Evrim ile ilgili konuşurken, hep soyut bir kavramdan bahsediyormuşuz gibi gelir insana. İnsan için zaman kavramı ile evrimdeki değişikliklerin yaşanması için gereken zaman birbirinden oldukça farklıdır çünkü. İşte bu yüzden evrimi somutlaştırıp, kafamızda canlandırabilmemiz oldukça zordur. Ama artık değil! Harvard Üniversitesi ve Israil Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacıların planladıkları bir çalışma, evrimi 2 dakikalık hızlandırılmış bir videoya sığdırmayı başarıyor!

Araştırmacılar, deneylerinde koli basili olarak bilinen, bilimsel adı Escherishia coli olan bakterileri kullanıyorlar. Bakterileri 120 cm genişliğinde ve 60 cm eninde, oldukça büyük bir ortamda büyütüyorlar. Büyük bir tepsi gibi düşünebileceğimiz petri kabı, bakterilerin büyüyebilmeleri için gerekli besinleri içeren agar ile kaplı. Kullandıkları agar, petrinin merkezine doğru daha yüksek oranda antibiyotik içerirken, antibiyotik yoğunluğu petrinin kenarlarına gidildikçe azalıyor. Araştırmacılar bu düzeneği kullanarak, bakterileri petrinin kenarlarından büyütmeye başlıyorlar ve 2 hafta boyunca kameraya aldıkları düzeneği 2 dakikalık bir video haline getiriyorlar.

Bakteriler siyah agarın üzerinde beyaz hareler seklinde büyümeye başlıyorlar. Antibiyotik konsantrasyonun arttığı her aşamada önce bir süre büyümeleri dursa da çok kısa bir zaman içinde ortamlarına uyum sağlayıp tekrar büyümeye başlıyorlar. Sonunda 1000 kat daha fazla antibiyotik içeren bölgeler bile tamamen bakteri ile kaplanıyor. Böylece, bakterilerin çok kısa bir zaman içinde ortamlarına uyum sağladığını, kısaca evrimleştiklerini somut olarak gözlemleyebiliyoruz. Peki bu nasıl oluyor? Bakteriler, diğer tüm canlılar gibi sürekli değişim içindeler. DNA’larında oluşan mutasyonlar/değişiklikler içlerinden bazılarının antibiyotiğe karşı daha dirençli olmasını sağlıyor. Karşılaştıkları ortam sadece bu tür bakterilerin yaşayabilmesine izin veriyorsa, bu noktada direnç kazanamayan bakteriler hayatta kalamazken, dirençli olanlar hızlı bir şekilde büyümeye devam ediyorlar.

Araştırmacıların tasarladığı bu özel düzenek ile incelenen olay, çağımızın en büyük problemlerinden biri olan antibiyotik direncini farklı bir şekilde gözlemlememizi sağlıyor. Dünya Sağlık Örgütü’nün bu konu üzerinde yayınladığı son rapora göre antibiyotik direnci; dünya sağlığını, gıda güvenliğini ve insanlığın gelişimini etkileyen en önemli tehditlerden biri. Antibiyotik direncinin, bireyleri yaşlarından ya da yaşadıkları ülkelerden bağımsız olarak etkilemesi, evrimin doğal bir sonucu. Ancak bakterilerin bu direnci daha hızlı kazanmalarının en büyük sebeplerinden biri yanlış/gereksiz antibiyotik kullanılması. Uzmanlar; tüberküloz, zatürre, kan zehirlenmesi ya da gıda kaynaklı hastalıkların tedavilerinin giderek zorlaşması ve hatta imkansız hale gelmesi ihtimalinden endişe ediyorlar. Bunu engellemek işin herkesin antibiyotik kullanımında bilinçlenmesi ve gerekli olmadığı müddetçe antibiyotikten uzak durması gerekiyor. Aksi taktirde, bakterilerin ilaçlara karşı kendi savunma mekanizmalarını kazanmaları, videoda da görebildiğimiz gibi, çok da fazla zamanlarını almıyor!

Derleyen: Duygu Kuzuoğlu Öztürk

Kaynaklar

Baym M, Lieberman TD, Kelsic ED, Chait R, Gross R, Yelin I, Kishony R. Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes. Science, 2016, 353 (6304), 1147-1151.

McNally L & Brown SP. Visualization evolution as it happens. Science (2016), 353 (6304), 1096-1097.

http://www.who.int/mediacentre/factsheets/antibiotic-resistance/en/