1986’da, Stony Brook’taki New York Eyalet Üniversitesi’nde Lita Proctor adlı bir yüksek lisans öğrencisi, deniz suyunda kaç tane virüs olduğunu bulmaya karar verdi. O zamanki genel fikir birliği, bunun neredeyse hiç olmadığı yönündeydi. Okyanusta virüs aramayı iş edinen birkaç araştırmacı, genellikle çok sınırlı malzeme bulur. Uzmanların çoğu, deniz suyunda buldukları virüslerin çoğunun aslında lağımlardan veya Dünya’daki diğer kaynaklardan geldiğine inanıyor. Ancak yıllar geçtikçe, bir avuç bilim adamı, bu görüşe açıkça uymayan kanıtlar topladı. Örneğin, deniz biyoloğu John Sicburth, yeni virüslerle ortaya çıkan deniz bakterilerinin bir resmini yayınladı. Proctor, düzenli bir soruşturma başlatma zamanının geldiğine karar verdi. Yol boyunca deniz suyu toplayarak Karayipler ve Sargasso Denizi’ne gitti. Long Island’a dönerken, metal üzerine kapladığı biyolojik malzemeyi, elektron mikroskobunun ışığı altında görülebileceği deniz suyundan dikkatlice ayırdı. Proctor nihayet örneklerine baktığında, bir virüs dünyası gördü. Bazıları serbestçe dolaşırken, diğerleri enfekte bakteri konakçısının içinde saklandı. Proctor, numunelerinde bulduğu virüs sayısına dayanarak, her litre deniz suyunun yüz milyara kadar virüs içerdiğini tahmin etti. Proctor’un tahmin ettiği bu rakam, şimdiye kadar düşündüğünden çok daha büyüktü. Çalışmasını yanlışlıkla fazladan birkaç sıfır ekleyerek bitirseydi, bazı bilim adamlarını şaşırtabilirdi. Fakat diğer bilim insanları çalışmalarını sürdürürken, benzer öngörülerle çalışmalarını sonlandırdılar. Bilim adamları, okyanusta bir yerlerde 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 virüsün yaşadığı bir alan olduğu fikrini ortaya attılar.
Bu kadar büyük bir sayı için mantıklı olacak bir standart bulmak zor. Virüslerin sayısı diğer tüm okyanus sakinlerinden on beşte bir fazladır. Tüm okyanus virüslerini bir teraziye koyarsanız, yetmiş beş milyon mavi balina ağırlığındadırlar. Ve okyanustaki tüm virüsleri bir uçtan bir uca sıralarsanız, en yakın altmış galaksinin çok ötesine uzanırlar. Bu rakamlar, okyanusta yüzmenin ölüm cezası olduğu anlamına gelmez. Okyanustaki virüslerin sadece küçük bir kısmı insanlara bulaşabilir. Bazı deniz virüsleri balıkları ve diğer deniz hayvanlarını enfekte eder, ancak mikroplar en yaygın hedefleridir. Mikroplar çıplak gözle görülemeyebilir, ancak birlikte tüm okyanus balinalarını, mercan resiflerini ve diğer tüm deniz yaşamı türlerini geride bırakırlar. Ve tıpkı vücudumuzda yaşayan bakterilerin fajlar tarafından saldırıya uğraması gibi, deniz mikropları da deniz fajları tarafından saldırıya uğrar.
Félix d’Herrell, 1917’de Fransız askerlerinde ilk bakteriyofajı bulduğunda, birçok bilim adamı böyle bir şeyin gerçekten var olduğuna inanmayı reddetti. Bir asır sonra, Hyrel’in Dünya gezegenindeki en bol yaşam biçimini bulduğu ortaya çıkar. Proctor’un deniz virüslerinin bolluğunu keşfetmesinden bu yana, bilim adamları kısırlığın gezegen üzerindeki büyük etkisini belgelediler. Deniz fajları, dünya okyanuslarının çevresini etkiler. Ekolojik etkileri Dünya’nın küresel iklimi üzerinde kendini gösterir. Ve milyarlarca yıldır yaşamın evriminde önemli bir rol oynadılar. Başka bir deyişle, biyolojinin canlı matrisidirler.
