İlk Mikropla Tanışmak İçin Zaman Yolculuğu / İkinci Beyin Sesli Kitap 28
Yaklaşık dört milyar yıl önce, yeryüzünde yaşam ilk olarak tek hücreli mikroorganizmalar olan arkeler şeklinde ortaya çıktı. Varlıklarının ilk üç milyar yılı boyunca mikroplar gezegenin tek canlı sakinleriydi. Ve onlardan trilyonlarca vardı, galaksimizdeki yıldızlardan daha çok sayıdaydılar. Farklı şekil, renk ve davranışlara sahip bir milyara yakın farklı görünmez mikrop türüyle dolu, sessiz ama devasa bir deniz tabanlı evrende yüzüyorlardı.
Bu geniş zaman diliminde, bu mikroplar birbirleriyle iletişim kurma becerisini yavaş yavaş mükemmelleştirdiler. Bunu başarmak için, sinyal göndermek için sinyal molekülleri ve bu sinyaller için özel kod çözme mekanizmaları olarak hizmet edecek reseptör molekülleri ürettiler. Bu şekilde, bir mikrop tarafından salınan sinyal molekülleri, yakındaki başka bir mikrop tarafından çözülebiliyordu. Ve bu sinyalleşme aslında alıcı mikropta geçici ya da kalıcı bir davranış değişikliğini tetikliyor. Bu sinyal moleküllerinin çoğu, bağırsaklarının bugün enterik sinir sistemin ve beyninle iletişim kurmak için kullandığı hormonlara ve nörotransmitterlere çok benziyor. Bu molekülleri eski ve nispeten basit bir dil olarak düşünebilirsin; tıpkı bugün vücudundaki farklı organ sistemlerinin kullandığı çeşitli biyolojik sinyalleşme lehçeleri gibi.
Yaklaşık 500 milyon yıl önce, ilkel çok hücreli deniz hayvanları sahneye çıktığında bazı deniz mikropları sindirim sistemlerinin içine yerleşti. Bu küçük deniz hayvanlarından biri olan hidra, bugün hala tatlı su kütlelerinde bulunabilmektedir. Bu yaratık yüzen bir sindirim kanalından biraz daha fazlasıdır. Birkaç milimetre uzunluğunda bir tüp, bir ucunda bir ağız, uzunluğu boyunca uzanan mikroplarla dolu bir sindirim sistemi ve diğer ucunda hayvanı bir kayaya veya su altı bitkisine tutturmak için yapışkan bir disk.
Yavaş yavaş, hayvanlar ve mikroplar simbiyotik bir ilişki geliştirdi ve mikroplar hayati genetik bilgiyi ev sahibi hayvanlara aktarmanın yollarını buldu. Bu bilgi, ev sahibi hayvanlara kendilerinde eksik olan ancak mikropların milyarlarca yıllık deneme yanılma süreci boyunca üretmeyi öğrendikleri bir dizi molekülü sağladı. Bu moleküllerden bazıları bugün vücudumuzun kullandığı nörotransmitterler, hormonlar, bağırsak peptidleri, sitokinler ve diğer sinyal molekülleri haline geldi.
Milyonlarca yıl boyunca, ilkel deniz hayvanları daha karmaşık canlılara dönüştükçe, ilkel bağırsaklarını çevreleyen sinir ağları şeklinde, bugün bağırsaklarımızı çevreleyen enterik sinir sistemi ağlarından çok da farklı olmayan basit sinir sistemleri geliştirdiler. Bu canlılardaki sinir ağları, mikroplardan aldıkları genetik talimatların bir kısmını, nöronların birbirlerine mesaj iletmelerini ve kas hücrelerine kasılma talimatı vermelerini sağlayan sinyal kimyasalları üretmek için kullandı. Bunlar bizim insan nörotransmitterlerimizin öncüleriydi.
