Mağara balıklarının gözlerini defalarca kaybetmesi, bilim insanlarını büyülemeye devam eden bir evrimsel süreç. Ancak genetikçi Jaya Krishnan'ın belirttiği gibi, mağara balıkları sadece görme yetisini kaybetmekle kalmamış, aynı zamanda çevrelerine uyum sağlamalarına yardımcı olan birçok yeni özellik de kazanmışlardır. Bu adaptasyonlar arasında, insanlarda obezite ve diyabet tedavilerine ışık tutabilecek ipuçları da bulunuyor.
Masraflı Gözlerden Kurtulmak
Gözlerin neden kaybolduğu uzun süredir tartışılan bir konu. Bazı evrimsel biyologlar, mağara ortamında gözleri kusurlu olan balıkların bir dezavantaj yaşamaması nedeniyle gözlerin zamanla köreldiğini düşünüyordu. Ancak evrimsel fizyolog Nicolas Rohner'e göre, artık daha olası bir açıklama var: Gözler, büyük miktarda kaynak ve enerji gerektirir. Bu nedenle, ihtiyaç duyulmayan gözleri kaybetmenin bir avantaj sağladığı düşünülüyor.
Bilim insanları, göz oluşumunda rol oynayan farklı genlerdeki mutasyonların göz kaybına yol açtığını gözlemlediler. Krishnan, bu durumun farklı mağara balığı popülasyonlarının gözlerini farklı şekillerde kaybettiği anlamına geldiğini belirtiyor.
Bununla birlikte, balıkların diğer duyuları gelişmiş. Yapılan araştırmalar, mağara balıklarının yüzey balıklarına göre daha düşük seviyelerdeki amino asitleri tespit edebildiğini gösteriyor. Ayrıca daha fazla tat tomurcuğuna ve vücutlarındaki su basıncını ve akışını algılamalarını sağlayan daha yoğun hassas hücrelere sahipler.
Gelişim biyoloğu Misty Riddle, beyinde diğer duyuları işleyen bölgelerin de genişlediğini söylüyor. Riddle'a göre, diğer duyuları geliştirmek için göz programını “öldürmek” gerekmiş olabilir. Göz oluşumunu destekleyen süreçlerin durması, kelimenin tam anlamıyla gerçekleşiyor. Mağara balığı embriyoları, yüzey balıkları gibi göz yapmaya başlıyor ancak birkaç saat sonra gelişmekte olan gözdeki hücreler ölmeye başlıyor ve tüm yapı kayboluyor. Riddle, bu görünüşteki verimsizliğin kaçınılmaz olabileceğini düşünüyor çünkü beyin ve gözün erken gelişimi tamamen iç içe geçmiş durumda.
Krishnan ve Rohner tarafından "omurgalı evrimi alanında yapılmış en çarpıcı deneylerden biri" olarak tanımlanan 2000 tarihli bir çalışma, mağara balığı gözünün kaderinin büyük ölçüde merceği tarafından etkilendiğini gösterdi. Bilim insanları, yüzey balığı embriyosunun merceğini bir mağara balığı embriyosuna naklederek ve tersini yaparak bunu gösterdiler. Bu işlem sonucunda, mağara balığının gözü retina, çubuk hücreler ve diğer önemli kısımları geliştirdi, oysa yüzey balığının gözü küçük ve az gelişmiş kaldı.
Açlık ve Tüketim
Mağara balıklarının kullanmadıkları pahalı dokuları korumaları halinde dezavantajlı duruma düşmelerinin nedeni anlaşılır. Mağaralarda çok az yaşam ve büyüme olduğu için, balıkların büyük olasılıkla esas olarak yarasa dışkısı ve yağmur mevsiminde içeri giren organik atıklarla beslenerek hayatta kaldıkları düşünülüyor. Laboratuvarlarda mağara balıklarını inceleyen araştırmacılar, genetik olarak bu canlıların besinleri emme ve depolama konusunda son derece uyumlu olduklarını keşfettiler. Krishnan, balıkların sürekli aç olduklarını ve alabildikleri kadar çok yediklerini belirtiyor.
İlginç bir şekilde, bu balıklarda insanlarda diyabet ve obezite ile ilişkilendirilen en az iki mutasyon bulunuyor. Ancak mağara balıklarında bu mutasyonlar, bazen bol yiyeceğe sahip olan ancak çoğunlukla olmayan bir balık için çok faydalı olan bazı özelliklerin temelini oluşturabilir. Bilim insanları, laboratuvarda aynı koşullarda tutulan mağara balıkları ve yüzey balıklarını karşılaştırdıklarında, düzenli miktarda standart balık yemiyle beslenen mağara balıklarının "yağlandığını, kan şekerlerinin yükseldiğini" ancak "belirgin hastalık belirtileri geliştirmediğini" gözlemlemişler.