Deniz virüsleri çok güçlüdür çünkü oldukça bulaşıcıdırlar. Yeni bir mikrop, ev sahibini saniyede on trilyon kez istila ederek, her gün dünya okyanuslarındaki bakterilerin yaklaşık yarısını öldürür. Ölümcül faaliyetleri, ev sahiplerimizi temkinli hale getiriyor ve biz insanlar ölüme yakın bir durumdan yararlanıyoruz. Örneğin, kolera, Vibro adlı su kaynaklı bir bakterinin çoğalmasından kaynaklanır. Ancak Vibro, birkaç faja ev sahipliği yapar. Vibrio sayısı aşırı artıp kolera salgınına neden olduğunda fajlar çoğalır. Virüslerin sayısı o kadar hızlı artıyor ki Vibro’yu mikropların yeniden ortaya çıkmasından çok daha hızlı öldürüyor. Bu bakteri patlaması azalıyor ve kolera salgını yavaş yavaş yok oluyor.
Kolera salgınlarını durdurmak aslında deniz virüslerinin küçük bir etkisidir. O kadar çok mikrop öldürürler ki gezegenin yüzeyindeki atmosferi de etkileyebilirler. Bunun nedeni, mikropların kendilerinin gezegenin en büyük iklim mühendisleri olmalarıdır. Deniz yosunu bakterileri ve fotosentetik bakteriler soluduğumuz oksijenin yaklaşık yarısını üretir. Deniz yosunu ayrıca havaya yükselen ve bulutlara yerleşen dimetil sülfit adı verilen bir gaz salar. Bu bulutlar, gelen güneş ışığını uzaya geri yansıtarak gezegeni soğutur. Mikroplar ayrıca, atmosferdeki ısıyı tutan büyük miktarlarda karbondioksiti emer ve serbest bırakır. Bazı mikroplar atık olarak atmosfere karbondioksit salar ve gezegeni ısıtır. Öte yandan, deniz yosunu bakterileri ve fotosentetik bakteriler oluşurken karbondioksiti emerek atmosferi daha serin hale getirir. Okyanusta mikroplar öldüğünde, içlerindeki karbonun bir kısmı yağmur olarak deniz tabanında son buluyor. Milyonlarca yıl boyunca, bu mikrobiyal kar yağışı gezegeni daha soğuk hale getirebilir. Üstelik bu ölü yaratıklar kayaya dönüşebilir. Örneğin, Dover White Rocks, kokolitofor adı verilen tek hücreli organizmaların kireçli kabuklarından oluşur.
Virüsler her gün trilyonlarca iklim mühendisini öldürüyor. Mikrobiyal kurbanlar ölürken her gün bir trilyon ton karbon sızıyor ve salınıyor. Serbest karbonun bir kısmı, diğer mikropların büyümesini teşvik eden bir gübre görevi görür, ancak bir kısmı muhtemelen okyanus tabanına çöker.
Hücrenin içindeki parçacıklar yapışkandır ve virüs konakçı hücreden ayrıldıktan sonra, düşen yapışkan parçacıklar diğer karbon parçacıklarına yapışır ve onları büyük su altı kar fırtınasına sürükler.
Okyanus virüsleri sadece çok sayıda olmakla kalmayıp aynı zamanda genetik çeşitliliklerinde de dikkat çekicidir. İnsanlardaki ve köpekbalıklarındaki genler oldukça benzerdir. O kadar benzer ki, bilim adamları köpekbalığı genomunda insan genomundaki çoğu gene benzer bir kopya bulabilirler. Ancak öte yandan, deniz virüslerinin genetik yapısı neredeyse hiçbir şeye benzemiyor. Arktik Okyanusu, Meksika Körfezi, Bermuda ve Kuzey Pasifik Okyanusu’nda yürütülen virüs araştırmasında bilim insanları 1,8 milyon viral gen tespit etti. Bunların sadece yüzde 10’u herhangi bir mikrop, hayvan, bitki veya başka bir organizmanın veya hatta bilinen herhangi bir virüsün herhangi bir genine benzerlik gösterdi. Kalan yüzde 90’lık kısım ise bilim dünyasında tamamen yeniydi. Bilim adamları tipik olarak 200 litre deniz suyunda genetik olarak 5.000 farklı virüs türü bulurlar. Bir kilogram deniz tortusu, milyonlarca farklı türde virüs içerebilir. Tüm bu çeşitliliğin bir nedeni, deniz virüslerinin bulaştırdıkları çok sayıda konukçuya sahip olmalarıdır.
