Evrimin İşleyişi - 2: Yeni Genetik Kombinasyonların Oluşumu ve Evrimin Türleri Değiştirme Mekanizması
Evrimsel süreçle ilgili
anlaşılması en güç kavramlardan biri, bir özelliğin nasıl değiştiği ve türlerin
nasıl farklılaştığıdır. Örneğin ortalama boyu 20 santimetre olan bir canlının
boyu nesiller içerisinde nasıl 2 katına, 40 santimetreye çıkabilir? Daha kritik
bir soru, eğer ki popülasyon içerisinde yeterince çeşitlilik olmaması
durumunda, bu tür bir evrimin gerçekleşip gerçekleşemeyeceğidir. Yani boy
ortalaması 20 santimetre olan bir popülasyonun içerisindeki en uzun bireyler 22
santimetreyse ve daha uzun bireyler yoksa, nasıl olur da popülasyonun boy
ortalaması 40 santimetreye çıkabilir? Diyelim ki yeterli çeşitlilik var, bu
durumda evrim nasıl meydana gelir? İşte bu makalemizde bu konuları inceleyerek,
evrensel olarak evrimin nasıl işlediğini anlamanızı sağlamayı hedefleyeceğiz.
Eğer ki bu yazımızı tam olarak sindirebilirseniz, evrimin nasıl işlediğini
ileride karşınıza çıkabilecek herhangi bir örnek dahilinde, rahatlıkla
yorumlayabileceğinizi umuyoruz. Fakat bu yazıyı okumadan önce, evrimin temel
mekanizma ve işleyişini öğrenmek adına bu dizimizin ilk yazısı olan "Evrim'in İşleyişi - 1: Genel Kavramlar, Mekanizmalar ve Yöntemler" başlıklı makalemizi okumanızı tavsiye ederiz.
Evrimi İncelemek İçin Seçilecek Türler,
Popülasyonlar ve Özellikleri: Model Organizmalar
Evrimin nasıl meydana
geldiği üzerinde kafa yorarken insanların düştüğü temel hatalardan birisi,
evrimi türümüz üzerinden düşünmektir. Esasında bunu elbette yapabilirsiniz,
zira insan türleri de evrimsel süreç sonunda var olmuş hayvan türleridir; ancak
insan üzerinde düşünmenin ufak bir sıkıntısı vardır: türümüz, vahşi doğadan
izole bir yaşam stiline geçtiği ve buna adapte olduğu için, istisnasız olarak
geriye kalan tüm türlerin geçirdiği evrimsel değişimlerden bir miktar
uzaklaşmıştır. Elbete türümüz halen, her nesilde evrim geçiriyor; ancak söz
konusu Homo sapiens olduğunda
bu evrim daha çok mikroevrim düzeyinde, fiziksel değişimlerin çok çok
daha yavaş yaşandığı bir evrim olmakta. Bu yüzden bir türün dış görünümünün
evrim sebebiyle değişimi görülmek isteniyorsa, insan türü üzerinden gitmek pek
de mantıklı bir "ilk adım" olmayacaktır. Uzun
lafın kısası, tıpkı genetik deneylerinde yaptığımız gibi, gözlemlemek
istediğimiz unsuru (evrimi) kolaylıkla görebileceğimiz, uygun bir model organizma seçmek,
incelememizin kolay ve sıkıntısız gerçekleşebilmesi için önem arz eder. Bu
sebeple, insan gibi bir tür üzerinden evrimi incelemek yerine, vahşi yaşam
dahilinde bulunan bir türü ele almak çok daha kolay olacaktır.
