diyebileceğiniz, biyo-imzaları daha iyi yorumlamamıza yardımcı olabilir.

Mars 2020 misyonunun görevlerinden biri de Mars kaya örneklerinde biyo-imzaların kanıtlarını aramaktır. Bu çalışma, diğer gezegenlerde yaşam aramamıza yardımcı olma potansiyeline de sahip.”

Makalede yazarlar, yumuşak hücrelerden taşa mikrobiyal mat geçişinin virüs etkileşimleriyle artırıldığını varsayıyorlar.

“Virüslerin, mikrobiyal mattan stromatolite geçişi yöneten mikrobiyal metabolizmalar üzerinde doğrudan veya dolaylı bir etkisi olabileceğini düşünüyoruz.”

“Doğrudan etki senaryosunda, virüsler siyanobakterilerin çekirdeğine sızar ve konakçı metabolizmasını etkiler, aynı zamanda virüsün ve konağın uygunluğunu artıran genleri sokar ve çıkarır. Bu da mikrobik matın hayatta kalmasını artırır ve potansiyel olarak karbonat çökelmesini etkileyen genleri seçer -temelde mikropların betonu dökerek stromatolit apartman bloklarını oluşturması süreci.” diyor Prof. Burns.

Dolaylı senaryoda, bilim insanları, virüslerin canlı hücreleri istila ettiği ve zarlarının parçalanmasını ve içeriklerin serbest kalmasını tetiklediği, böylece etkili bir şekilde hücre ölümüne neden olduğu ‘viral liziz’ olarak bilinen bir süreçten bahsediyorlar.

“Viral parçalanmanın, organizmaların metabolizmasını hızlandıran, mineral çökelmesine ve sonunda stromatolit oluşumuna neden olan materyali serbest bırakabileceğini düşünüyoruz.”

Prof. Burns virüslerin, mikrobiyal matların doğrudan veya dolaylı olarak stromatolitler halinde sertleşmesine veya her ikisinin bir kombinasyonuna neden olsun, daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu söylüyor.

“Bunu test etmek için laboratuvarda daha fazla çalışma yapmayı umuyoruz.

Hangi virüslerin gerçekte dahil olduğunu belirleyebilmek ve daha sonra, stromatolit oluşumuna neden olabilecek bazı metabolizmaları değiştirip değiştiremeyeceklerini bulmak için potansiyel virüs-konak etkileşimini manipüle edip edemeyeceğimizi görmek istiyoruz.”

Referans: “Between a Rock and a Soft Place: The Role of Viruses in Lithification of Modern Microbial Mats” by Richard Allen White III, Pieter T. Visscher and Brendan P. Burns, 9 July 2020, Trends in Microbiology.