Her virüs türü, ev sahibinin savunmasını aşmak için yeni uyarlamalar geliştirmelidir. Ancak çeşitlilik daha barışçıl nedenlerle de gelişebilir. Ilımlı fajlar, konakçılarının DNA’sına kolayca müdahale eder; Ev sahibi çoğaldığında, virüsün DNA’sını kendisininkiyle kopyalar. Ilımlı fajın DNA’sı bozulmadan kaldığı sürece, stres zamanlarında konakçısından kaçabilir. Ancak nesiller boyunca hafif faj, yoluna çıkan mutasyonları toplar ve artık kaçamaz. Ev sahibinin genomunun kalıcı bir parçası haline gelir.
Bir konakçı hücre yeni virüsler ürettiğinde, bazen yanlışlıkla kendi genlerinin bir kısmını ona aktarır. Yeni virüsler okyanusu geçtiğinde konakçılarının genlerini taşırlar ve kendi genleriyle birlikte bu genleri yeni konakçılarının genomlarına yerleştirirler. Bir tahmine göre virüsler, konak genomları arasında her yıl okyanusa trilyonlarca gen aktarıyor.
Bazen ödünç alınan bu genler, yeni konağın gelişme ve üremede daha başarılı olmasını sağlar. Ev sahibinin başarısı, virüsün başarısı demektir. Bazı virüs türleri koleraya neden olan bakterileri öldürürken, diğerleri kolera sırasında bakterilerin ishali başlatmak için kullandıkları toksinler için genler sağlar. Toksin taşıyan virüslerin bulaşması, yeni kolera salgınlarına yol açabilir.
Virüsler, genleri ödünç alarak dünyanın oksijeninin çoğunu sağlayabilir. Synechococcus adı verilen bol miktarda okyanus bakterisi türü, dünyanın fotosentezinin dörtte birini gerçekleştirir. Bilim adamları Synechococcus örneklerinin DNA’sını incelediklerinde, genellikle ışık toplayan virüslerden proteinler bulurlar.
Bilim adamları, bulaşacak yeni bir ev sahibi arayan, fotosentezle serbest hareket eden virüsleri bile keşfettiler. Kaba bir hesapla, gezegendeki tüm fotosentezin %10’u virüs genleri tarafından gerçekleştiriliyor. Bu, on kez nefes alıp verdiğinizde, bu nefeslerden birinin virüs nedeniyle olduğu anlamına gelir.
Bu genetik dalgalanmalar, Dünya gezegenindeki tüm yaşam üzerinde derin bir etkiye sahiptir. Her şeyden önce okyanuslar yaşamın başladığı yerdi. Yaşamın en eski izleri, yaklaşık 3,5 milyar yıl öncesine ait deniz mikroplarının fosilleridir. Okyanuslar, çok hücreli organizmaların evrimleştiği yerdi; En eski fosilleri de yaklaşık iki milyar yıl öncesine aittir. Aslında atalarımız Dünya’ya ancak yaklaşık 400 milyon yıl önce ayak bastı. Virüsler kayalarda fosil bırakmazlar ama konakçılarının genomlarında izler bırakırlar. Bu işaretler, virüslerin milyarlarca yıldır ortalıkta dolaştığını gösteriyor.
Bilim adamları, uzun zaman önce yaşamış tanıdık bir soydan ayrılan türlerin genomlarını karşılaştırarak, genlerin tarihini belirleyebilirler. Bu tür karşılaştırmalar, örneğin, genlerin uzun zaman önce yaşamış bir virüs tarafından mevcut konakçılarına bırakıldığını gösterebilir. Bilim adamları, tüm canlıların virüslerin taşıdığı yüzlerce veya binlerce genle dolu bir genom mozaiği içerdiğini bulmuşlardır. Bilim adamları hayat ağacına ulaşana kadar virüsler, genleri ileri geri aktarmaya devam edecek. Darwin muhtemelen yaşamın evrimini bir ağaç olarak düşündü. Ancak genlerin evrimi, en azından okyanus mikropları ve virüsleri arasında, ağları milyonlarca yıl öncesine uzanan gezici bir ticaret ağına benzer.
kaynak:
Virüs gezegeni. carl zimmer
yazar: bronzlaştırıcı tonik
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]