Plastitler; bitkilerde ve bazı alglerde bulunan, en bilinenin ise fotosentezden sorumlu olan kloroplast olan çift katlı organallerdir. Fotosentez ile besin üretimi, besinlerin depo edilmesi, hücreye renk verme gibi faaliyetleri bulunur. Plastitler; kloroplast, kromoplast ve lökoplastlardan oluşur. Ve bu plastitler birbirlerine dönüşme yeteneğindedir.

• Kromoplastlar bitki hücrelerine yeşil dışındaki renkleri verir. Sarı için ksantofil, turuncu için karoten, kırmızı için likopen içerirler.
• Lökoplastlar; renksizlerdir, nişasta-yağ-protein depo ederler.

Normalde kloroplast organeli bulundurmayan ökaryotik hücreler fotosentezle kendi besinlerini kendi üretemez. Fakat burda bizi bir istisna karşılıyor. Bu istisnanın adı, KLEPTOPLASTİ’ dir.

Kleptoplasti, bir canlının başka bir canlıyı tüketmesiyle o canlının plastitlerini kendine almasıdır. Genellikle bu olay mikroskobik olarak gerçekleşir, fakat bazen makroskobik olarak da gerçekleşebilir. 

• Tübitak Bilim Genç Dergisi Görseli

Örnek olarak da Elysia Chlorotica adlı jelatin yapıdaki bir bitkiyi andıran vücutlu yeşil bir deniz sülüğü de kleptoplasti yapmaktadır. Maine Üniversitesinden Mary Rumpho E. chlorotica uzmanı olarak bu deniz sülüğünün bu özelliğe sahip olmasını şu şekilde açıklıyor: 

–Sülüğümüz, besin olarak tükettiği alglerdeki fotosentez genlerini “çalarak” fotosentez yapıyor.

Kleptoplast taşıyan sacoglossan deniz sümüklü böcekleri 

(a) Codium tomentosum ile beslenen Elysia viridis ve 

(b) Vaucheria litorea ile beslenen ve açılan parapodia’yı gösteren Elysia chlorotica (sırasıyla c,d). C. Brandão (a), A. Kharlamov (c), M. E. Rumpho ve K. N. Pelletreau’nun (b,d) izniyle.

E. chlorotica’nın fotosentez yapabilmesinin arkasında yatan gerçek ise bahsettiğimiz gibi tükettiği alglerden kloroplastları çalıp bağırsaklarında depo etmesidir. Genç bir E. chlorotica’nın da yaklaşık 2 hafta alglerden beslenip 1 sene boyunca da bir daha beslenmek zorunda kalmadığı Rumpho’ nun çalışmaları ile ortaya çıkmıştır.

Lakin halen cevabı olmayan sorular bulunmaktadır. Mesela kloroplastlar, kendileri için gerekli olan proteinlerin sadece %10’unu içerecek kadar DNA taşırlar. Diğer gerekli olan genler içinse, alglerin çekirdeklerindeki DNA’da yer alır. Rumpho ise bu durumu şöyle açıklamıştır:

“Yani soru, bu proteinler olmadan kloroplastların hayvan vücudunda işlevlerini nasıl sürdürebildiği idi.”

Genlerde Hırsızlık

Rumpho ve ekip arkadaşları, son yaptığı çalışmalarda sülüğü en sevdiği yiyecek olan Vaucheria Litora adlı alg ile beslemiş ve bu algin kloroplastları ile genlerinin fotosentez yapmak için eş zamanlı olduğunu ortaya çıkarmıştır.

Bu keşif, bize kloroplastın tek başına fotosentez yapamayacağını gösterir. 

Aynı zamanda bu keşifle araştırmacılar yönünü sülüğün sahip olduğu DNA’ ya çevirmiştir. Ve böylece de sülük DNA’sında algde de bulunan kilit bir gen bulmuşlardır. Bu genin algdekiyle aynı versiyon olmasından dolayı “Bu gen sayesinde fotosentez yapabildiği” hipotezi güç kazanmıştır. Rumpho ise bu konuda şu açıklamayı yapar:

“ Hala Kleptoplasti adlı olayın nasıl olduğunu açıklamada yetersiziz, biz sadece bu konuda tahminlerde bulunuyoruz.”

• Tahminlerden başka bir tanesi ise alglerin sülük bağırsağında hem kloroplastı hem de bazı işlemlerle gerekli geninin de alındığıdır.

• Bambaşka bir tahmin ise sülükte bulunan bir virüsün alg hücrelerinde sülüğe DNA taşımasıdır.

Peki İnsanlar Fotosentez Yapabilir Mi?

Liverpool Üniversitesinde bulunan Greg Hurst, türler arası gen aktarımının yeni bir şey olmadığını, fakat genelde DNA’nın yeni canlının içinde çalışmadığını söylüyor. Hurst, New Scientist’e şöyle anlatıyor: 

“Burada başka bir boyuta geçen ve bambaşka bir bağlamda çalışan bir olgu var ve bu daha da ilginç. Bütün bir bakteri genomunun bir meyve sineği türüne aktarıldığı yeni bir örnek vardı, fakat bu genomun çalışıp çalışmadığı bilinmiyor. Burada gerçekten eşsiz olan, bu genin aktarıldıktan sonra işlevsel olması.”

Rumpho ise bu konu için şu sözleri kullanıyor:

“Başka hayvanlar da bitki tükettikten sonra ışık enerjisini kullanabiliyor. Fakat bu sadece tüm halde bitki hücrelerini kullandıkları için mümkün oluyor ve bu bir hayvan hücresini solar bir bitki-hayvan hibritine dönüştürmekten çok farklı. İnsanların ise bu yolla fotosentetik olmaları pek olası değil. Bizim sindirim kanalımız bütün bu maddeleri öğütüyor, yani kloroplastı da DNA’yı da.”

Elysia Chlorotica’nın yanı sıra bazı deniz yassı solucanları, tek hücreli silliler, ateş rengi algler ve delikliler de kleptoplasti yapan canlılardandır.

–Kleptoplasti yapan canlı türlerinden bazıları. Sırasıyla tek hücreli silli, delikli ve ateş rengi alg örneği, Tübitak Bilim Genç Dergisi Görseli

Kaynakça

Ayşenur OKATAN, Bilim Genç Tübitak, Hangi Canlılar Kleptoplasti Yapabilir?, Erişim tarihi: 02.04.2024

Catherine BRAHİC, Solar-powered sea slug harnesses stolen plant genes, 24 Kasım 2009, Erişim tarihi: 02.04.2024

Doron Pinko, Sigal Abramovich, Eyal Rahav, Natalia Belkin, Maxim Rubin-Blum, Michal Kucera, Raphaël Morard, Maria Holzmann, Uri Abdu, Shared ancestry of algal symbiosis and chloroplast sequestration in foraminifera, Science Advances, 9, 41, (2023).

/doi/10.1126/sciadv.adi3401 ,Erişim tarihi: 02.04.2024

İnternet Kaynakları 

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aaw4337 , Erişim tarihi: 02.04.2024

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3949400/ ,Erişim tarihi: 02.04.2024

C. Brahic, et al. Kleptoplazi: Bir Hayvan, Bitki Genlerini Çalıp, Klorofil Üretip, Fotosentez Yaparak Kendi Besinini Üretebiliyor!. (20 Kasım 2011). Alındığı Tarih: 2 Nisan 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/514