Kuşlarda: Bir Protein, Baharı Haber Veriyor
 |
Saka Kuşu(Carduelis carduelis) |
Kuşlarda keşfedilen bir proteinin, onlara baharın geldiğini anlamalarını sağladığı sanılıyor. Kuşların
dünyasında zamanlama her şeydir. Örneğin
kargalar, şubatta ya da martta üremek
zorundadır. Yavrularını, o aylarda
nemli ve yumuşak olan toprağı kazarak
buldukları solucanlarla besler. Saka kuşu ise bundan aylarca sonra ürer çünkü
daha erken dönemlerde bulunmayan
tohumlarla beslenir. İngiltere'deki Oxford
Üniversitesi'nde sinirbilim araştırmacısı
olan ve çalışmayı yöneten Russel Foster, kuşlardaki üreme davranışlarını tetikleyen
şeyin, uzayan günler olduğunu söylüyor.
Peki ancak kuşlar, günlerin uzadığını
nasıl anlıyor? 1930'larda yapılan
çalışmalar, bilmecenin cevabının
gözlerde değil, beynin derindeki bir
bölgesi olan hipotalamusta yattığını
ortaya koydu. Fransız bilim insanları
bunu gösterebilmek için gözleri kör
edilen ördeklerin hipotalamuslarına cam
çubuklar yerleştirerek beynin bu bölgesini yapay olarak ışıklandırdı.
Ördeğin beynini, bahardakine yakın gündüz
sürelerine maruz bırakmak, testislerde
büyümeyi tetikledi. Buna karşılık, kıştaki
gündüz sürelerinin bir etkisi olmadı.
Foste, mevsimsel bir algılayıcının
beynin derinlerinde bulunmasının birçok
açıdan mantıklı geldiğini söylüyor. Kuşların
kafatasları, o kadar ince ve beyinleri
o kadar küçükki ışık iç taraflardaki
hücrelere kadar nüfuz edebiliyor. Üstelik
Foster'ın dediğine göre ışık algılayıcı,
hipotalamusta üreme sistemini düzenleyen
kısımlara da yakın bir konumda.
Her ne kadar daha önce yapılan
bu çalışmalar ışık algılayıcının yerini
yaklaşık olarak işaret ettiyse de, bu
algılayıcının ne olduğunu yıllarca kimse
anlayamadı. Foster ve ekibinin, 1997'de
somon balığının gözlerinde bulduğu ve
kadim omurgalı opsini (VA opsin) olarak
adlandırdığı bir protein, bu konuda yeni
bir ipucu oldu. Çünkü bu protein aynı
zamanda balık beyninde de bulunuyordu.
Foster'ın anlattığına göre araştırmacılar
çok heyecanlandı ve bu proteinin, kuş,
sürüngen, amfibi ve balık beyinlerinde bulunan ışık algılayıcısı olduğunu düşündü.
Ancak sonraki on yıl boyunca diğer omurgalılarda VA opsinin varlığına dair
hiçbir kanıt bulunamadı. Yine de Foster
ve çalışma arkadaşları vazgeçmedi ve
sonunda da bunun ödülünü aldılar.
Kuşlardaki bu proteini bulabilmek için
araştırmacılar, tavuk genomunda, zebra
balığındaki VA opsin geninin DNA dizilimine
benzer DNA dizileri aradı. Sonunda da
%70 oranında benzer bir genom bölgesi
buldular. Üstelik de bu gen, tavuğun hem
gözünde hem de beyninde ifade ediliyordu
(genden ilgili protein üretiliyordu.)
Yine de Foster ve ekibi, VA opsin geninin
tavuktaki versiyonunun, ışığa duyarlı
bir molekül kodlayıp kodlamadığını
bilmiyordu. Bu yüzden de fare sinir
hücrelerine gen aktarımı yaparak bu genin
kodladığı proteinin, fare sinir hücrelerinde
üretilmesini sağladılar. Gerçekten de bu
hücreler ışığa duyarlı hale geldi, ışığa
karşı elektrik sinyalleri üretti.
Işığa duyarlı
hücrelerin, kuşun tam olarak neresinde
bulunduğunu anlamak içinse araştırmacılar
VA opsin proteinine bağlanan antikorlar
üretti. Foster, antikorların, tavuk ve
bıldırcın beyinlerinde, hipotalamustaki
sinir hücrelerine gayet belirgin şekilde
bağlandığını söylüyor. Foster, bu bölgenin, tam da önceki tüm çalışmalarda bir
ışık algılayıcısı bulunması gerektiği
düşünülen bölge olduğunu belirtiyor.
İngiltere'deki Edinburgh Üniversitesi'nde
kuş biyoloğu olan Peter Sharp, araştırmayı
oldukça ikna edici buluyor ancak VA
opsinin şu anda ancak "beynin içindeki
ışık algılayıcısı" olmaya aday bir protein
olarak nitelenebileceğini söylüyor. Sharp,
gizemin tamamen çözüldüğünü söylemeye
yanaşmıyor:
"Şu an asıl sorun, nihai ispatın
yapılmamış olması. Bir şekilde proteini
ortadan kaldırdıklarında, kuşların, günlerin
uzadığını ve baharın yaklaştığını anlayamaz
hale geldiğini göstermeleri gerekiyor."
Güncelleme: 14/09/2009
Kaynak: "Birds' Light Meter Discovered", sciencenow.sciencemag, (İlay Çelik, Bilim ve Teknik, Eylül, 2009), 07/08/2009. |