Doğadaki pek çok omurgalı canlı için oksijen eksikliği doğrudan ölüm anlamına gelirken, Kuzey Avrupa ve Asya’nın donmuş göllerinde yaşayan küçük bir tatlı su balığı bu kuralı altüst ediyor. Yaygın havuz balığı olarak bilinen Carassius carassius, neredeyse diğer tüm canlılar için ölümcül sayılan koşullarda haftalarca, hatta aylarca hayatta kalabilmesiyle bilim dünyasının dikkatini çekiyor.
Evrimsel biyolog Scott Travers’ın da dikkat çektiği bu sıra dışı tür, kış aylarında buz tutan ve oksijeni tükenen sularda göç etmek yerine yaşamını sürdürmeyi başarıyor. Deneysel Biyoloji Dergisi’nde yayımlanan araştırmalar, bu balığın ekstrem kış koşullarına uyum sağlamak için benzersiz bir metabolik strateji geliştirdiğini ortaya koyuyor.
OKSİJENSİZ ORTAMDA HAYAT NASIL MÜMKÜN OLUYOR?
Normal koşullarda oksijen, canlı hücrelerin temel enerji kaynağı olan adenozin trifosfatın üretilmesi için hayati önem taşıyor. Oksijenin kesilmesiyle birlikte hücreler anaerobik glikolize geçiyor ancak bu süreç sınırlı enerji üretirken hızla toksik yan ürünlerin birikmesine yol açıyor.
Çoğu omurgalı canlıda bu durum laktik asit birikimi, doku hasarı ve organ yetmezliğiyle sonuçlanıyor. Ancak Carassius carassius, anaerobik metabolizma sırasında ortaya çıkan laktatı vücutta biriktirmek yerine, onu farklı bir kimyasal yola yönlendirerek etanole dönüştürebiliyor.
LAKTAT YERİNE ETANOL ÜRETEN BENZERSİZ MEKANİZMA
Bilim insanları, oksijen seviyesinin düştüğü durumlarda bu balığın glikoliz ürünlerini laktat birikiminden uzaklaştırarak, modifiye edilmiş mitokondriyal enzimler aracılığıyla etanol sentezine yönlendirdiğini tespit etti. Üretilen etanol, balığın solungaçları yoluyla doğrudan suya atılıyor ve böylece vücudun asit-baz dengesi korunuyor.
Bu sıra dışı biyokimyasal süreç, Carassius carassius’un oksijensiz ortamlarda hayatta kalmasının temel taşlarından biri olarak kabul ediliyor.
METABOLİK KAPANIŞLA ENERJİ TÜKETİMİ AZALIYOR
Ancak yalnızca etanol üretimi, aylar süren oksijensiz yaşam için yeterli olmuyor. Balığın aynı zamanda enerji tüketimini de ciddi biçimde azaltması gerekiyor. 2021 yılında yapılan çalışmalar, bu dönemde havuz balıklarının metabolik faaliyetlerini büyük ölçüde baskıladığını ortaya koydu.
Oksijensiz kalma süresince kalp atış hızı belirgin şekilde yavaşlıyor, fiziksel hareketler neredeyse tamamen duruyor ve büyüme süreçleri geçici olarak askıya alınıyor. Bu koordineli metabolik kapanma sayesinde enerji tüketimi normal seviyelerin yüzde 10’unun altına kadar düşebiliyor.
DÖRT AYI AŞAN OKSİJENSİZ YAŞAM SÜRESİ
Enerji tasarrufunu artırmak adına sinir hücrelerindeki iyon kanalları yeniden düzenleniyor ve protein sentezi minimum seviyeye indiriliyor. Bu sayede anaerobik yollarla üretilen sınırlı miktardaki enerji, temel hücresel işlevlerin aylar boyunca sürdürülmesini mümkün kılıyor.
Düşük sıcaklıklarda yapılan laboratuvar deneylerinde Carassius carassius’un dört aydan fazla süre boyunca oksijensiz ortamda hayatta kalabildiği gözlemlendi. Doğal yaşamda bu sürenin; su sıcaklığı, balığın enerji rezervleri ve vücut büyüklüğüne bağlı olarak değişkenlik gösterdiği belirtiliyor.
