Kuşların gözlerindeki ışığa duyarlı doku, kan damarları tarafından oksijenle beslenmez; bunun yerine, kendisini bol miktarda şekerle besler ve bunun evrimsel faydaları olabilir.
Araştırmacılar zebra ispinozlarının gözlerinin nasıl çalıştığını inceledi
Kuşların gözlerinin çok önemli bir kısmı, omurgalı hayvanlarda bilinen hiçbir dokuya benzemiyor. Gözün arkasındaki ışığa duyarlı tabaka olan retinaları, enerji açısından zengin şeker yığınlarını vakumlayarak neredeyse evrensel oksijen ihtiyacını ortadan kaldırır.
Keşif, kuşların gözlerinin fizyolojisine ilişkin 400 yıllık bir gizemi çözüyor. Danimarka’daki Aarhus Üniversitesi’nden Christian Damsgaard, bunun aynı zamanda nörobiyolojik bir paradigma değişimi olduğunu söylüyor.
“Bazı nöronların oksijen olmadan çalışabildiğine dair ilk kanıta sahibiz ve bunlar bahçelerimizde uçan kuşlarda bulunuyor” diyor.
Retinalar ışığı algılar ve bu bilgiyi sinir sinyalleri olarak beyne iletir. Dokular çok fazla enerjiye ihtiyaç duyar ve kan damarlarından geçen oksijen ve besinlerle beslenirler. Ancak kuşların retinaları son derece kalındır ve dokuya hiçbir damar dokunmaz. Önemli sinir hücrelerinin derin yığınlarını canlı tutmak için retinalarının nasıl yeterli oksijen aldığı bir sırdı.
Damsgaard ve meslektaşları zebra ispinozları üzerinde çalıştılar (Taeniopygia guttata) bir cevap bulmak için laboratuvarda. Ekip ispinozların gözlerine minik oksijen sensörleri yerleştirdi ve retinanın iç katmanlarının hiç oksijen almadığını buldu.
Damsgaard, “Oksijeni gözün arkasından alıyorlar ama retinanın tamamına yayamıyorlar” diyor.
Ekip, retinanın farklı kısımlarındaki metabolik genlerin aktivitesini ölçtü. Bu, oksijensiz alanların, şekerleri oksijen olmadan parçalayabilen bir süreç olan glikolizi yoğun bir şekilde kullandığını gösterdi. Ancak çok daha az verimli bir seçenektir.
Damsgaard, “Aynı miktarda enerji üretmek için 15 kat daha fazla glikoza ihtiyacınız var” diyor. Peki retina bu kadar şekeri nasıl elde ediyordu?
Kuşların gözlerinde bulunan tırmık şeklindeki kan damarları topluluğu olan pekten okuli’ye girin. Pekten yüzyıllar önce keşfedilmişti ve araştırmacılar onun oksijen taşıdığını öne sürüyorlardı. Ancak ekibin okumaları bunu dışladı. Bunun yerine pektenin, gözü dönmüş glikoliz motorunu beslemek için retinayı neredeyse beyin hücrelerinin emdiğinden dört kat daha fazla glikozla ıslattığını keşfettiler.
Plattsburgh’daki New York Eyalet Üniversitesi’nden Luke Tyrrell, kuşların görme yetenekleri açısından bu kadar verimsiz bir sürece bağımlı olacak şekilde evrimleşmesine şaşırıyor. “Retina, özellikle de kuşların retinası, tüm hayvanlar aleminde enerjiye en çok ihtiyaç duyan dokulardan biridir” diyor.
Kalın, kan damarı içermeyen retinalar, kuşların görme keskinliğini artıracak şekilde adapte olmuş olabilir; bu da pekten şekeri pompasını evrimsel güçlüklere değer hale getiriyor olabilir. Oksijensiz retina aynı zamanda bazı kuşların yüksek irtifa göç uçuşlarına evrilmesi ve görüşlerinin düşük oksijen seviyelerinden etkilenmemesi için zemin hazırlamış olabilir.
Çek Cumhuriyeti Prag’daki Charles Üniversitesi’nden Pavel Němec’e göre bulgular, “evrimin fiziksel engellere son derece mantıksız çözümler getirdiğini bize hatırlatan açık bir durum”.
Damsgaard ve ekibi, insan hücrelerinin, felç sonrası olduğu gibi, zararlı oksijensiz koşullara karşı daha toleranslı olacak şekilde eninde sonunda değiştirilip değiştirilemeyeceğini merak ediyor.
