Kuş gözlerinin sırrı! oksijensiz retina nasıl hayatta kalıyor?

Kuş gözlerinin, oksijensiz ortamda dahi hayatta kalabilen retinası, uzun yıllardır bilim insanlarının merakını cezbetmeye devam ediyor. Danimarka'daki Aarhus Üniversitesi'nde gerçekleştirilen ve Nature dergisinde yayımlanan son çalışma, kuş gözlerinde yer alan pecten oculi adlı yapının işlevine dair yüzyıllardır süregelen varsayımları altüst etti. Araştırmacılar, bu özel yapının retinaya oksijen taşımak yerine, bambaşka bir görevi üstlendiğini ortaya koydu. Elde edilen bulgular, yalnızca kuş biyolojisi açısından değil, aynı zamanda insan sağlığı ve tıp alanında da yeni ufuklar açabilecek nitelikte.

Kuş retinasının eşsiz yapısı ve oksijensiz yaşam

Kuşların gözünde yer alan retina, ışığı beyin tarafından algılanabilir sinyallere dönüştüren karmaşık bir dokudur. Bu doku, insan ve çoğu hayvan retinasından farklı olarak, içinde hiçbir kan damarı barındırmaz. Oysa bilinen biyolojik kurallara göre, sinir dokuları oksijen olmadan kısa sürede işlevini yitirir. İnsanlarda ve diğer memelilerde, retina içindeki ince kan damarları aracılığıyla hücrelere oksijen taşınır ve bu sayede dokunun canlılığı korunur. Ancak kuşlarda, retina doğrudan oksijensiz bir ortamda çalışır ve bu durum, bilim insanlarının uzun yıllardır çözemediği bir gizem olarak varlığını sürdürüyordu. Araştırmacılar, bu benzersiz özelliğin kuşlara daha keskin bir görüş kazandırdığını ve evrimsel süreçte önemli bir avantaj sağladığını belirtti.

Geçmişte, kuş gözlerinde bulunan pecten oculi adlı tarak şeklindeki yapının, retinaya oksijen taşıdığı düşünülüyordu. 17. yüzyıldan bu yana bilim dünyasında kabul gören bu görüş, teknik zorluklar nedeniyle doğrudan test edilememişti. Canlı bir kuş gözünde, normal fizyolojik koşullar altında oksijen seviyesini ölçmek son derece hassas ve karmaşık bir işlem gerektiriyordu. Aarhus Üniversitesi Klinik Tıp Bölümü'nden Profesör Jens Randel Nyengaard ve ekibi, yıllar süren çalışmaların ardından bu zorluğu aşarak, kuş retinasındaki oksijen düzeylerini ilk kez detaylı biçimde analiz etmeyi başardı.

Pecten oculi'nin gerçek işlevi ve yeni keşifler

Araştırma ekibinin gerçekleştirdiği ölçümler, kuş retinasının yaklaşık yarısının hiç oksijen almadığını ve iç katmanların kalıcı bir oksijen yoksunluğunda yaşadığını gösterdi. Bu bulgu, pecten oculi'nin retinaya oksijen sağladığı yönündeki yüzyıllık inancı çürüttü. Çalışmanın başyazarı Doçent Christian Damsgaard, elde ettikleri sonuçların, fizyoloji biliminin temel kurallarına meydan okuduğunu ifade etti. Damsgaard, "Fizyolojiye göre bu dokunun çalışmaması gerekiyordu, ancak kuş retinası oksijensiz ortamda işlevini sürdürebiliyor" dedi.

Bu şaşırtıcı sonuç, yeni bir soruyu gündeme getirdi: Kuş retinası oksijen olmadan enerjiyi nasıl üretiyor? Araştırmacılar, bu sorunun yanıtını bulmak için mekansal transkriptomik adı verilen ileri düzey bir gen analiz yöntemi kullandı. Bu teknik sayesinde, binlerce genin aynı anda hangi bölgelerde aktif olduğu haritalandı. Elde edilen veriler, kuş retinasında anaerobik glikolizle ilişkili genlerin yüksek düzeyde çalıştığını ortaya koydu. Anaerobik glikoliz, oksijen olmadan şekerin parçalanarak enerjiye dönüştürülmesini sağlayan bir metabolizma yoludur. Ancak bu yol, oksijenli metabolizmaya göre çok daha az verimlidir.

Yakıt dağıtım sistemi: pecten oculi'nin yeni rolü

Araştırmanın devamında, bilim insanları pecten oculi'nin gerçek işlevini aydınlatan önemli bir bulguya ulaştı. Özel olarak işaretlenmiş şeker molekülleriyle yapılan görüntüleme çalışmaları, kuş retinasının glukozu olağanüstü yüksek oranlarda emdiğini gösterdi. Hatta bu emilim, beynin diğer bölgelerine kıyasla çok daha fazlaydı. Gen analizleri ise, pecten oculi'de yüksek miktarda glukoz ve laktat taşıyıcılarının bulunduğunu ortaya koydu. Böylece pecten oculi'nin, oksijen taşıyıcı bir yapı olmaktan ziyade, retinaya büyük miktarda şeker taşıyan ve oluşan laktat atıklarını dışarıya atan bir yakıt dağıtım sistemi olduğu anlaşıldı.