Dünya’nın “kritik bölge”sinde yeni mikroplar

Ünlü bilim insanı Leonardo da Vinci’nin “Gökyüzündeki hareketleri, ayaklarımızın altındaki topraktan daha iyi biliyoruz” sözüne atıfta bulunan Michigan Eyalet Üniversitesinden mikrobiyolog James Tiedje ve ekibi, bu bilinmezliği değiştirmek istiyor. Uzmanlar, yeryüzünün derin toprak katmanlarında daha önce bilinmeyen, su kalitesini iyileştiren yeni bir mikrop türü keşfetti.

“Kritik bölge” olarak adlandırılan katman, ağaçların tepelerinden başlayıp yerin yaklaşık 200 metre derinine kadar uzanıyor. Bu katman, toprak oluşumu, su ve besin döngüsü gibi hayati süreçleri düzenleyerek yeryüzündeki yaşamın büyük kısmını destekliyor. Ancak bu derin bölge, bilim dünyası için halen büyük ölçüde keşfedilmemiş bir alan.

MSU Mikrobiyoloji, Genetik, İmmünoloji ve Bitki-Toprak-Mikrobiyoloji Bölümleri’nde görev yapan Tiedje ve ekibi, Iowa ve Çin’den 20 metre derinlikten aldıkları toprak örneklerinde “CSP1-3” adını verdikleri, tamamen yeni bir mikrop şubesini (filum) keşfetti. Bu bölgelerin benzer yapıya sahip derin toprakları olması, keşfin sadece bölgesel değil, küresel bir yayılımı olabileceğini düşündürüyor.

CSP1-3’ün DNA’sı üzerinde yapılan analizler, bu mikroorganizmaların atalarının milyonlarca yıl önce sıcak su kaynaklarında ve tatlı sularda yaşadığını ortaya koydu. Analize göre zamanla önce üst topraklara, ardından da derin topraklara göç ederek yaşam alanlarını değiştirdiler.

Çoğu insan bu organizmaların spor halinde veya hareketsiz olduğunu düşünse de DNA’ları incelendiğinde bu mikropların aktif olduğu ve yavaşça büyüdüğü anlaşıldı.

Ayrıca şaşırtıcı bir şekilde, bu mikroplar toplum içinde nadir bulunmuyor, baskın türler arasında yer alıyor. Bazı örneklerde topluluğun yüzde 50’sinden fazlasını oluşturdukları gözlemlendi; bu, yüzey topraklarında hiç görülmeyen bir durum.

Su arıtımında önemli rol oynuyor 

Toprak, doğanın en büyük su filtresi. Yüzeydeki toprakta yağmur suyu hızla geçerken, derin toprak katmanlarında daha uzun süre kalıyor. CSP1-3 mikropları, üst topraktan süzülerek gelen karbon ve nitrojeni tüketerek suyun biyolojik olarak arıtılmasına katkı sağlıyor.

Araştırma ekibinin bir sonraki hedefi, bu mikroorganizmaları laboratuvar ortamında üretmeyi başarmak. Ancak bu oldukça zor; çünkü mikropların yaşadığı doğal koşulları laboratuvarda taklit etmek kolay değil.

Atalarının sıcak su kaynaklarında yaşadığını göz önünde bulunduran ekip, bazı deneylerde yüksek sıcaklıkta büyüme ortamları deniyor. CSP1-3’ün farklı biyokimyasının barındırdığı sıra dışı genler, çevre kirliliğiyle mücadelede kullanılabilir.

Keşfin detayları “Diversification, niche adaptation and evolution of a candidate phylum thriving in the deep Critical Zone” başlıklı makaleyle Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde 18 Mart 2025’te yayımlandı.

Kaynak: PNAS