Eğer ki evrimi anlamak için inceleyeceğimiz türü, vahşi yaşam şartları
içerisinden seçtiysek, bir diğer önemli nokta da bu türün, inceleyeceğimiz
popülasyonunun büyüklüğü ve içerisindeki çeşitlilik miktarıdır. Az sonra
yeniden değineceğimiz gibi, eğer ki bir türün popülasyonu içerisindeki
çeşitlilik miktarı çok sınırlıysa, bu popülasyonun bulunduğu ortama adapte
olması genellikle çok zor olacak ve çoğu zaman bu popülasyonun yok olduğu
görülecektir. Eğer ki sınırlı çeşitliliğe sahip popülasyonlara dışarıdan göç yoluyla veya evrimin diğer çeşitlilik mekanizmaları sayesinde
yeni varyasyonlar giriş yapmıyorsa, türün evrimleşmesi çok güç olacak ve
olumsuz şartlara adaptasyon mümkün olamayacaktır (ya da çok nadiren
mümkün olabilecektir). İşte bu sebeple, incelemek istediğimiz popülasyonun çok
büyük ve çok çeşitli olmasını arzu ederiz. Örneğin, Hardy-Weinberg Dengesi gibi
evrimsel biyolojiden doğan popülasyon genetiği denklemlerinde, çoğu zaman
elimizdeki popülasyonu sonsuz
büyüklükte kabul ederiz. Bu sayede, tür içi çeşitlilik
sonsuz varsayılır, popülasyon içerisindeki rastgelelik unsuru olabildiğince
düşürülür. Elbette hiçbir popülasyon sonsuz büyüklükte değildir, dolayısıyla bu
varsayımda kimi zaman dikkate alınması gerekecek büyüklükte hata payı
bulunabilir. Ancak çoğu zaman, birçok tür ve birçok popülasyon için bu varsayım
doğrudur: gerçekten de, türlerin popülasyonları içerisinde inanılmaz fazlalıkta
bir çeşitlilik bulunur ve evrimin sürmesini sağlayan temel unsur da bu
çeşitliliktir. Bu dizimizin ilk makalesinden hatırlayınız: eğer ki yeterince çeşitlilik
bulunmazsa, seçilimin de etki edebileceği bir malzeme bulunamaz.
Evrimsel sürecin
analizinde sıklıkla düşülen hatalardan bir diğeri, evrimin bir anda, bir
bireyin ömrü içerisinde olacağını düşünmektir. Bu, çok ciddi bir hatadır ve
evrimsel biyoloji açısından kabul edilemez. Hiçbir canlı, bugünkü halleriyle,
bir anda, "puf" diye var oluvermemiştir, doğanın hiçbir köşesinde
böyle bir var oluşa rastlamayız. Bugün var olan her canlı, kendisinden önceki
nesillerin seçilimi sonucunda bugünlere ulaşabilmiştir. Yani günümüzde
gördüğümüz her canlının var olabilmesinin tek nedeni, bu canlının soy hattında binlerce, on binlerce, hatta yüz binlerce nesildir en
uyumluların hayatta kalmasıdır. Elbette bu süreçte, uyumlulardan kat kat daha
fazla sayıda uyumsuz birey elenmiştir. Bu bireylerin potansiyel soy hatları
asla var olamamış, bu yüzden elenmiş bireylerin torunları günümüzde var olamamaktadır.
Bu açıdan, evrimin mutlaka nesiller
bazında süren bir süreç olduğunu anlamak ve buna göre
değerlendirme yapmak gerekmektedir. Her bir nesilde, ebeveynlerinden bir miktar
farklı ve ebeveyn sayısından genellikle daha fazla sayıda yavru doğar. Yani
2'den fazla yavru doğuran her anne-baba, kendi popülasyonlarının sayısını
katlamaya yönelik bir hamlede bulunmuş olur. Ne var ki, gezegenimizde -insan
haricinde- herhangi bir canlı patlaması görmüyoruz, sayılar genellikle stabil
(sabit) gözüküyor. Bunun tek sebebi evrimin seçilim mekanizmalarıdır: her
nesilde, doğmuş yeni canlıların sadece bir kısmı hayatta kalabilir, diğerleri
ise ölür. Tabii ki popülasyon genişlemesi katı kurallara bağlı bir olgu da
değildir, istatistiki (probabilistik) olarak değerlendirilmesi gerekir. Zira
her ebeveyn çifti, 2'den fazla yavru yapmayacaktır. Fakat ne olursa olsun, eşeyli üreme ile çoğalan türlerin yavruları, kendilerinden bir miktar farklı
olacak, yani popülasyona yeni çeşitlilikler (varyasyonlar) dahil olacaktır.
