İçeriğe atla

Bakterilerin evrimi

Karbapeneme dirençli Klebsiella pneumoniae'nin insan nötrofiliyle etkileşimini gösteren renkli taramalı elektron mikrografı.

Bakterilerin evrimi, bundan yaklaşık 3,2-3,5 milyar yıl önce, Prekambriyen dönemde, arkeal/ökaryotik soydan koptukları ilk büyük ayrımlarından bu yana milyarlarca yıldır süregelmektedir.[1][2] Bu, filogenilerini oluşturmak için bakteriyel nükleoitlerin gen sekansının çıkarılması suretiyle keşfedildi. Üstelik, Avustalya'nın Apex Chert kayalarında, yaklaşık 3,5 milyar yıl öncesinde, Prekambriyen zamanda yaşamış ilkin prokaryotlara ait mikrofosil örnekleri keşfedilmiştir.[3] Bu, Thermotogota (eski adıyla Thermotogae)[4] şubesinde yer alan bir canlının, modern bakterilerin en son ortak atası olduğunu ileri sürüyor.

Antik kayaların ileri kimyasal ve izotopik analizleri, kabaca 2,45 milyar yıl önce,[5] Sideriyen dönemde oksijenin ortaya çıktığını ortaya koyuyor. Bu da gösteriyor ki okyanuslarda yaşayan fotosentetik siyanobakteriler bu dönemde evrildi çünkü bunlar metabolitik süreçlerinin bir yan ürünü olarak oksijen üreten ilk canlılardı.[6] Bu yüzden de bu şubenin yaklaşık 2,3 milyar yıl önce baskın olduğu düşünülüyordu. Ancak kimi bilim adamları ise 2,7 milyar yıl gibi daha uzak bir tarihte yaşamış olabileceklerini öne sürüyor.[7] Şayet doğruysa bu canlılar Büyük Oksidasyon Olayı'ndan önce yaşadı ve dolayısıyla da ekosistemi bu olay sırasında değiştirmelerinden önce atmosferdeki oksijen seviyelerinin artması için zaman vardı.

Atmosferik oksijen seviyelerinin yükselmesi Pseudomonadota (eski adıyla proteobacteria) şubesinin evrilmesini sağladı. Günümüzde bu şube içerisinde birçok nitrojen bağlayan bakteri, patojen ve serbest yaşayan bakteri bulunmaktadır. Bu şube yaklaşık 1,5 milyar yıl önce paleoproterozoyik devirde evrildi.[8]

Herşeye rağmen, bakterilerin kökenine dair hala birbiriyle çelişen birçok teori var. Her ne kadar antik bakterilere ait mikrofosiller keşfedilmiş olsa da bazı bilim insanları, bu fosillerin tanımlanabilir morfoloji eksikliği nedeniyle, bakterilerin evrimsel zaman çizelgesine ilişkin doğru bir sonuca varmak için kullanılamayacağı anlamına geldiğini ileri sürmektedir. Buna rağmen, teknoloji geliştikçe keşfedilen kanıt sayısı da artmakta.

Kaynakça

  1. ^ Battistuzzi, Fabia U.; Feijao, Andreia; Hedges, S Blair (2004). "A genomic timescale of prokaryote evolution: Insights into the origin of methanogenesis, phototrophy, and the colonization of land". BMC Evolutionary Biology. Cilt 4. s. 44. doi:10.1186/1471-2148-4-44. PMC 533871 $2. PMID 15535883. 
  2. ^ Brown, J R Doolittle, W F (December 1997). "Archaea and the prokaryote-to-eukaryote transition". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 61 (4). ss. 456-502. doi:10.1128/mmbr.61.4.456-502.1997. PMC 232621 $2. PMID 9409149. 
  3. ^ "31. Ancient Life: Apex Chert Microfossils". www.lpi.usra.edu. 27 Ağustos 2003 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mayıs 2019. 
  4. ^ Di Giulio, Massimo (December 2003). "The Universal Ancestor and the Ancestor of Bacteria Were Hyperthermophiles". Journal of Molecular Evolution. 57 (6). ss. 721-730. Bibcode:2003JMolE..57..721D. doi:10.1007/s00239-003-2522-6. PMID 14745541. 
  5. ^ Zimmer, Carl (3 Ekim 2013). "The Mystery of Earth's Oxygen". The New York Times (İngilizce). 3 Ekim 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Mayıs 2019. 
  6. ^ "The Rise of Oxygen". Astrobiology Magazine (İngilizce). 30 Temmuz 2003. Archived from the original on 6 Eylül 2015. Erişim tarihi: 21 Mayıs 2019. 
  7. ^ "When Did Bacteria Appear?". Astrobiology Magazine (İngilizce). 18 Nisan 2004. Archived from the original on 12 Ocak 2019. Erişim tarihi: 21 Mayıs 2019. 
  8. ^ Degli Esposti, Mauro (27 Kasım 2014). "Bioenergetic Evolution in Proteobacteria and Mitochondria". Genome Biology and Evolution. 6 (12). ss. 3238-3251. doi:10.1093/gbe/evu257. PMC 4986455 $2. PMID 25432941. 

