Kalamarın bütün derisi bir kulak gibi çalışıyor olabilir

Neden bir kulak doktoru kalamara bakar

İnsanın duyma yeteneği, iç kulaktaki salyangoz biçimli yapıda (koklea) sıralanan tüy hücrelerine bağlıdır. Her hücrenin tepesinde, boyları merdiven basamağı gibi kademelenen demetler bulunur; ses dalgası bu demetleri eğdiğinde hücre elektrik sinyali üretir. Sistemin kırılgan tarafı da burasıdır: demet zedelendiğinde insanda yerine yenisi gelmez. McDermott'ın üniversite bülteninde aktarılan sözleriyle, "bir çocuk sağır doğduğunda ya da işiten biri duyma yeteneğini yitirdiğinde, çoğu zaman zedelenmiş olan şey tüy demetidir."

Sorun şu ki insan kokleası kafatasının en sert kemiğinin içine gömülüdür; canlı halde izlemek neredeyse imkânsızdır. Kalamarda ise aynı tipte yapılar derinin tam üstünde, açıkta duruyor. Hayvan şeffafa yakın olduğu için ışık tabakası tekniğiyle bütün gövde, dokuyu parçalamadan üç boyutlu taranabiliyor. McDermott'ın bülteninde kurduğu bağ tam olarak bu: kalamar, "bu büyüleyici hayvanların suyun hareketini nasıl algıladığına değil yalnızca, insanda işitmenin ve sağırlığın nasıl gerçekleştiğine de ışık tutabilir."

Haritada yeni bir desen: çizgi değil, tarla

Balıkların gövdesi boyunca uzanan "yan çizgi" organı uzun süredir biliniyor; suyun basınç değişimini okuyan bu sıra, sürü halinde yüzmeyi ve karanlıkta engelden kaçınmayı sağlıyor. Kalamarda da yan çizgiler tarif edilmişti, ama yalnızca baş ve kollarda. Gövdenin kalanının suyu nasıl hissettiği açık bir soruydu.

Ekip, serbest yüzen yavruları (paralarva) tararken iki ayrı düzen gördü. Birincisi bilinen tipti: hücrelerin tek sıra halinde dizildiği yoğun çizgiler. İkincisi ise ne balıkta ne kafadanbacaklıda açıkça bildirilmemiş bir şeydi — demetlerin geniş bir alana yayıldığı lekeler. Araştırmacılar bu desene yan çizgi tarlaları adını verdi. Yani kalamarın yüzeyi tek bir çizgi organıyla değil, farklı yoğunlukta çizgilerin ve tarlaların işlediği bir mozaikle kaplı.

Daha ilginç olanı, demet boylarının gövdedeki yere göre sistemli biçimde değişmesi. Çalışmayı aktaran bilim sitesi Earth.com'un verdiği ölçümlere göre en kısa demetler mantonun boyun bölgesinde, yaklaşık 2,8 mikrometre; en uzunları ise başta, yaklaşık 14 mikrometre. Araştırmacıların yorumu şu yönde: solunum sırasında hızlı su akışına maruz kalan boyun bölgesi kısa ve sert demetlerle, baş ve kollar üzerindeki yavaş hareketler ise uzun demetlerle okunuyor olabilir. Balıkların yan çizgisinde demet boyları tek tiptir; bu kademelenme insan kulağındaki frekans ayrımına daha çok benziyor.

Mantodaki duyu hücrelerinin sinir uzantıları, mantonun kaslarını yöneten yıldız gangliyonuna gidiyor. Bu, kalamarın bir şey hissetmesiyle kaçış hareketi arasındaki yolun çok kısa olabileceği anlamına geliyor: sinyal, hayvanın hızlı iletim hatlarıyla doğrudan kas kumandasına bağlanıyor.

Bulgunun sınırı: ortak ata değil, ortak çözüm

Buradan "kalamarın kulağı insanın kulağıyla aynı kökten geliyor" sonucu çıkmıyor; çalışmayı duyuran üniversite bülteni de benzerliği yakınsak evrim çerçevesinde anlatıyor. Yakınsak evrim, akrabalığı uzak iki canlının aynı fiziksel soruna bağımsız olarak benzer bir çözüm üretmesidir. Suda yaşayan bir hayvanın etrafındaki akışı farklı frekanslarda okuması gerekiyorsa, eğilince sinyal üreten bir tüy demeti neredeyse kaçınılmaz bir mühendislik yanıtı. Nitekim yapıların malzemesi de birebir aynı değil: bültende kalamardaki demetler kirpik (silya) demeti olarak tanımlanıyor, insan tüy hücresinin tepesindeki stereosilyalar ise aktin iskeletli mikrovillus türevleridir.

İkinci sınır daha önemli. Bu çalışma bir anatomi haritası; dergide de kısa bildiri biçiminde yayımlandı. Yani "şu demet şu frekansı duyuyor" ölçülmüş değil, boy ve konum dağılımından çıkarılan bir öneri. Hücrelerin gerçekten farklı uyaranlara ayrı ayrı yanıt verip vermediği, elektriksel kayıt ve davranış deneyleriyle ayrıca gösterilmek zorunda. Bir de terim meselesi var: kalamarın yaptığı şey, insanın havadaki sesi işitmesiyle aynı şey değil; yakın çevredeki su hareketinin algılanması. "Bütün gövdesi bir kulak" benzetmesi anlatmak için işe yarıyor, tanım olarak değil.

Bu tür neden seçildi

Araştırmanın öznesi Kuzeybatı Atlantik'te yaşayan uzun yüzgeçli kalamar, Doryteuthis pealeii. Bu tercih rastgele değil. Bu hayvan, sinirbilimin en eski laboratuvar dostlarından biri: kalamarın sıra dışı kalınlıktaki dev aksonu (sinir lifi) sayesinde, sinir hücresinin elektrik sinyalini nasıl ürettiği 20. yüzyılın ortasında ilk kez ölçülebildi; Alan Hodgkin ile Andrew Huxley bu çalışmalarıyla 1963 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü paylaştı. Bugün ise türün genomu dizilenmiş ve genetik müdahaleye açık durumda — yani bir gen kapatılıp tüy demetine ne olduğu izlenebilir.

Türkiye kıyılarında tezgâhta gördüğümüz kalamar bu tür değil; Akdeniz ve Ege'nin yaygın türü Avrupa kalamarı Loligo vulgaris. İkisi de aynı aileden (Loliginidae) olduğu için haritanın genel desenin akrabalarda da bulunması beklenebilir, ama bu şu an bir beklenti; her tür kendi ölçümünü bekliyor.

Sırada ne var

Açık sorular oldukça somut. Kısa demetlerin gerçekten hızlı akışa, uzunların yavaş akışa ayarlı olup olmadığı ölçülecek. Yan çizgi tarlalarının yetişkin kalamarda da sürüp sürmediği, yavru büyürken desenin nasıl değiştiği bilinmiyor. Ve asıl merak edilen: kalamarın tüy hücreleri zedelendiğinde yerine yenisi geliyor mu? Balıkta ve kuşta bu hücreler yenilenir, insanda yenilenmez. Dışarıda, görülebilir bir yerde duran ve genetiğine dokunulabilen bir tüy hücresi takımı, bu farkın nereden kaynaklandığını aramak için fena bir adres değil.

Fotoğraf: SEFSC Pascagoula Laboratory; Collection of Brandi Noble, NOAA/NMFS/SEFSC, Public domain, Wikimedia Commons