Elysia Chlorotica

Elysia chlorotica, Vaucheria litorea adlı su yosunundan (alg) elde ettiği kloroplastları sindirim sistemi hücrelerinde tutarak fotosentez yapabilme yeteneğine sahip, "doğu zümrüt elysia'sı" (eastern emerald elysia) olarak da bilinen bir deniz salyangozu türüdür. Sacoglossa (emici dilli yumuşakçalar) takımına ait olan bu tür, hayvanlar aleminde nadir görülen kleptoplasti (kloroplast hırsızlığı) yeteneği sayesinde, besin kaynağı olmadığı durumlarda bile aylarca güneş enerjisiyle hayatta kalabilir. Amerika Birleşik Devletleri'nin doğu kıyısında, Nova Scotia'dan (Kanada) Güney Florida'ya kadar uzanan coğrafi aralıkta, tuzlu bataklıklarda ve sığ dere yataklarında yaşar.

Fiziksel Özellikler

Elysia chlorotica, yaşam döngüsü boyunca morfolojik ve renk bakımından belirgin değişiklikler geçirir. Gelişim, veliger larvası olarak adlandırılan, yüzmek ve beslenmek için silli bir velum ve kabuğa sahip evre ile başlar. Metamorfozdan sonra, henüz alg ile beslenmemiş genç bireyler ("juvenile" evresi) kahverengidir ve karın bölgelerinde kırmızı pigment lekeleri bulunur.

Yetişkin bireyler, Vaucheria litorea ile beslendikten ve kloroplastları bünyelerine aldıktan sonra parlak yeşil bir renk alır. Kloroplastlar, hayvanın geniş sindirim sistemi divertiküllerine (uzantılarına) dağılır. Yetişkinler genellikle 20 ila 30 mm uzunluğundadır, ancak 60 mm'ye kadar ulaşan örnekler belgelenmiştir.

Yetişkin formun şekli, vücudun her iki yanında bulunan ve "parapodia" adı verilen geniş, kanat benzeri uzantılar nedeniyle bir yaprağı andırır. Bu yapı, hem kamuflaj sağlar hem de fotosentez için yüzey alanını artırarak ışık alımını optimize eder. Kloroplastlar işlevini yitirdiğinde veya atıldığında, salyangoz yeşil rengini kaybederek griye döner.

Yaşam Döngüsü ve Gelişim

Türün yaşam döngüsü yaklaşık 11 aydır ve her yıl senkronize bir kitle ölümü ile sonlanır. Gelişim aşamaları şunlardır:

1. Larva Dönemi: Yumurtadan çıkan veliger larvaları serbest yüzer ve planktoniktir. Bu aşamada plastid taşımazlar.
2. Metamorfoz: Larvaların genç bireylere dönüşebilmesi için Vaucheria litorea ile temas etmeleri zorunludur. Alg varlığında 1-2 gün içinde metamorfoz gerçekleşir ve kabuklarını kaybederler.
3. Genç ve Yetişkin Dönem: Metamorfozdan hemen sonra alg ile beslenmeye başlarlar. Yaklaşık 14 günlük beslenme ve 2 gün süren sürekli temas sonrasında kalıcı kleptoplasti (plastid tutulumu) başlar ve hayvan yaprak şeklindeki yetişkin formuna ulaşır.
4. Üreme ve Ölüm: Hermafrodit (çift cinsiyetli) olan bireyler, erken ilkbaharda yılda bir kez ürerler. Yumurta dizilerini bıraktıktan kısa bir süre sonra hem doğal ortamda hem de laboratuvar koşullarında kitle halinde ölürler. Araştırmacılar bu ölümlerin viral bir nedene bağlı olabileceğini öne sürmüştür.

Beslenme ve Kleptoplasti

Elysia chlorotica, "özsuyu emen" deniz salyangozları grubundandır (Sacoglossa). Beslenme rejimi büyük ölçüde Vaucheria litorea algi üzerine kuruludur; nadiren Vaucheria compacta ile de beslenebilir. Salyangoz, radula (dişli dil) yapısını kullanarak alg hücre duvarını deler ve hücre içeriğini emer.

Bu süreçte, alg sitoplazması ve çekirdeği sindirilirken, kloroplastlar sağlam bir şekilde sindirim epitel hücrelerine alınır (fagositoz). Bu kloroplastlar, hayvanın sitoplazmasında aylarca (10-12 aya kadar) işlevsel kalabilir ve fotosentez yapmaya devam eder. Bu süre zarfında salyangoz, dışarıdan besin almadan sadece ışık ve karbondioksit varlığında hayatta kalabilir.

Genetik ve Moleküler Adaptasyonlar

Bu simbiyotik ilişkinin (ortak yaşamın) nasıl sürdürüldüğü bilim dünyasında yoğun araştırma konusudur. Alg çekirdeği olmadan kloroplastların protein sentezlemeye ve işlevini korumaya devam etmesi, hayvanın genomunda gerekli genlerin bulunup bulunmadığı sorusunu gündeme getirmiştir.

• Yatay Gen Transferi (HGT): Bazı çalışmalar, alg çekirdeğine ait fotosentez genlerinin (psbO, psbA gibi) salyangozun genomuna yatay gen transferi yoluyla geçtiğini göstermiştir. Örneğin, fotosistem II'nin kararlılığı için kritik olan psbO geninin, hem salyangozun yetişkin dokularında hem de yumurtalarında bulunduğu tespit edilmiştir.
• Protein Sentezi: Aç bırakılan salyangozlarda yapılan deneyler, kloroplast proteinlerinin (D1, D2, CP43 gibi) de novo (yeniden) sentezlenmeye devam ettiğini ortaya koymuştur.
• Transkriptomik Yanıt: Salyangozun alg ile karşılaşması ve kloroplastları alması sırasında, bağışıklık sistemi ve oksidatif stresle ilgili genlerin ifadesinde (ekspresyonunda) belirgin değişiklikler gözlenmiştir. İlk temas sırasında oksidatif stres yanıtı artarken, simbiyoz kuruldukça bu yanıtlar dengelenir.

Habitat ve Dağılım

Elysia chlorotica, tuza karşı yüksek toleranslı (euryhaline) bir osmokonformerdir. Neredeyse tatlı sudan (~24 mosm), acı tuzlu suya (~2422 mosm) kadar değişen tuzluluk seviyelerinde yaşayabilir. Doğal yaşam alanı, 0,5 metreden daha sığ olan tuzlu bataklık havuzları ve sığ derelerdir. Genellikle ana besin kaynağı olan Vaucheria litorea'nın yakınında bulunur.

Üreme

Elysia chlorotica eşzamanlı hermafrodittir (simultaneous hermaphrodite); yani hem erkek hem de dişi üreme organlarına sahiptir. Kendi kendini dölleyebilme yeteneğine sahip olsa da, genellikle çapraz döllenme (başka bir bireyle çiftleşme) tercih edilir. Çiftleşme sırasında spermlerin doğrudan vücut yüzeyine enjekte edildiği hipodermik dölleme (hypodermic insemination) yöntemi görülebilir. Döllenmiş yumurtalar, uzun mukus şeritleri halinde bırakılır ve yaklaşık bir hafta içinde açılır. Ebeveyn bakımı gözlenmez.