Şaşırtıcı bir şekilde, bu basit sinir ağları ve sinyal molekülleri, milyonlarca yıl önceki ilkel hayvanların yutulan gıdalara bugün bağırsaklarımızın yaptığı gibi benzer, programlanmış bir şekilde yanıt vermesini sağladı. Yiyecek tükettiklerinde, insan sindirim sistemindekine eşdeğer stereotipik hareketlerde bulundular: Yutulan yiyecekleri yemek borusundan mideye ve üst bağırsağa doğru iten ve istenmeyen bağırsak içeriğinin atılmasına yardımcı olan bir dizi refleks. Bu hayvanlar toksin tükettiklerinde, gıda zehirlenmesi ile ilişkili kusma ve ishalin insan eşdeğeri olan sindirim kanallarının bir veya iki ucundan bunları dışarı atabiliyorlardı. Bu erken dönem deniz hayvanları, sindirim reflekslerini tetiklemeye yardımcı olmak için belirli kimyasalları salgılayabilen hücreler de içeriyordu. Bu salgı hücreleri, bağırsakta vücudun serotonininin çoğunu ve aç ya da tok hissetmeni sağlayan bağırsak hormonlarını üreten özelleşmiş hücreler olan enteroendokrin hücrelerimizin ataları olabilir.
Minik deniz canlıları ve onların yerleşik mikropları arasındaki yeni ortak yaşam, her ikisi için de birçok faydaya yol açtı. Hayvanlar belirli gıdaları sindirme, kendilerinin sentezleyemediği vitaminleri alma ve çevrelerindeki toksinlerden ve diğer tehlikelerden kaçma ya da bunları dışarı atma becerisi kazandı. Sindirim sistemlerindeki mikroplar, gelişebilecekleri ve bir yerden başka bir yere serbestçe taşınabilecekleri kapalı ve uygun bir ortama kavuştu. Bu mikrop koleksiyonu, bağırsaklarındaki bağırsak mikrobiyotasının en eski versiyonu olarak görülebilir.
Bağırsak mikropları ile konakçıları arasındaki bu simbiyotik ilişki her iki taraf için de o kadar faydalı olmuştur ki, bugün karıncalar, termitler ve arılardan ineklere, fillere ve insanlara kadar yeryüzünde yaşayan hemen hemen her çok hücreli hayvanda korunmuştur. Bu temel sindirim faaliyetlerinin yüz milyonlarca yıl boyunca devam etmiş olması, bağırsaklarına ve onun enterik sinir sistemine programlanmış olan olağanüstü zekayı kanıtlamaktadır. Bu aynı zamanda mikroplarımız, bağırsaklarımız ve beynimiz arasında neden bu kadar karmaşık bir ilişki olduğunu da anlaşılır kılmaktadır.
Daha karmaşık hayvan türleri geliştikçe, ilkel sinir sistemleri sindirim sisteminin dışında daha ayrıntılı bir sinir ağına dönüştü. Bu ağ, enterik sinir sisteminden ayrıydı, ancak yine de onunla yakından bağlantılıydı ve sinyal mekanizmalarının çoğunu koruyordu. Ayrıntılı yeni sinir ağı sonunda merkezi sinir sistemine dönüştü ve bu sistem kafatasının içinde karargah kurdu.
Yavaş yavaş, merkezi sinir sistemleri, başlangıçta yalnızca enterik sinir sistemi tarafından ele alınan dış dünyayla ilgili davranışların yönetimini devraldı; buna, koşulların gerektirdiği şekilde diğer hayvanlara yaklaşma veya onlardan uzaklaşma yeteneği de dahildi. Bu işlevler sonunda beynin duyguları düzenleyen bölgelerine aktarılırken, bağırsak sinir sisteminin kendisi temel sindirim işlevlerinden sorumlu tutuldu; bu iş bölümü bizim bağırsak-beyin eksenimizde de devam etti.
Bir avuç mikrobun basit bir deniz hayvanının ilkel bağırsağıyla ilk teması kurmasından bu yana yüz milyonlarca yıl geçti. Ancak o zamandan bu yana kat ettiğimiz uzun yolculuk, bugün enterik sinir sistemi ve mikrobiyomu da dahil olmak üzere kendi bağırsağının duyguların ve genel refahın üzerinde neden bu kadar güçlü bir etkiye sahip olmaya devam ettiğini açıklamaya yardımcı oluyor.