Ek okuma

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Bakteri</span> mikroorganizma üst âlemi

Bakteri (İngilizce telaffuz: [bækˈtɪəriə] ( dinle); tekil isim: bacterium), tek hücreli mikroorganizma grubudur. Tipik olarak birkaç mikrometre uzunluğunda olan bakterilerin çeşitli şekilleri vardır, kimi küresel, kimi spiral şekilli, kimi çubuksu, kimi virgül şeklinde olabilir. Yeryüzündeki her ortamda bakteriler mevcuttur. Toprakta, deniz suyunda, okyanusun derinliklerinde, yer kabuğunda, deride, hayvanların bağırsaklarında, asitli sıcak su kaynaklarında, radyoaktif atıklarda büyüyebilen tipleri vardır. Tipik olarak bir gram toprakta bulunan bakteri hücrelerinin sayısı 40 milyon, bir mililitre tatlı suda ise bir milyondur; toplu olarak dünyada beş nonilyon (5×1030) bakteri bulunmaktadır, bunlar dünyadaki biyokütlenin çoğunu oluşturur. Bakteriler gıdaların geri dönüşümü için hayati bir öneme sahiptirler ve gıda döngülerindeki çoğu önemli adım, atmosferden azot fiksasyonu gibi, bakterilere bağlıdır. Ancak bu bakterilerin çoğu henüz tanımlanmamıştır ve bakteri şubelerinin sadece yaklaşık yarısı laboratuvarda kültürlenebilen türlere sahiptir. Bakterilerin araştırıldığı bilim bakteriyolojidir, bu, mikrobiyolojinin bir dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Proteobakteriler</span>

Proteobakteriler (Proteobacteria), bakteriler üstaleminin ana gruplarından birisini meydana getiren ve önemli cins ve türleri içeren şubesidir. Çeşitli hastalık etmenleri ve başka çok bilinen cinsler bu gruba dahildir. Ayrıca doğada serbest yaşayan türleri ve azot fiksasyonundan sorumlu pek çok bakteri türünü de içerir. Bu grup ribozomal RNA (rRNA) dizinlerine göre tanımlanmıştır. Bakteri biçimlerinin çeşitliliğinden dolayı grup, ismini Yunan mitolojisinde yer alan, her şekle girebilen tanrı Proteus'tan almıştır.

<span class="mw-page-title-main">Caulobacteraceae</span>

Caulobacteraceae Proteobacteria şubesinden bir bakteri familyasıdır. Diğer Proteobakteriler gibi, Caulobacteraceae familyası üyeleri de gram negatiftirler. Familyanın karakteristik özellikleri bakımından tip cinsi olan Caulobacter, ismini Caulobacterales takımına ve yakın zamanda oluşturulan Caulobacteridae altsınıfına da vermiştir.

<span class="mw-page-title-main">Eutheria</span> memeli kladı

Eutheria, keselilere göre etenelilerle daha yakından ilişkili olan tüm doğurgan memelileri (Theria) kapsayan bir kladdır.

<span class="mw-page-title-main">Zırhlı balıklar</span> soyu tükenmiş balık sınıfı

Zırhlı balıklar, yalnızca fosilleriyle bilinen omurgalı hayvan sınıfı. İlk tanımlanabilir zırhlı balıklar, erken Silüryen'in geç Llandovery devresinde fosil kayıtlarında ortaya çıkar. Zırhlı balık grupları Devoniyen döneminde çeşitli ve boldu, ancak 358.9 milyon yıl önce Devoniyen Hangenberg olayının sonunda soyu tükendi.

