Göçmen hayvanların olağanüstü yön bulma ve yolları hatırlama yetenekleri, yalnızca Dünya’nın manyetik alanlarına değil, içlerinde yaşayan manyetik bakterilerle olan etkileşimlerine de bağlı olabilir. Bu manyetik bakteriler ile yaşadıkları hayvanlar arasındaki ilişki henüz tam olarak anlaşılamamış olsa da, Florida Merkez Üniversitesi (University of Central Florida veya UCF) Biyoloji Bölümü Yardımcı Doçenti Robert Fitak, çeşitli manyetik bakteri türlerinin varlığını gösteren yüz milyonlarca DNA dizisini içeren bir hayvan DNA veritabanı oluşturdu.
Bu veritabanı, araştırmalarında ileriye doğru bir adımı işaret ediyor ve 2020 yılında uluslararası iş birliği içinde yayımlanan önceki hipotezler ve analizler üzerine inşa ediliyor. 2021 yılında, Fitak veritabanlarını incelemeye devam ederek hangi hayvanların manyetik bakterilere ev sahipliği yapabileceğini ve yaygın kalıpların olup olmadığını kategorize etti.
“İlk çalışmamızda mevcut veri setlerine baktık ve bu bakterileri farklı hayvanlarda nerede bulduğumuzu özetledik.” diyor. “Yaklaşık 50.000 önceki bilimsel çalışmayı taradık. Şimdi, aslında dünya çapındaki bir genetik bilgi veritabanını incelemeye genişlettik ve trilyonlarca genetik diziye dayanarak bu bakterilerin nerede bulunduğunu özetleyebildik.”
Bu veritabanı, bu yılın başlarında Data in Brief dergisinde yayımlandı ve Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi’nin (NCBI) halka açık Dizi Okuma Arşivi’nden alınan bilgilerden yararlanıyor. Fitak, kendisi ve diğer araştırmacıların manyetik bakterilerin çevresel ve ekolojik rollerini incelemede veya potansiyel konak hayvanları tanımlamada çabalarını daraltmalarına yardımcı olmak için bilinen manyetik bakterilerle eşleşen hayvan türlerinden DNA dizilerini organize etmeye odaklandı.
Dahili bir pusula mı?
Fitak ve meslektaşları, manyetik bakterilerin potansiyel konakçı organizmalarını belirlemek ve hayvanlarda oynayabilecekleri rolleri incelemek için daha fazla bağlam sağlamak amacıyla yön bulma gibi rafine verileri kullanıyorlar. “Sonuç olarak, hayvanların nasıl yön bulduğunu daha iyi anlarsak, tehlike altındaki veya koruma altındaki türlerin korunması için faydalı olacaktır,” diyor Fitak. “Nereye gideceklerini ve nasıl hareket edeceklerini bilirsek, daha doğru yönetim kararları almamıza yardımcı olabilir.”
Fitak, manyetik bakterilerin hayvanların içinde, sinir sistemi gibi onları hissedebilecekleri bölgelerde bulunup bulunmadığını, görmeyi merak ediyor. Fitak, hayvanlar için bir yön bulma yardımı olarak hizmet edebileceklerini veya uzun mesafeleri yön bulmada Dünya’nın manyetik alanını zaten kullanan kuşlar veya deniz kaplumbağaları gibi yaratıklara ek bir destek sağlayabileceklerini düşünüyor.
“Bu neredeyse mikrobiyal bir pusula gibi ve bunun nasıl çalışabileceğini inceliyoruz,” diyor Fitak. “Hayvanların zaten Dünya’nın manyetik alanını bir pusula gibi kullandığını düşünüyoruz.”
Ayrıca, bilim insanlarının hayvanların manyetik alanları nasıl algıladığını inceleyebileceklerini ve potansiyel olarak ilaç dağıtımı gibi çeşitli uygulamalarda nasıl kullanıldığını taklit edebileceklerini de ekliyor.
Bununla birlikte, bu hayvanların yön bulma için manyetik bakterileri kullanıp kullanmadığına dair kesin bir kanıt olmadığını belirtiyor Fitak. “Araştırmamızdan elde ettiğimiz büyük özet şu ana kadar, bu bakterilerin hayvan için bakterileri algıladığını henüz bilmiyoruz, ancak bu hayvanların içinde yaşadıklarına dair kanıtlarımız var,” diyor. “Ancak öğrendiğimiz şey, manyetik yapan bakterilere ait genetik imzalar olan genetik etiketleri kullanabileceğimiz ve bu bakterilerin bu hayvanların içinde – insanlar dahil – bu bakterilerin genetik imzalarını belirlediğimiz.”
