Çevremizde gördüğümüz hayvan, bitki gibi canlılardan, göremediğimiz ama bizi hasta eden mikroorganizmalar ve canlı olarak tanımlanan her şey hücrelerden oluşur. Bitkileri, mantarları, karada yaşayan hayvanları, denizin altında yaşayan hayvanları düşündüğümüzde milyonlarca farklı çeşitte canlı olduğunu fark edebiliriz. Canlı çeşitliği içinde göze çarpan bir diğer unsur ise canlılara özgü özellikleridir. Örneğin, bitkiler fotosentez yaparak kendi besinini üretir, ancak hayvanlar fotosentez yapamaz ya da öyle bakteriler vardır ki hiçbir canlının yaşayamayacağı volkanik dağlarda yaşarlar. Peki, canlıların taşıdıkları böylesi karakteristik özellikler hangi farklılık sonucunda ortaya çıkmıştır? Sahip oldukları hücreler ve hücre içeriği sonucunda canlılar, farklı özelliklerle yaşadıkları ortama uyum sağlamıştır. Elbette ki bu sorunun çok kapsamlı, birçok konuyu ele alan cevabı var, ancak bu makale bu soruya hücre özellikleri ve karşılaştırılması yönü ile cevap verecektir.
Yeryüzünün İlk Hücresi
Milyonlarca yıl önce ilk hücrenin nasıl oluştuğu dolayısıyla canlılığın nasıl başladığı üzerine birçok teori vardır. Bu teorilerden bazıları Dünya’nın oluşum aşamasından sonra yeryüzündeki sıcaklık, mineral ve atmosfer bileşenleri gibi faktörlerin içeriğine göre kurulmuştur. Örneğin, su miktarının az olduğu, tuz ’un bol miktarda bulunduğu ve aşırı sıcak bir ortamda nasıl bir canlı yaşayabilirdi? Bu öyle bir canlı olmalı ki böylesi zorlu şartlarda yaşayabilmeliydi. Şartlara en uygun aday olarak “doğanın gerçek ustaları” olarak tanımlanan bakteriler öne çıkmaktadır.
Bakteriler, yeryüzünde oluşan ilk hücrelerin sonrasında oluşan bir form olarak düşünülmektedir. İlk hücre tam olarak tanımlanamasa da bazı prokaryotik hücrelerin en ilkel formlar olduğu tahmin edilmektedir. Peki, ilk hücre ne ile beslenmiştir? Nasıl bir ortamda bulunmuştur? Başlangıç aşaması olarak ortamda oksijenin az bulunduğu ve sulu bir ortam olduğu düşünülmektedir. İlkel canlı formları, bu ortamda belirli bir süre yaşadıktan sonra ortamdaki organik maddeleri kullanmıştır. Daha sonra organik madde azalmış ve canlılığın devam etmesi için alternatif bir kaynak aranmıştır. Karbondioksit (Co2), güneş ışığı ve su alternatif kaynak arayışı için yanıt olmuş ve fotosentez olayı başlamıştır. Bunun için hücre yeni bir form geliştirmiştir. Kendi içerisinde klorofil oluşturmuş ve fotosentez yetisi kazanmıştır. Bu yeni form klorofilden gelen yeşil renk ile yeşil rengini almış ve mavi- yeşil algler olarak adlandırılmıştır.
Yukarda bahsedilen ilk hücre teorilerden biri endosimbiyoz teoridir ve ökaryot hücrelerin nasıl ortaya çıktığı ile ilgili varsayımları içermektedir. Ökaryot hücrelerin, basit hücrelerden yani prokaryotlardan çok daha karmaşık olduğunu biliyoruz. İlkel hücre formları arasında klorofil içeren hücreler ve aynı şekilde mitokondri içeren hücreler bulunuyordu. Farklı hücre formlarının birbiri ile bir şekilde birleştiği düşünülmektedir. Genellikle bu birleşmenin yutma yoluyla olduğu düşünülmektedir. Yani, mitokondri içeren bir hücrenin klorofil içeren başka bir hücreyi yutması bu birleşmeyi sağlamış olabilir. Bu durum aynı zamanda "simbiyotik" beraber yaşamaya ilk örneği oluşturmaktadır. Konak ve konakçı kavramı böylece ortaya çıkmıştır. Bu tıpkı kiracı ve ev sahibi ilişkisine benzer. Konakçı hücre, yaşamak için rahat ve güvenli bir yer sağlarken ve konak enerji üreterek kira öder. Böylece yeni bir form olan ökaryot hücrenin oluştuğu düşünülmektedir.
Endosimbiyoz teorisine göre bir başka hücreyi yutarak oluşan ökaryotik hücrelerden bitki, hayvan ve diğer canlı çeşitleri oluşmuştur. Canlı hücreleri arasında ortak özelliklerin yanında farklılıklar mevcuttur.
