Yaşambilim

Bilim dünyası çeşit çeşit model organizma ile dolu. Bazen makale okurken “peki ama kim akıl etmiş bu hayvanı kullanmayı” diye düşünürüm. Elbette pratikte belli bir hayvanın model olarak kullanılmasının pek çok sebepleri var. Fare, sıçan, toprak solucanı, tavuk, zebrabalığı, kurbağa, meyve sineği… Bütün bu saydıklarımdan herhangi birinin neden tercih sebebi olabileceğine ilişkin uzun uzun listeler yapılabilir. Kolay üremesi, yetiştirmenin, bakımının ucuz olması, araştırma alanınıza göre uygulayacağınız teknikleri mümkün kılması, evrimsel açıdan insana daha yakın olması vs vs gibi. Ama beni şaşırtan şu: yani dünyada yüzbinlerce hayvan türü var kardeşim, neden zebrabalığı da, lepistes değil? Neden denizkestanesi de deniztavşanı değil?

Aslında buna kafayı takmama pek sayın “pençeli Afrika kurbağası” (Xenopus laevis) sebep oldu. Şu an çalıştığım laboratuvarda model organizma olarak kullandığımız bu hayvan, isminden de tahmin edebileceğiniz üzere, doğal ortamda sadece Afrika’da yaşıyor. Şimdi “neden kurbağa” sorusunu bir kenara atıp, “Neden Afrikalı kurbağa?”, “Afrikalı bir kurbağanın ABD’de, Avrupa’da işi ne?” diye düşünmez mi insan? Ne tip bir olaylar silsilesi gerçekleşti de bu hayvancağızı aldınız buralara getirdiniz? Ben boş zamanlarımda düşünürüm böyle şeyleri.

Neyse ki yalnız değilim. Araştırdım, güzel makaleler buldum. Birileri merak etmekle kalmayıp didik didik etmiş bu işin tarihini, üşenmemiş makale bile yazmış. Ben de bilim tarihinin bu küçük öyküsünü sizlerle paylaşmaya karar verdim:

X. laevis ilk kez 19. yüzyılın başında Fransız bir doğabilimcisi tarafından tanımlanmış. Tarih bilgim beni yanıltmıyorsa, o dönemlerde Avrupalı’lar Afrika’yı sömürgeleştirmekteydiler. Kaynakların belirttiğine göre bilim insanları da bunu “farklı hayvan türlerini incelemek için” bir fırsat bilmiş, büyüteçlerini ve örnek kavanozlarını kuşanıp soluğu Afrika’da almışlar. Kibar bir Fransız’ın pençeli Afrika kurbağasıyla tanışması da böyle olmuş. 20. yüzyıla girerken Britanyalı bir zoolog laboratuvar ortamında ilk kez embriyo kültürü oluşturabildiğini rapor etmiş. O dönemler Avrupalı zoologlar Afrika’dan gelen bu türün daha çok doğa tarihini araştırmaya ve farklı anatomisini diğer ikiyaşamlılarla (amfibi) karşılaştırmaya ilgi göstermişler. İlerleyen yıllar, ne tipik bir kara kurbağası ne de su kurbağası olan bu hayvanın nasıl sınıflandırılacağı tartışmaları ile geçmiş. Bu süreçte X. laevis‘in kullanımı zoologlar dışında pek de yaygın değilmiş. Onu bir “bilim starı” yapan olaylar, kurbağanın Lancelot Hogben isimli Britanyalı bir fizyologun eline düşmesi ile patlak vermiş.

Hogben ile gelişen olaylara geçmeden önce X. laevis‘le ilgili anlatmam gereken birkaç şey var. Kurbağalar dış döllenme ile çoğalıyorlar, yani yumurtanın sperm tarafından döllenmesi dişinin vücudunun dışında gerçekleşiyor. Üreme döneminde erkek kurbağa dişiye sırtından sarılıp yapışkan elleri ile dişinin karnını ovuşturuyor. Böylece dişi uyarılıyor ve yumurtlarını suya bırakıyor. O esnada erkek kurbağa da sperm salıyor ve şanslı yumurtalar dölleniyor. Laboratuvar ortamında biz yumurta elde etme işini erkekle dişinin ruh haline bırakmıyoruz (yoksa çok bekleriz). Dişinin yumurtlaması için bir gün önceden ona HCG (human chorionic gonatropin – insan korionik gonadotropin) hormonu enjekte ediyoruz. Bu hormon sayesinde dişinin yumurtaları olgunlaşıyor. Ertesi gün erkek kurbağa görevini üstenip dişiyi elimize alıyoruz, karnına masaj yapıp sıkıştırarak yumurtaları bırakmasını sağlıyoruz. Bu işlem için HCG’nin kullanılması da Hogben’e kadar uzanıyor.

Karşılaştımalı hormonbilim üzerinde çalışmakta olan Hogben, salgıladığı hormonlar arasında gonadotropinlerin de bulunduğu hipofiz bezinin kurbağaların deri rengi üzerindeki hormonal etkilerini araştırıyormuş. Hogben X. laevis‘e hamile kadınlardan alınan idrarı enjekte edince hayvanın yumurtladığını gözlemlemiş ve 1930 yılında bunu rapor etmiş. O zamanlar hamile kadınların idrarında HCG hormonu bulunduğu biliniyormuş. Fakat hızlı sonuç veren kolay bir hamilelik testi henüz ortalarda yokmuş. 1933 yılında ise Shapiro ve Zwarenstein isimli iki diğer bilim insanı, Hogben’den bağımsız buldukları iddia ederek X. laevis‘in hamilelik testi için kullanımına yönelik bir makaleyi Nature’da yayınlamışlar. (Bunun üzerine bu değerli bilim insanlarının nasıl da çirkefleşip yıllar süren bir kavgaya gark olduklarına hiç girmiyorum. Sahalarda görmek istemediğimiz hareketler). Velhasılkelam, sen Afrikalı kurbağa kalk taa oralardan, gel bu Avrupalılar hamile mi değil mi diye koştur, (muhtemelen sonunda) canından ol.

İşte laboratuvar alemlerine girişi böyle olmuş X.laevis‘in. Artık her yerde rahatça bulunabildiği, nasıl yetiştirileceği, besleneceği konusunda bir bilgi birikimi oluştuğu için, işleri zaten saksıyı çalıştırmak olan bilim insanları “biz bu kurbağayı sadece hamilelik testi için kullanmayalım, deneyler için de kullanalım yahu” demişler. Bir ayda kendisinden binlerce yumurta elde edilebilen X.laevis sayesinde gelişim biyologları, her ilkbahar doğadan hayvan örnekleri toplamak zorunda oldukları yıllık araştırma döngüsünü sonunda kırmayı başarmışlar. Gelişim biyolojisinin babalarından Spemann, 40 yıllık “baharda semender yavrusu toplama” ritüeline son verip o yıl ilkbaharın tadını çıkarmış.

Kurbağanın Güney Afrika sularından Kuzey Amerika ve Avrupa’nın laboratuvar tezgahlarına yolculuğu böyle. Daha ayrıntılı bilgi edinmek isterseniz Gurdon ve Hopwood’un makalesine buradan ulaşabilirsiniz.

B. Duygu Özpolat

Fotoğraflar: İlk fotoğraf A. Murat Eren‘e ait. Diğer fotoğraflar ve resimler için Google’a teşekkür ederiz :)

Not: Bu yazının biraz değiştirilmiş bir versiyonu, Yaşambilim ile eşzamanlı olarak Moleschino‘da yayınlanmaktadır.