Dünya'nın en zorlu tuz göllerinde hayatta kalabilen tek hücreli bir mikrop, ilginç bir yeteneğe sahip. Baskı altına girdiğinde minik vücudunu çok hücreli bir dokuya benzer yapıya dönüştürebiliyor.
Bilim insanlarına göre, klonal çok hücreliliğin ortaya çıkışı, evrimsel süreçte kritik bir kilometre taşıdır.
Haloferax volcanii adı verilen bu canlı, genellikle göz ardı edilen arkeler alanına aittir. Bakterilere oldukça benzese de, kendi alanımız olan ökaryotlarla (bizim de dahil olduğumuz canlılar grubu) daha fazla ortak noktası vardır. Çok hücrelilik ökaryotlarda yaygınken, bakterilerde nadirdir. Bildiğimiz kadarıyla, H. volcanii bu çok hücreli sıçramayı yapan ikinci arke türüdür.
H. volcanii'nin Lut Gölü ve Büyük Tuz Gölü gibi aşırı ortamlarda hayatta kalabilmek için etkileyici şekil değiştirme tekniklerine sahip olduğunu zaten biliyorduk.
Araştırmacılar, H. volcanii'nin dış katmanının fiziksel güçlerle gerildiğinde, mikroorganizmanın karmaşık organizmaları daha çok anımsatan bir form aldığını keşfetti: Çok hücreli hale geliyor.
Bu tuhaf yeni stratejiyi keşfeden ekip, tek bir H. volcanii hücresini, metrekareye yaklaşık 10 kilopaskal (yaklaşık 1 metre su altındaki basınca eşdeğer) basınç uygulayan bir jel pedinin altına yerleştirdi. Bu ağırlıklı jel örtüsü, esnek hücreyi iki buçuk saat içinde, hatta mikroorganizmanın kendini klonlama şansı bulamadan düzleştirdi.
Araştırmacılar, mikroorganizmanın doğal yaşam alanındaki koşullara daha yakın güçler altında ne olacağını görmek için H. volcanii'yi 100 kilopaskaldan (yaklaşık 10 metre su altındaki basınca eşdeğer) fazla basınç altına yerleştirdiler.
Canlı sadece krep gibi düzleşmekle kalmadı, aynı zamanda 12 saat içinde, her biri birden fazla genetik bilgi setine sahip hücreleri büyüdü ve çok hücreli organizmaların dokusunu andıran kaynaşmış bir küme halinde organize oldu.
Mikroorganizmaların esnek proteinli yüzey tabakası, bitkilerin ve mantarların sert hücre duvarlarından ziyade hayvan hücre zarlarına daha çok benziyor ve bu metamorfik değişimlerinde kilit rol oynuyor gibi görünüyor.
Bilim insanları, kovalent bağlı bir hücre duvarının olmamasının daha dinamik, ancak daha az sert bir yapıya işaret ettiğini ve arkelerin mekanik uyaranlara karşı 'ezilebilir' ve hassas olabileceği hipotezini ortaya çıkardığını belirtiyor. Bu durum, hücrelerin sıkıştırılıp sonra daha geniş ve uzun, geleneksel hücre bölünmesinden ziyade kabaran ekşi mayalı hamur gibi büyümeye teşvik edilmesi gibidir.
Ortaya çıkan dokuların fiziksel özellikleri, mikroorganizmanın tek hücreli formundan farklıdır; hücreler arasındaki esneklik hayvan hücrelerininkine benzerdir.
Bu gerilim, bir kaplumbağa kabuğunu anımsatan bir düzende iki farklı hücre tipini oluşturur: Doku kenarında oluşan kama benzeri çevresel hücreler daha düz ve geniştir, sıkıca paketlenmiş geometrik scutoid hücreler ise daha uzundur.
Scutoid hücreler, ökaryot vücutlarına en çok benzer; bu şekle sahip hücreler, epitel dokunun (bağırsaklarımızın ve derimizin yüzeyleri gibi) kıvrımlarında bol bulunur ve zar gerilimini eşit şekilde dağıtır.
Hücre planı ökaryotlardan daha eski olan bir organizmada bu şekilleri bulmak, scutoid hücrelerin sandığımızdan daha eski ve çok hücreliliğin temelinde daha fazla rol oynadığını düşündürüyor.
Arkelerin karmaşık doku benzeri yapılar organize edebilmesi, doğanın görünüşte basit ham maddelerden karmaşık özellikler ortaya çıkarabileceğini gösteriyor.