<span class="mw-page-title-main">Siyanobakteri</span> enerjilerini fotosentez yolu ile elde eden bir bakteri türü

Siyanobakteriler (Cyanobacteria), besinini fotosentez yolu ile elde eden bir bakteri dalıdır. Adı, bakterinin renginden gelir. Denizdeki azot çevriminin önemli bir bileşeni ve okyanusun pek çok yerinde özbesilenendir. Ayrıca, karada da bulunmaktadır.

Ortak ata, evrimsel süreçte, birden fazla canlı türünün ortak genetik öncülü olan canlı. Modern biyolojide, Dünya üzerinde yaşayan ya da soyu tükenmiş birçok canlının, diğer alt canlı türlerinin ortak atası olduğu kabul edilir. Ayrıca tüm canlıların "evrensel bir ortak ata"dan ya da "ortak gen havuzu"ndan geldiği kabul edilir. Evrensel ortak ata kavramı, ilk kez 1859'da Charles Darwin'in Türlerin Kökeni kitabında ortaya atılmıştır.

Yaşamın evrimsel tarihi kronolojisi, gezegenimiz Dünya'daki yaşamın gelişmesini ve önemli başlıca olayları özetlemektedir. Daha ayrıntılı bir açıklama için Yerküre tarihi ve Jeolojik devir maddelerine bakınız. Bu makalede verilen tarihler bilimsel kanıta dayalı tahminlerdir.

Epulopiscium fishelsoni cerrahbalığı ile simbiyotik bir ilişkisi olan Gram-pozitif bir bakteridir. Bu bakteriler en çok 200-700 mikron arasında değişen büyük boyutları ile bilinirler. 1999 yılında Thiomargarita namibiensis keşfine kadar bu bakteri bilinen en büyük bakteri idi. Laboratuvarda kültürü yapılamamıştır ancak mikroskobik analizi ile hakkında bilgi edinilebilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Ecdysozoa</span>

Ecdysozoa, bir protostom hayvan grubu olup Arthropoda'nın da içinde bulunduğu, Nematoda ile birkaç küçük şubeyi içerir. İlk olarak Aguinaldo ve ark. 1997'de, esas olarak 18S ribozomal RNA genleri kullanılarak inşa edilen filogenetik ağaçlara dayanıyordu. Dunn ve ark. tarafından 2008'de yapılan büyük bir çalışma, Ecdysozoa'yı bir klad, yani ortak bir atadan ve onun tüm soyundan gelen bir grup olarak güçlü bir şekilde destekledi.

<span class="mw-page-title-main">Opisthokont</span>

Opisthokontlar, hem hayvan hem de mantar alemlerini içeren geniş bir ökaryot grubudur. Daha önce "Fungi / Metazoa grubu" olarak adlandırılan opisthokontlar, genellikle bir sınıf olarak tanınır. Opisthokontlar, Apusomonadida ve Breviata ile birlikte daha büyük Obazoa kladını oluşturur.

<span class="mw-page-title-main">Viridiplantae</span>

Viridiplantae, yaklaşık 450.000-500.000 tür içeren ve hem karasal hem de sucul ekosistemlerde önemli roller oynayan ökaryotik canlılar grubudur. Öncelikle sucul olan yeşil algler ve içlerinden çıkan kara bitkilerinden oluşurlar. Yeşil algler, geleneksel sınıflandırmada kara bitkilerini içermez ve bu da yeşil algleri parafiletik bir grup yapar. Kara bitkilerinin yeşil alglerin içinden çıktığının anlaşılmasından bu yana, bazı yazarlar bitkileri de yeşil alglere atıyorlar. Hücre duvarlarında selüloz bulunan hücrelere ve klorofil a ve b içeren ve fikobilin içermeyen siyanobakterilerle endosimbiyozdan türetilen birincil kloroplastlara sahiptirler.

<span class="mw-page-title-main">Holozoa</span>

Holozoa, hayvanları ve en yakın tek hücreli akrabalarını içeren ancak mantarları hariç tutan bir canlı grubudur. Holozoa ayrıca tunik cinsi Distaplia için kullanılan eski bir isimdir.