Hayvan, Bitki, Bakteri ve Mantar Hücre Tipleri
Hücre, canlılığın en temel yapı birimidir ve tüm canlılarda ortak özellikler taşır. Ancak, hayvan, bitki, bakteri ve mantar hücreleri arasında temel farklılıklar vardır.
Hayvan Hücresi
Bir hayvan hücresi tipik olarak iyi tanımlanmış bir çekirdeğe ve mitokondri, endoplazmik retikulum ve Golgi aygıtı gibi zara bağlı organellere sahip olan ökaryotik bir türdür. Tüm hücreler, hücrenin iç ve dış bileşenlerini ayıran bir hücre zarı veya plazma zarı ile çevrilidir. Hücre bileşenleri sitoplazma adı verilen bir sıvı içerisindedir.
Hayvanlar çok hücreli organizmalardır. Hücreler vücudumuzdaki çeşitli işlevleri yerine getirmek üzere özelleşmiştir. Hücre farklılaşmaya başladıktan sonra özelleşmiştir, bunu kendimize benzetirsek işlevi belli olmayan bir hücre henüz çocukluk çağındadır ve ilerde ne olacağını seçer. Bu hücre büyüyünce kan hücresi olmak isteyebilir ve buna göre uzmanlaşır.
1.Hayvan Hücre Tipleri
Çok sayıda hayvan hücresi türü vardır ve her biri belirli işlevlere getirmek üzere özelleşir. Ancak en yaygın hayvan hücresi türlerinden bazıları şunlardır:
Hayvan hücreleri yaşam biçimlerine uygun şekilde gelişmiştir. Örneğin, hayvanlar aktif olarak hareket eder. Kendi yiyeceğini bulmak için hareket etmelidir, hücreleri buna uyum sağlayacak şekilde gelişmiştir ve harekete uygun şekilde enerji üretir.
2. Bitki Hücresi
Bitki hücresi, tıpkı hayvan hücreleri gibi gerçek bir çekirdeğe ve organellere sahip bir ökaryotik hücredir, ancak aynı zamanda fotosentezi gerçekleştiren kloroplast organellerine sahiptir. Bitkiler çok hücrelidir ve hücreleri çevreleyen belirgin bir sert duvara sahiptir. Yine, kendi yaşam biçimlerine uygun olan hücrelere sahiptirler. Hareket edemedikleri için dışardan besin arayamazlar, yani kendi besinini üretebilmelidir. Klorofil ve kloraplast ile kendi besinini üretebilmektedir. Karemsi şekildedir.
Bitki Hücre Tipleri
Genel olarak bitki hücre tipleri aşağıdaki gibidir.
3. Bakteri Hücresi
Bakteriyel hücre, iyi tanımlanmış bir çekirdeğe ve zara bağlı organellere sahip olmayan prokaryotik bir hücredir. Bunun yerine genetik materyalin düzensiz bir şekilde bulunur. Bakteriler tek hücreli organizmalardır. Şekil olarak hayvan hücresine benzerlik gösterirler bazılarında kamçı bulunur. Bu kamçı insanlarda bulunan sperm hücresi ile benzerdir ve hareket görevinde kullanılır.
Bakteri Hücresi Türleri
Bakteri hücreleri şekillerine göre beş gruba ayrılır:
Bunlar tek hücrer halinde başka bir yere tutunmadan ya da birbirine tutunan çiftler, zincirler veya koloniler halinde yaşayabilir.
4. Mantar Hücresi
Mantar hücreleri, ökaryot (gerçek hücre) yapısına sahiptir. Çok hücreli veya tek hücreli olabilirler. Yaklaşık 144 bin adet türü vardır. Genellikle gördüğümüz şapkalı mantarlardan, küf ve maya gibi mikroorganizmalara kadar çeşitli formları bulunur. Maya bölünerek çoğalır ve tek hücreli mantar sınıfıdır. Ekmeklerde, meyvelerde ve diğer yiyeceklerde gördüğümüz küfler ise tıpkı bitkilerin köklerine benzer ince uzantılara sahiptir. Şapkalı mantarlar her ne kadar bitkilere benze de mantarlar da klorofil bulunmaz, yani bir bitki gibi kendi besinini üretemez.
Mantarlar, her yerde bulunabilir; toprakta ve havada, göllerde, nehirlerde ve denizlerde, bitki ve hayvanların üzerinde ve içinde, yiyecek ve insan vücudunda... Ayrıca, bakterilerle birlikte organik maddenin parçalanmasından ve toprağa ve atmosfere karbon, oksijen, nitrojen ve fosfor salınmasından sorumludur. Mantarlar, ekmeğin mayalanmasında, şarap, bira ve bazı peynirlerin yapımı olmak üzere birçok endüstriyel üretimde kullanılır.
Canlıların sınıflandırılması, canlının fiziksel, kökensel, genetik ve moleküler yapıları gibi kapsamlı birçok özelliğe dayanmaktadır. Yazımızda, hayvan, bitki, bakteri ve mantar olmak üzere 4 ayrı türün sahip olduğu hücreler arasındaki çeşitliliği kısaca tanıdık. Hücrelerin yapısal özelliklerini daha detaylı olarak karşılaştıralım.