Bu süreç içerisinde,
çeşitliliği arttıracak yönde etki eden en güçlü mekanizmalardan birisi crossing-over'dır. Crossing-over genelde var olan
özelliklerin karışması olarak algılanır. Bu çok doğru değildir,
çünkü aslında karışan "kombinasyonlardır". Dolayısıyla bir gen karşı kromozoma gittiğinde eşeyli üreme sırasında, eskiden olduğu kromozomda
yapacağı işle aynısını yapar belki, evet. Ancak yeni kromozomda birlikte
çalışacağı genlerin etkisiyle, işlevi tamamen farklılaşabilir de, herhangi bir mutasyona uğramadan. Bu çok önemli bir nokta. Yani eskiden vücuttaki
yağlanmayla ilgili özellikleri etkileyen bir gen, crossing-over ile bir diğer
gen setinin arasına gittiğinde, buradaki kombinasyon sayesinde yine yağlanmayla
ilgilenir; ancak bu genin ürettiği protein aynı zamanda boy üzerine
de etki etmeye başlayabilir, dolaylı yoldan. Tabii ki bu sadece varsayımsal bir
örnek; ancak evrimsel süreçte bu şekilde birden fazla görevi üstlenecek şekilde
özelleşen genlerin evrimleştiğini görmekteyiz. Bu şekilde, bir genin birden
fazla fiziksel özelliği etkilemesine pleyotropi adı
verilir. Buna benzer bir şekilde, tek bir özellik de birden fazla gen
tarafından belirlenebilir. Bu tür özelliklere, polygenik özellikler
adını veriyoruz. En tipik örneklerinden biri, göz rengidir. Buna daha sonra
tekrardan döneceğiz. Burada vurgulamamızın nedeni, genlerin evrimsel süreçte
yapısal olarak değişmemelerine rağmen görevlerinin değişebileceğidir. Ancak
çoğunlukla evrimsel değişime katkı sağlayacak genetik malzemeler, mutasyonlar veya transpozonlar yoluyla genlerin fiziksel değişiminden kaynaklanır. Çoğu zaman
ise yeni genetik malzemeler, dışarıdan göç yoluyla popülasyona dahil olur. Tüm
bunlar haricinde, şans faktörünün etkisiyle ortaya çıkan genetik sürüklenme de, yepyeni malzemeler yaratabilir ve evrimi tetikleyebilir.
Kısaca, evrimin çeşitlilik bakımından çok güçlü bir eli bulunmaktadır ve doğa,
her türlü popülasyona çeşitlilik katabilecek güce sahiptir. Bu da, evrimin
sürekli gerçekleşmesini mümkün kılar.
Tek tek tüm mekanizmaların
üzerinden gitmeyeceğiz, bunu zaten Evrim
Mekanizmaları yazı dizimizde detaylıca yapmıştık. Burada anlatmak istediğimiz
şudur: bir popülasyona yeni genetik malzemenin dahil olması için çok sayıda yol
vardır. Bilim düşmanlarının sıklıkla sordukları hileli sorulardan biri, "Genlere yeni bilgi nasıl
eklenir?" sorusudur. İşte evrimin çeşitlilik
mekanizmalarının her biri ve bunların çalışma biçimi, bu sorunun doğrudan
cevabıdır. Bu soruyla ilgilenenler, mekanizmaları okuyarak sorularına cevap
alabilirler. Bu makalede ise biz, bazı örnekler üzerinden giderek çeşitliliğin
nasıl evrimi doğurduğunu göstereceğiz.
Yukarıda saydığımız tüm
çeşitlilik yaratıcı özellikleri alt alta koyduğumuzda, devasa bir popülasyon
içerisinde 1-2 bireyde meydana gelen değişim bile, seçilim ile çok kısa sürede
tüm popülasyona yayılabilir. Hele ki vahşi hayatta, en ufak bir artı bile sizi
ileriye götürebilir, rakiplerinize fark atmanızı sağlayabilir. Bunu anlamak
için de her zaman çan eğrisi örneğini veriyoruz. Eğer çeşitlilik
mekanizmalarının yeni nitelikler yaratabileceğini anladıysak, bir popülasyon
içerisindeki tipik bir dağılımı ele alarak örneklerimize başlayalım. Buradaki
örneğimiz, herhangi bir popülasyonun boyun uzunluğunun evrimi olacak.