Bu tür bakteriler genellikle oksijenin az olduğu tortularda veya çamurlarda yaşarlar. Hareketlerini kolaylaştırmak için mikroskobik ve manyetize demir “zincirleri” oluştururlar. Organizmaların bu bakterileri nasıl edindikleri belirsizdir, ancak emilim veya tüketim yoluyla olabileceği teorisi öne sürülüyor, diyor Fitak. “Bugüne kadar, projelerimizde elde ettiğimiz sonuçlar, bu manyetik bakterilerin birçok türün mikrobiyomlarının düzenli bir bileşeni gibi göründüğünü gösteriyor,” diyor. “Umarım gelecekteki çalışmalarımız, bunların sadece çevreden tesadüfen toplanan bakteriler mi yoksa konak bir hayvan için manyetik algılamada işlevsel bir bileşen mi olduğunu veya başka bir bilinmeyen nedenden mi olduğunu gösterecektir.”
Deniz kaplumbağalarına odaklanmak
Fitak ve öğrenci araştırma ekibi, manyetik bakterileri daha fazla incelemek için yeşil ve Caretta caretta deniz kaplumbağalarından alınan örnekleri incelemeye odaklanıyor. “Deniz kaplumbağaları, hayvan yön bulmasının bir modeli gibidir,” diyor. “Hipotezlerimizi, çok belirli yerlere çok doğru bir şekilde seyahat ettikleri için deniz kaplumbağalarında test ediyoruz.” Deniz kaplumbağalarına odaklanmak, doğal bir sonraki adım oldu çünkü manyetik bakterilere sahip oldukları ve Dünya’nın manyetik alanına güvenerek göç ettikleri biliniyor, diyor Fitak.
UCF’nin Deniz Kaplumbağası Araştırma Grubu, kaplumbağa örneklerinin elde edilmesinde de önemli rol oynamış. Fitak ile çalışan doktora öğrencisi Julianna Martin, neredeyse 150 deniz kaplumbağası örneğini analiz etmek ve toplamak için yardımcı olmuş.
Martin ve UCF’nin Deniz Kaplumbağası Araştırma Grubu’ndan bilim insanları, yumurta bırakma sırasında neredeyse transa geçen dişi kaplumbağalardan ve Hint Nehri lagünündeki genç kaplumbağalardan yumuşak pamuklu çubuklarla gözyaşı örneklerini nazikçe topluyorlar. Kaplumbağalar, karadayken gözlerini nemli tutmak için büyük yapışkan gözyaşları üretirler ve bunları toplamak yaklaşık 30 saniye sürer, diyor Martin. “Gözyaşı kanallarıyla başladık çünkü bunlar, hayvanların manyetik hissiyle potansiyel olarak ilişkilendirilebilecek sinirlerle ilişkilidir,” diyor.
“Biyolojik olarak oraya bakmak mantıklı ve deniz kaplumbağası gözyaşlarını toplamak kolay.” Martin, ilerlemelerinden memnun olduğunu ancak araştırmalarının daha kesin sonuçlara ulaşmasını umduğunu söylüyor. “Bu araştırma gerçekten heyecan verici,” diyor. “Kimse onları deniz kaplumbağalarında özellikle aramıyordu. Nereden geldiklerini ve her deniz kaplumbağası türünün hangi manyetik yapan bakterilere sahip olduğunu bilmek istiyorum.
Uzun bir yol ama şimdilik ‘orada mı?’ ve ‘nereden geldiler?’ sorularını tanımlamaya çalışıyoruz.” Manyetik bakterilerin hayvanların yön bulmalarına yardımcı olması gibi benzersiz bir keşfi paylaşma potansiyeli gerçekten harika, diyor Fitak. Heyecan verici olan şey, dünyada manyetik yapan bakterilerin var olduğunu insanlara söyleyebilmek. “İnsanlar hayret ediyor ve hayvanların gerçekten bu manyetik bakterileri yön bulmak için kullanıyor olması inanılmaz olurdu.” Fitak, manyetik bakterileri incelemek isteyen araştırmacıları derlediği verileri keşfetmeye teşvik ediyor.
Kaynak
https://phys.org/news/2024-07-database-reveals-presence-magnetic-bacteria.html
