Okyanuslarda kritik keşif! SAR11 bakterileri tehlikede mi?

Okyanuslarda yaşamın temel taşlarından biri olarak kabul edilen SAR11 bakterileri, bugüne kadar denizlerdeki en başarılı mikroorganizmalardan biri olarak gösteriliyordu. Ancak bilim insanlarının son bulguları, bu bakterilerin evrimsel olarak kazandığı avantajların, iklim değişikliği ve okyanus koşullarındaki dalgalanmalar karşısında zayıf bir noktaya dönüşebileceğini gözler önüne serdi. SAR11 bakterileri, okyanus yüzey sularında baskın bir konumda bulunurken, sahip oldukları minimal genetik yapı sayesinde düşük besinli ortamlarda verimli bir şekilde yaşamlarını sürdürebiliyor. Fakat yeni araştırmalar, bu minimalizmin, okyanus koşullarının değişkenlik gösterdiği dönemlerde SAR11 için ciddi bir dezavantaj oluşturduğunu ortaya koydu.

SAR11 bakterilerinin evrimsel başarısı ve potansiyel zaafları

SAR11 bakterileri, dünya genelinde deniz yüzeyindeki bakteriyel hücrelerin yaklaşık yüzde 40'ını oluşturuyor ve bu oran, onların okyanus ekosistemindeki etkisini açıkça gösteriyor. Bu bakterilerin başarısının temelinde, genetik materyallerinin sadeleşmesi ve hücre içi biyolojik makinelerin korunmasında harcanan enerjinin minimuma indirilmesi yatıyor. Bu evrimsel strateji, SAR11'in besin açısından fakir ve istikrarlı sularda rakiplerine üstünlük sağlamasına olanak tanıyor. Ancak, Nature Microbiology dergisinde yayımlanan son çalışma, bu aşırı minimalizmin SAR11'in çevresel değişikliklere karşı savunmasız kalmasına neden olabileceğini gösterdi. Araştırmanın başyazarı Prof. Cameron Thrash, SAR11'in düşük besinli ortamlarda başarılı olmasını sağlayan bu özelliğin, değişen okyanus koşullarında bir tür evrimsel tuzağa dönüşebileceğini belirtti. SAR11'in sahip olduğu bu özellik, okyanuslarda yaşanabilecek ani değişimlere karşı bakterinin esnekliğini azaltıyor ve hayatta kalma şansını düşürüyor.

Genetik minimalizmin getirdiği riskler

Araştırmacılar, yüzlerce SAR11 genomunu detaylı biçimde incelediklerinde, bu bakterilerin çoğunda hücre döngüsünü kontrol eden önemli genlerin eksik olduğunu tespit etti. Normalde, bakterilerdeki bu kontrol genleri, hücrelerin DNA kopyalamasını ve ardından bölünmesini düzenli bir şekilde gerçekleştirir. Ancak SAR11'de bu genlerin olmaması, çevresel stres altında bakterilerin DNA kopyalamaya devam etmesine rağmen hücre bölünmesini tamamlayamamasına yol açıyor. Bu durum, anormal sayıda kromozoma sahip hücrelerin oluşmasına ve genellikle bu hücrelerin ölmesine neden oluyor. Baş araştırmacı Chuankai Cheng, bu bulgunun şaşırtıcı ve tekrarlanabilir bir hücresel imza oluşturduğunu vurguladı. SAR11'in çevresel değişikliklere karşı yetersiz adaptasyon göstermesi, özellikle besinlerin bol olduğu dönemlerde bile popülasyon büyümesinin yavaşlamasına sebep oluyor. Bu da, daha fazla besinin otomatik olarak daha hızlı mikrobiyal büyüme anlamına gelmediğini ortaya koyuyor.

Fitoplankton patlamaları ve SAR11'in rekabet gücü

Deniz bilimciler, yıllardır fitoplankton patlamalarının son aşamalarında SAR11 bakterilerinin sayısında belirgin bir düşüş gözlemliyor. Yeni araştırma, bu gözlemin arkasındaki nedeni açıklığa kavuşturdu. Fitoplankton patlamalarının geç evrelerinde, sudaki çözünmüş organik madde miktarı artıyor ve bu durum SAR11'in rekabet gücünü azaltıyor. Prof. Thrash, bu bakterilerin fitoplankton patlamalarının geç aşamalarına uyum sağlayamadığını ve bu nedenle popülasyonlarının azaldığını belirtti. Artan organik madde, SAR11'in minimal genetik yapısı nedeniyle başa çıkamayacağı bir stres faktörü haline geliyor. Bu bulgu, SAR11 bakterilerinin okyanus ekosistemindeki rolünün, çevresel değişimlere karşı ne kadar hassas olduğunu gözler önüne seriyor.