Rohner, yağların dokular için toksik olabileceğini ve bu nedenle yağ hücrelerinde depolandığını açıklıyor. Ancak bu hücreler çok büyüdüğünde patlayabilir ve bu da insanların ve diğer hayvanların dokularında çok fazla yağ depolaması durumunda kronik iltihaplanmaya neden olur. Bununla birlikte, Rohner, Krishnan ve meslektaşlarının 2020 tarihli bir çalışması, çok iyi beslenen mağara balıklarının bile yüzey balıklarına göre yağ dokularında daha az iltihaplanma belirtisi gösterdiğini ortaya koymuştur.
Riddle, mağaraların seyrek koşullarında bile, yabani mağara balıklarının bazen çok yağlanabildiğini söylüyor. Bunun nedeni, yiyecek mağaraya girdiğinde, balıkların mümkün olduğunca çoğunu yemeleri, çünkü uzun bir süre başka bir şey olmayabilir. İlginç bir şekilde, balıkların yağlarının genellikle havuçtaki o maddenin (gözler için iyi olduğu söylenen karotenoidlerin) yüksek seviyeleri nedeniyle parlak sarı olduğunu belirtiyor.
Riddle'a göre, ilk akıllarına gelen şey, gözlerinin olmaması nedeniyle bu karotenoidleri biriktirdikleriydi. Bu tür fikirler bu türde test edilebilir: Bilim insanları yüzey balıklarını (gözlü) ve mağara balıklarını (gözsüz) çaprazlayabilir ve yavrularının nasıl olduğunu inceleyebilirler. Bunu yaptıklarında, göz varlığı veya boyutu ile karotenoid birikimi arasında bir bağlantı göremediklerini söylüyor. Bazı gözsüz mağara balıklarının yağları neredeyse beyazdı, bu da daha düşük karotenoid seviyelerine işaret ediyordu.
Bunun yerine Riddle, bu karotenoidlerin, muhtemelen yiyecek geldiğinde mağara balıklarının aşırı beslenmesi nedeniyle vahşi doğada önemli olabilecek iltihaplanmayı baskılamak için başka bir adaptasyon olabileceğini düşünüyor.
Krishnan, Rohner ve meslektaşlarının 2020 ve 2022'de yayınlanan çalışmaları, iltihaplanmayı azaltmaya yardımcı olan başka adaptasyonlar da bulmuştur. Mağara balığı hücreleri, iltihaplanmayı teşvik eden sitokin adı verilen belirli moleküllerin daha düşük seviyelerini ve sıklıkla obezite veya diyabetli insanlarda yüksek olan vücudun metabolizmasının yan ürünleri olan reaktif oksijen türlerinin daha düşük seviyelerini üretir.
Krishnan, iyi beslenen mağara balıklarının nasıl sağlıklı kaldığını anlamak umuduyla bu konuyu daha derinlemesine araştırıyor. Rohner ise giderek artan bir şekilde, mağara balıklarının sadece aşırı yemekten değil, aynı zamanda uzun süreli açlıktan da nasıl kurtulduğuyla ilgileniyor.
İsraf Yok
Daha temel bir düzeyde, araştırmacılar hala Meksika tetrasının neden mağara formlarına evrimleştiğini, oysa mağaralara düzenli olarak giren sayısız başka Meksika nehir balığının neden böyle olmadığını anlamayı umuyorlar. (Küresel olarak 200'den fazla mağara adaptasyonlu balık türü var, ancak hala yüzeyde popülasyonları olan türler oldukça nadirdir.) Riddle, "Muhtemelen, tetraların genetik yapısında adaptasyonu daha kolay hale getiren bir şeyler var" diyor.
Mağara balıkları artık araştırmalarda kullanılan yerleşik laboratuvar hayvanları olmalarına ve bu amaçla kolayca satın alınabilmelerine rağmen, taşıdıkları dersleri korumak için onları vahşi doğada korumak önemli olacaktır. Rohner, "Yüzey balıklarının yüz milyonlarcası var," ancak mağara balığı popülasyonlarının daha küçük ve kirlilik gibi baskılara ve kuraklık sırasında mağaralardan su çeken insanlara karşı daha savunmasız olduğunu belirtiyor.
Riddle'ın öğrencilerinden David Perez Guerra, şimdi mağara balığı korumasını destekleyen bir komitede yer alıyor. Araştırmacılar da giderek daha dikkatli oluyor. Riddle, "Laboratuvarımızın son saha gezisi sırasında toplanan balıkların dokuları dokuz farklı laboratuvara fayda sağladı. Hiçbir şeyi israf etmedik." diyor.