0. nesilde (evrimi incelemeye
başladığımız nesilde), elimizde 100 birey olsun. Bu 100 bireyin:
- 4 tanesininki ise 6
santimetre
- 6 tanesininki 8 santimetre.
- 80 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 6 tanesininki 12
santimetre.
- 4 tanesininki 14
santimetre.
Eğer bu dağılıma bakacak
olursanız, bir çan eğrisi dağılımı göreceksiniz: ortalama uzunluktaki boyunlara
sahip bireylerin sayısı en fazlayken, uç özelliklere gidildikçe
sayı giderek azalmaktadır. Örneğin insan türünün boyu düşünülecek olursa, 2.5
metrelik bireylerin sayısı bir elin parmağını geçmezken, 2.1 metre civarında
olanların sayısı çok daha fazla olacak, 2 metre olanların sayısı daha da fazla
olacak, 1.8 metre civarına gelindiğinde ise sayı diğer hepsinden fazla
olacaktır. Ancak 1 metreye doğru gidildikçe, yine eldeki birey sayısı
azalacaktır. Bu hayali popülasyonun boyun uzunluğu için de aynı durum
geçerlidir. İşte bu, çeşitliliğin ta kendisidir!
Eğer ki uzun boyunlu
olanların herhangi bir sebeple avantajlı konuma geçtiği düşünülürse (daha fazla
besin toplayabilmek veya karşı cinsiyetin uzun boyunluları daha çok tercih
etmesi gibi), bu çan eğrisi nesiller içerisinde uzun boyunlulardan yana kaymaya
başlayacaktır. Bir diğer deyişle, yukarıdaki çan eğrisinin "ortalama"
değeri sağa doğru kaymaya başlayacaktır. İşte
en yalın tanımıyla evrim budur: bir popülasyon içerisindeki genetik dağılımın,
nesiller içerisindeki değişimidir. İlla fiziksel bir değişimin
gözle görülebilir olması şart değildir. Yukarıdaki çan eğrisi, herhangi bir gen
ve bu genin popülasyon içerisindeki dağılımı için de geçerli olabilirdi. Bu
gen, hiçbir fiziksel etkiye sahip olmayabilirdi. Ancak genin nesiller
içerisindeki dağılımının değişmesi, yine de evrimin ta kendisi
olacaktı.
Konumuza dönecek olursak,
tahmin edilebileceği gibi, ortalama değerden daha uzun boyunluların avantajlı
olduğu bir ortamda bu bireyler (yani boynu 12 veya 14 santimetre olanlar) daha
kolay hayatta kalabilecek ve üreyebilecektirler. İşte bu sebeple, her yeni
nesilde daha uzun boyunlu bireyler, daha fazla sayıda hayatta kalıp, daha çok
üreyecektirler. Zaten çan eğrisinin kaymaya başlaması da bu yüzdendir. Ortam
koşulları değiştiği anda çan eğrisi kaymaya başlamaz. Evrimsel bir değişimden
bahsedebilmemiz için en az 1 neslin geçmesi mutlaktır. Dolayısıyla,
çevre koşullarının değişimi, popülasyon içerisindeki dağılımı anında
etkileyemez. Öncelikle çevre değişir, bu çevre değişimi türün bireyleri
üzerinde çeşitli miktarlarda seçilim
baskısı yaratır (örneğin en kısa boyunlular üzerindeki
baskı en fazla olacak, dolayısıyla daha kolay elenecektirler); sonrasında ise
daha kolay hayatta kalıp üreyebilenlerin sayısı, her bir nesilde giderek artar.
İşte bu nesiller geçtikçe, çan eğrisi de yukarıdaki örnekte sağa doğru adım
adım kayacaktır. Evrim de zaten bu değişimdir.