<span class="mw-page-title-main">Filasterea</span>

Filasterea, Ministeria ve Capsaspora'yı içeren önerilen bir bazal Filozoan kladıdır. Choanoflagellatea ve Hayvanların grubu olan Choanozoa'nın kardeş grubudur. İlk 2008'de olarak Shalchian-Tabrizi ve diğerleri tarafından, düzinelerce gen ile filogenomik bir analize dayanarak önerilmiştir. Filasterea'nın Opisthokonta'da Metazoa ve Choanoflagellata'dan oluşan klanın kardeş grubu olduğu bulundu; bu bulgu, ek, daha fazla takson açısından zengin, filogenetik analizlerle daha da doğrulandı.

<span class="mw-page-title-main">Boreoeutheria</span> memeli kladı

Boreoeutheria, plasentalı memelilerin bir kladıdır. Grup iki kardeş taksondan oluşur: Laurasiatheria ve Euarchontoglires.

<span class="mw-page-title-main">Yeryüzündeki ilk yaşam</span> Yeryüzünde ortaya çıkmış ilk canlılar

Yeryüzündeki ilk yaşam, en az yaklaşık 3,5 milyar yaşında olduğu düşünülen hidrotermal baca çökeltilerinde bulunan fosilleşmiş mikroorganizmalardır. Yaşamın varlığı üzerine en eski kanıtlar 3,77 ila 4,28 milyar yıl öncesi arasında değişkenlik gösterir. En erken tahminlere göre 4,5 milyar yıl önce okyanusların oluşmasından kısa süre sonra yaşam ortaya çıkmıştır. Yeryüzündeki yaşamın en eski doğrudan kanıtı, 3,47 milyar yıllık Avustralya Apex chert kayalarında çökelmiş mikroorganizmaların mikrofosilleridir.

Hücrelerin evrimi, hücrelerin evrimsel kökenini ve daha sonraki evrimsel gelişimini ifade eder. Hücreler ilk olarak en az 3,8 milyar yıl önce, dünya oluştuktan yaklaşık 750 milyon yıl sonra ortaya çıktı.

<span class="mw-page-title-main">Roger Stanier</span>

Roger Yate Stanier, modern mikrobiyolojinin gelişiminde etkili olan Kanadalı mikrobiyolog. Delft Okulu'nun bir üyesi ve C.B. van Niel'in eski öğrencisi olarak, mavi-yeşil alglerin siyanobakteriler olarak sınıflandırılması da dahil olmak üzere bakteri taksonomisine önemli katkılarda bulunmuştur. 1957'de arkadaşları ile birlikte otuz yılda beş baskıda yayınlanan önemli bir mikrobiyoloji ders kitabı olan The Microbial World'ü yazdı. Berkeley'deki California Üniversitesi'nde 24 yıl çalıştı, burada profesör ünvanını aldı ve Bakteriyoloji Bölümü başkanı olarak görev yaptı. 1971'de Pasteur Enstitüsü'ne geçti. Kariyeri boyunca Leeuwenhoek Madalyası da dahil olmak üzere birçok ödül aldı. Kraliyet Derneği Üyesi, Ulusal Bilimler Akademisi Yabancı Üyesi ve Légion d'Honneur sahibidir.

Pleomorfizm mikrobiyolojide bazı mikroorganizmaların çevresel koşullara tepki olarak morfolojilerini, biyolojik işlevlerini veya üreme modlarını değiştirme yeteneğidir. Deinococcaceae bakteri ailesinin bazı üyelerinde pleomorfizm gözlenmiştir. Bakteriyoloji bağlamında pleomorfizmin modern tanımı daha önce sanıldığı gibi bu karakterlerin kalıtsal bir değişikliğinden ziyade tek tek hücrelerin morfolojisinin veya fonksiyonel işlevlerinin varyasyonuna dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Gammaproteobacteria</span>

Gammaproteobacteria, Pseudomonadota şubesinde yer alan bir bakteri sınıfıdır. Yaklaşık 250 cins içerir ve böylece Prokaryotların cins açısından en zengin taksonunu oluşturur. Tıbbi, ekolojik ve bilimsel açıdan önemli birçok bakteri grubu bu sınıfta yer alır. Tümü Gram-negatif bakterilerden oluşur ve filogenetik ve fizyolojik olarak en çeşitli Proteobacteria sınıfıdır.