BİY432 PROKARYOTİK ÇEŞİTLİLİK
Prof. Dr. Sevgi ERTUĞRUL KARATAY
Giriş
Oluşumundan bu yana dünyada birçok fiziksel ve jeolojik değişim meydana geldi
Mikrobiyel yaşam oluştuktan sonra dünya üzerinde yeni fırsatlar ve değişimler oluştu
Mikrobiyel aktiviteler (metabolizma ve fizyoloji) bugünkü biyosferde birçok değişikliğe sebep
olmuştur.
Dünyanın kökeni
Yavaş bozunan radyoaktif izotoplara göre 4.5 milyar yıl önce
Yeni yıldız (güneş) nükleer füzyon-ısı ve ışık enerjisine sebep oldu
Yaşam için uygun olmayan dünya.. (500 milyon yıl)
Su gezegenin içindeki volkanik gazlardan ve çarpan kuyruklu yıldızlardan köken almış ama
sıcaklıktan dolayı buhar halinde.
Dünyanın yaşını gösterebilecek bir kaya tesbit edilememiş (jeolojik
değişimlerden dolayı)
En eski sediment kayalarından biri
güneybatı Grönland de 3.86 milyar yıl önce
Eski örneklerde mineral zircon kristallerine rastlanmış (ZrSiO4)
4.3 milyar yıl önce suyun okyanus şeklinde yoğunlaştığına inanılıyor
Buna göre dünya oluştuktan birkaç yüz
milyon yıl sonra yaşama uygun hale gelmiş.
Erken dünyada mikrobiyel yaşamın kanıtı
Bazı eski kayalarda bakteri benzeri mikrofosillere rastlanmış (basit çubuk yada koklar)
3.5 milyar yıllık kayalarda “stromatolit “ adı verilen mikrobiyel formasyonlar çok yaygın
stromatolit= fosilleşmiş filamentli prokaryot + sıkışmış mineral materyali
Filamentli prokaryot= filamentli fototrofik bakteri,
örneğin yeşil kükürtsüz bakteri Chloroflexus’un ataları
Özetle mikrofosiller şunu gösteriyor:
1. Dünya oluştuktan sonra 1 milyar yıl içinde veya daha önce mikrobiyel yaşam vardı.
2. Ve hatta mikroorganizmalar morfolojik olarak farklılaşmaya bile başlamıştı
Yeryüzeyinde oluşum hipotezi
Membranla çevrili ve kendi kendine replike olabilen ilk hücre “sıcak bir göletteki” (warm little pond, Charles Darwin, On the origin of species)
organik ve inorganik bileşiklerce zengin ilkel bir çorbadan oluşmuştur.
Bu hipotez ihtimal dışı. Çünkü ani sıcaklık değişimi, meteor çarpması, radyasyon vs. yeryüzünde oluşum hipotezini imkansız kılar.
Yeryüzeyi altında oluşum hipotezi
Hidrotermal sıcak su kaynaklarında koşullar daha elverişli ve kararlı
H2 ve H2S daimi ve bol enerji kaynağı
Çok sıcak hidrotermal sular soğuk ve Fe içeren okyanus suları ile karşılaşınca
Mg içeren“montmorillonit” killer oluştu.
Bunlar jelimsi, emici yüzeye sahip, yarı geçirgen, kapalı ve porlar içeren
yapılar.
LUCA (Last Universal Common
Anchestor) bu çok basit yapıdaki hücre ile başlamış ve iki farklı yöne doğru
evrimleşmiş (en çok başarılı oldukları nişlerdeki fizikokimyasal özelliklerine göre)
Sonra bu iki populasyon seleksiyona
uğrayarak günümüz hücreleri oluşmuş.
Bu iki soy evrimleşirken bazı detaylar farklılaşmış