Evrimi Adım Adım Takip Etmek: Çan Eğrisinin Değişimi
Şimdi, bu örneğimiz
üzerinden nesilleri adım adım takip edelim. Anlamayı kolaylaştırmak adına, her
bir neslin, bir önceki nesil kadar birey verdiğini varsayalım ve bir önceki
neslin üredikten hemen sonra yok olduğunu, yani yeni gelen neslin önceki neslin
yerini aldığını düşünelim. Kısaca, 100 bireyin çiftleşmesi sonucu yine 100
yavru oluşsun. Fakat burada çok önemli bir nokta vardır: daha uzun boyunlular
daha kolay hayatta kalabildikleri için, birbirleriyle daha sık çiftleşecek ve
daha çok yavru üretecektir. Dolayısıyla, yeni oluşacak 100 bireylik neslin
içerisinde uzun boyunluların bulunma ihtimali daha fazla olacaktır. Kısa
boyunlular, eğer ki seçilim baskısı abartılı miktarda değilse (ki kimi zaman bu
durum gözlenebilir), muhtemelen hemen yok olmayacak, bir miktar nesil boyunca
dayanabilecektir. Benzer şekilde, çok avantajlı konumda olan uzun boyunlu bireyler
de bir anda sayıca katlanarak artmayacaktır; ancak sayılarında göreceli bir
artış görmek mümkün olacaktır. Sonuçta, ortalama uzunluktaki boyunlara sahip
bireyler sayıca çoğunluktadır ve popülasyon içerisinde artık onlardan daha
avantajlı bireyler bulunsa da, halen çok da dezavantajlı konumda sayılmazlar.
Fakat sayılarının göreceli olarak bir miktar azalmasını bekleyebiliriz. Kısaca 1. nesil üreme çağına
geldiğinde elimizdeki durumun şöyle olması muhtemeldir:
- 2 tanesininki ise 6
santimetre.
- 4 tanesininki 8
santimetre.
- 72 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 13 tanesininki 12
santimetre.
- 9 tanesininki 14
santimetre.
Görülebileceği gibi halen
orta uzunlukta boyunlara sahip olan bireylerin sayısı ezici çoğunlukta; ancak
göreceli bir denge değişimi de gözlenebiliyor. Eğer ki seçilim baskısı
değişmezse ve hatta giderek uzun boyunluları destekleyecek şekilde artarsa
(çünkü çevre sürekli değişir), her bir nesilde, dağılımın hafif hafif
değiştiğini görebiliriz. Örneğin 2.
nesil aşağıdaki gibi olabilecektir.
- 1 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 60 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 17 tanesininki 12
santimetre.
- 21 tanesininki 14
santimetre.
Bu durumda ne oldu? Yeni
kombinasyonlarda elimizde yine kısa boyunlular var. Bu şekildeki zayıf
kombinasyonlar her zaman olabilir. Hatta kimi zaman bu canlıların inatla
varlıklarını korudukları görülür. Bunun sebebi elbette türlerin evrimle
"inatlaşması" değil, evrimin tek bir özellik açısından ele
alınmasının güçlüğüdür. Yani bir canlı, boyun uzunluğu açısından dezavantajlı
olabilir; ancak bir diğer özellik açısından sahip olduğu avantaj, onun uzun bir
süre varlığını korumasını sağlayabilir. Fakat eğer ki zayıf olunan bir özellik
açısından seçilim baskısı yeterince güçlüyse, er ya da geç o zayıf özelliği
taşıyanlar elenecektir. Şimdi, bu durumu göreceğimiz 3. nesle geçelim:
- 2 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8
santimetre.
- 40 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 27 tanesininki 12
santimetre.
- 30 tanesininki 14
santimetre.
- 1 tanesininki 15
santimetre.