Bir hücre temelde çekirdek, sitoplazma ve hücre zarından oluşur. Canlıların sahip olduğu hücrelerde ortak özellikler olduğu gibi farklılıklar vardır.
1. Hücre Duvarı:
Bitkiler: Bitki hücreleri hücre duvarına sahiptirler. Bu duvar, hücreye destek sağlar ve selüloz adı verilen karbonhidrat yapıdan oluşur.
Hayvanlar: Hayvan hücrelerinde hücre duvarı bulunmaz. Yalnızca, hücreyi dış ortamdan ayıran ve madde geçişini kontrol eden seçici hücre zarından oluşur.
Mantarlar: Mantarlar da tıpkı bitkiler gibi hücre duvarına sahiptirler, ancak bu duvar çoğunlukla kitin adı verilen bir başka karbonhidrattan oluşur. Hücre duvarı üzerinde, lomasom olarak adlandırılan girintiler bulunur.
Bakteriler: Tüm bakterilerde hücre duvarı bulunmaz. Yalnızca bazı bakterilerin hücre duvarı vardır. Hücre duvarı bitki ve mantarda bulunan hücre duvarına göre oldukça farklıdır. Bakteri hücre duvarı protein, yağ ve karbonhidrat yapılı “peptidoglikan” tabakasından oluşur.
2.Çekirdek Yapısı:
Bitkiler ve Hayvanlar: Ökaryot olan bitki ve hayvan hücreleri çekirdekleri bir zar ile çevrilidir. Çekirdek, hücrenin genetik bilgisini içerir.
Mantarlar: Mantar hücreleri de ökaryotik hücrelerdir ve çekirdek zarına sahiptirler.
Bakteriler: Bakteriler, prokaryotik hücrelerdir ve çekirdeklerinin etrafında zar tabakası yoktur. Bunun yerine “nükleoid” adı verilen genetik materyallerini içeren bir bölgeye sahiptirler.
3. Organel Çeşitleri:
Bitkiler ve Hayvanlar: Bitki ve hayvan hücrelerinde birçok organel ortaktır. Ancak depolama, solunum gibi metabolik faaliyetler farklıdır. Buna göre organellerin bulunduğu bölgeler ve görevleri değişebilir. Örneğin, koful hayvan hücrelerinde daha küçük boyutlu ve az sayıdayken bitki hücrelerinde daha büyük ve su dengesinin korunmasını sağlar. Lizozom, hayvan hücrelerinde daha büyük ve çok sayıda bulunurken bitki hücrelerin daha küçük ve az sayıdadır.
Bitki ve hayvan hücreleri arasında en önemli farklarda biri ise kloroplast, kromoplast ve lökoplast olmak üzere plastidlerdir. Bitki hücreleri, kloroplast içeriğindeki klorofil pigmenti ile fotosentez yapar.
Bitki hücrelerinde, hücre bölünmesi sırasında aktif görev alan sentriyoller bulunmaz. Bunun yerine “ara lameller” ile hücreler birbirinden ayrılır.
Mantarlar: Mantar hücreleri de hayvan ve bitki hücreleriyle ortak organellere sahiptirler, ancak plastidler bulunmaz.
Bakteriler: Bakteriler, ökaryotik hücreler gibi karmaşık organellere sahip değildirler. Prokaryot hücre özelliğine sahiptirler ve ribozom, sentrozom gibi temel organellere sahiptirler. ER, mitokondri gibi organeller bulunmaz.
4. Beslenme Tarzı:
Bitkiler: Bitkiler, güneş ışığından gelen ışık enerjisini fotosentez için kullanır ve kendi besinini üretir. Ayrıca bu şekilde kendi besinini üretebildiği için ototrof olarak adlandırılır.
Hayvanlar: Hayvanlar, kendi besinlerini karbondioksit ve su gibi inorganik maddelerden üretemezler ve besin için diğer organizmalara bağımlıdırlar. Beslenme biçimi nedeniyle heterotrof olarak adlandırılır.
Mantarlar: Mantarlar da heterotroftur ve çoğunlukla organik malzemeleri ayrıştırarak beslenirler. Bu yüzden çürükçül olarak anılırlar. Toprağa karışan organik maddelerin ayrıştırılmasında önemli rol oynarlar.
Bakteriler: Bakteriler farklı beslenme tarzlarına sahiptir. Örneğin, bazıları ototroftur fotosentez yapabilirken, diğerleri heterotroftur ve organik maddeleri parçalayarak beslenirler. Ayrıca, bitkilerden farklı olarak sülfür gibi inorganik maddelerden kendi besinlerini sentezler.
Bu temel farklılıklar, hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve bakteriler arasındaki hücresel yapı ve işlev farklarını özetlemektedir. Ancak, her grup içinde türler arasında çeşitlilik olduğunu unutmayın ve bazı istisnalar bu genellemelere uymayabilir.
