Bir Bakteri En Fazla Ne Yapabilir?

Bir bakteri en fazla ne yapabilir?

Wolbachia, eklembacaklılarda ve bazı nematodlarda (yassı solucanlar) bulunan hücre içi parazit bir bakteri cinsidir. Bulunduğu konakçının cinsiyetini etkileyerek onu dişileştirir ve erkek bireylerin oluşmasına engel olur. Böceklerde sitoplazmik uyumsuzluk ve partenogenezden sorumludur.

1924 yılında Marshall Hertig ve Simeon Burt Wolbach, Culex pipiens türü sivrisinek üzerinde yaptıkları araştırmada yeni bir mikrop türü keşfettiler. Ancak bu mikrobun herhangi bir hastalığa yol açmadığını düşündüklerinden bu mikrobun üzerinde çok durmadılar. Hatta Hertig, ancak on iki yıl sonra bu yeni mikroba bir isim verebildi. Mikrobu bulan arkadaşının ve buldukları türün isminin birleşimi: Wolbachia pipientis. Bu bakterinin aslında ne kadar özel olduğuysa yıllar sonra anlaşılacaktı.

1980’li yıllardan sonra yaşadığı konakçının cinsel yaşamını etkileyen bakteriler üzerinde birbirinden farklı ve bağımsız çalışmalar yapıldı. Aslında hepsi aynı bakteri cinsi üzerindeydi. Bu çeşitli araştırmalar sonucunda Wolbachia cinsi bakterinin farklı eklembacaklılarda farklı şekillerde etki gösterdiği anlaşıldı. Trichogramma cinsi eşek arılarındaki partenogenezin, onlarda bulunan Wolbachia bakterisi sayesinde gerçekleştiği ortaya çıktı. Bu bakteri arıların kendilerini klonlayarak sadece dişi yavrular meydana getirmesini sağlıyordu. Eşek arılarına antibiyotik tedavisi uygulandığında ise erkek bireylerin tekrar ortaya çıktığı ve üremenin normale döndüğü gözlemlendi. Başka bir çalışmada uğur böceği türü olan Adalia bipunctata ve kelebek türü olan Acreae encedan’ da embriyogenez sırasında erkek bireyleri öldüren Wolbachia suşu kaydedildi. Tespih böceği türü olan Armadillidium vulgare’de bulunan Wolbachia suşunun ise, erkek bireylerin dişileştirilmesinden sorumlu olduğu anlaşıldı.

Meyve sineği olan Drosophila’ da ise durum biraz daha farklı. Bu canlıda bulunan Wolbachia bakterisi sperm hücrelerine bulaştığında ve bu spermler, Wolbachia bulaşmamış yumurtaları döllediğinde oluşan embriyolar ölümle sonuçlanıyor. Fakat sperm ile aynı Wolbachia suşu taşıyan yumurtalar bu ölümleri engelliyor ve bakteri ile enfekte olmuş yavrular ortaya çıkıyor. Bu durum  Wolbachia bakterisinin neden olduğu sitoplazmik uyumsuzluktan kaynaklanır (cytoplasmic incompatibility). Sitoplazmik uyumsuzluk yine partenogenez gibi bu bakteri tarafından sağlanan yaygın fenotiplerden bir tanesidir. Yani Wolbachia yumurtalar aracılığı ile taşınır. Anneden aktarılır.

Bütün bu mekanizmalar bu bakteriye özgü olmasa bile hepsini kullanan sadece Wolbachia’dır. Hayvanlar aleminin en kalabalık grubu olan böcekleri enfekte etmesi onun ne kadar yaygın olduğunun göstergesidir.

Sonuç olarak Wolbachia bakterisi erkek bireylere karşı birçok farklı mekanizma kullanabilir. Onları öldürür, genetiklerini değiştirerek faaliyetlerini durdurur, seçimlerini kısıtlar. Ancak neden erkek bireyleri hedef aldığı ve sadece dişi yumurtalarında taşındığı henüz bilinmemektedir.

Kaynaklar:

Menno O Schilthuizen, Richard Stouthamer,Horizontal transmission of parthenogenesis–inducing microbes in Trichogramma wasps, The Royal Society of London, p: 361-366, 1997

Gregory D. D. Hurst, Francis M. Jiggins, J. Hinrich Graf von der Schulenburg, Dominique Bertrand, Stuart A. West, Irina I. Goriacheva, Ilia A. Zakharov, John H. Werren, Richard Stouthamer and Michael E. N. Majerus, Male–killing Wolbachia in two species of insect, The Royal Society of London, p:735-740, 1999

Stouthamer Richard, Luck Robert F, Hamilton WD, Antibiotics cause parthenogenetic Trichogramma (Hymenoptera/Trichogramma) to revert to sex, Proceedings of the National Academy of Science,2424-2427,1990

Young Ed,2016, Mikrobiyota: İçimizdeki Mikroplar & Yaşama Büyüleyici Bir Bakış, Domingo Yayın evi