Bu yeni nesilde, çok
önemli iki nokta görüyoruz: İlk olarak, 8 santimetre uzunluğunda boyna sahip
olanlar tamamen elendi. 6 santimetre olanlar, yani daha dezavantajlı konumda
olanlar ise halen varlığını sürdürüyor. Çünkü evrim mutlak bir şekilde işlemez:
işin içerisinde her zaman şans faktörü de vardır. Kimi zaman, daha dezavantajlı
bireyler, daha avantajlı bireylerden bile uzun dayanabilirler, çünkü basitçe,
şanslıdırlar. Bu etki, genellikle genetik
sürüklenme başlığı altında incelenir. Hatta bir önceki
nesle göre boynu 6 santimetre olan bireylerin sayısı artmıştır bile! Ancak bu,
her zaman bu uzunluktaki bireylerin sayısının nesiller içerisinde artacağını
garanti etmez. Geçici artışlar, bir müddet sonra ani çöküşleri beraberinde
getirebilir. Ancak burada altı çizilmesi gereken bir önemli nokta daha vardır:
eğer ki Doğal Seçilim ile ilgili makalemizden hatırlanacak olursa, evrim illa
tek bir yöne doğru olmak zorunda değildir; kimi zaman çevrenin değişimi, iki uç
özelliği destekleyebilir ve ortadakileri dezavantajlı konumda bırakabilir. Eğer
ki çevrenin değişimi, yukarıdaki 3. nesilde böyle bir seçilim baskısı
yaratırsa, yok oluşa doğru giden 6 santimetre uzunlukta boyna sahip bireyler,
bir anda sayıca artmaya başlayabilir. Öte yandan, uzun boyunlular halen
desteklendiği için, diğer kol da evrimleşmeyi sürdürecektir. Nesiller
sonucunca, iki ucun sayısının artması, türleşmeyi beraberinde
getirecektir. İşte bir popülasyonun ikiye ayrılması ve Evrim Ağacı'nın bir
dalının iki dala ayrılmasının yollarından birisi budur. Ancak burada
şimdilik daha fazla detaya girmeye gerek yok, çünkü az sonra detaylarını
göreceğiz.
Yukarıdaki 3. neslimizde
fark edilmesi gereken ikinci önemli nokta ise şudur: boynu uzunların sayıca
popülasyon içerisinde artması, yeni bir kombinasyonun (15 santimetre uzunlukta
boyna sahip bireylerin) doğabilmesine imkan vermiştir. Belki bu kombinasyon 0.
nesilde de doğabilirdi (tıpkı 1.8 metre boyundaki insanların evlatlarının kimi
zaman 2.1 metre uzunluğa erişebilmesi gibi), ancak uzun boyunlular sayıca çok
az oldukları için karşılaşma ihtimalleri çok daha düşüktü, dolayısıyla böyle
bir kombinasyonun yaratılma şansı da daha azdı. Ayrıca bu süreçte, toplamda 4
nesil (0, 1, 2, 3) içerisinde, 400 birey gözlemledik ve bunlarda meydana gelen
mutasyonlar, transpozonal değişimler ve benzerleri belli sayıda genetik
farklılık doğurdu ve bunların gelecek nesillere aktarılmasına sebep oldu. Bu da
bu yeni bireyin doğuşunu hızlandırmış olabilir. Şimdi 4. nesle bakalım:
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 29 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 33 tanesininki 12
santimetre.
- 34 tanesininki 14
santimetre.
- 3 tanesininki 15
santimetre.
4. nesilde,
görebileceğiniz gibi 6 santimetre olanlar bir anda yok oldular ve daha önceden
yok olmuş 8 santimetrelik bireyler yeniden görüldüler. Çünkü evrimsel süreç
içerisinde her şey net bir şekilde kesilmiş değildir, böyle muğlak geçişler çok
sık görülür. Bir özellik, popülasyon içerisinde bir anda var olamayacağı gibi,
bir anda yok da olmaz. Bu tür gel-gitler, evrimde sıklıkla görülür. Ancak genel
eğilimler (trendler) incelenecek olursa, bu örneğimizde kısa boyunluların
giderek yok olduğu aşikardır. 5.
nesle geçelim:
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8 santimetre.
- 16 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 35 tanesininki 12
santimetre.
- 42 tanesininki 14
santimetre.
- 6 tanesininki 15
santimetre.
- 1 tanesininki 17
santimetre.
Bu nesilde yine, yeni bir
kombinasyon görmekteyiz. 15 santimetre boyna sahip olan bireylerin sayıca
artması, popülasyondaki gen dağılımları üzerinde
anında etkisini gösteriyor. Ayrıca şöyle bir durum da var, şu anda sadece boyun
uzunluğunu incelemekteyiz. Ancak seçilim tek bir özelliği etkilemiyor.
Makalemizin başında yaptığımız açıklamaya paralel olarak, birçok genetik
özelliğin değişimi, dolaylı olarak ya da doğrudan boynun uzunluğuna etki eden
genlerde değişime sebep olabilir. Bu da yeni genlerin doğmasını tetikleyebilir
ki bu doğuş yoktan var olma şeklinde değil, genetik yapının değişimi
şeklindedir. Devam edelim,
6. nesildeyiz:
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8
santimetre.
- 9 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 32 tanesininki 12
santimetre.
- 37 tanesininki 14
santimetre.
- 14 tanesininki 15
santimetre.
- 8 tanesininki 17
santimetre.
Bu neslin sonunda, birkaç
önceki nesildeki "dedeleri" avantajlı olan 12-14 santim boyunlu
olanlar artık dezavantajlı konuma düşüyorlar, çünkü yeni neslin boyunları
kendilerinden de uzun ve halen seçilim baskısı devam ediyor, hatta giderek
güçleniyor. Ayrıca en eski atalarında boyun uzunluğu 6-8 santimetre olarak
görülen bireyler artık neredeyse tamamen yok oldular. Hatta 0. nesildeki çan
eğrimizde merkezde olan ve en fazla bulunan 10 santimetre boyunlular bile artık
azınlıklar. Çan eğrisi kayıyor. Bu şekilde devam ettirirsek, 15. nesilde
varacağımız sonuç şöyle bir şey olabilir:
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8
santimetre.
- 0 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 2 tanesininki 12
santimetre.
- 3 tanesininki 14 santimetre.
- 14 tanesininki 15
santimetre.
- 22 tanesininki 17
santimetre.
- 35 tanesininki 19
santimetre.
- 18 tanesininki 22
santimetre.
- 6 tanesininki 24
santimetre.
İşte Evrim budur. 15 nesil
önce boyunları ortalama 10 santimetre olan bireylerden, bugünkü nesilde
ortalamanın 19 santimetreye çıktığını görüyoruz. Bu sadece tek bir özellik. Bu
özellikler kapsamlılaştırılır ve hepsinin toplamı alınırsa, yepyeni bir türün
doğduğunu görmek son derece kolay olacaktır. Örneğin: kıl rengi, kıl uzunluğu,
boy uzunluğu, ağrılık, kemik dağılımı, kas-tendon
bağlantıları, kemik şekilleri, nöron sayısı, nöron yapıları, pençe gücü, çene
gücü, kas tonusu miktarı, cinsel tercihleri belirleyen eğilimler ve daha
milyonlarcası...
Evrimsel Süreç İçerisinde İzolasyon ve
Türleşme
Üstelik daha izolasyonları
işin içine katmadık bile. Şimdi, 3. nesle geri dönün ve bakın: 2 tane boynu 6
santim olan birey gözüküyor. O nesilden bahsederken de izah ettiğimiz gibi,
çevrenin değişimi bu azınlık ve uç bireyleri destekleyebilir. Bu da, evrime
bambaşka bir boyut katabilir. Diyelim ki bu canlıların yaşadığı ortamda bir
yangın oldu ve bu boynu kısa olanlar ilk ve en hızlı kaçan grup oldu, sonra da
geri dönemediler. Bu ikisi, kendi ortamlarında, yepyeni bir alanda, yepyeni
seçilim baskıları altında yaşamaya başladılar. Bu ortamda uzun boyunlu olmak
şart değil, hatta kısa boyunlular daha rahat yaşayabiliyorlar, dar yerlere
girip, yere daha rahat ulaşabildikleri için (çünkü yangın sonrasında kalan
besinler yerde bol olabilir). Etrafta pek kendilerine benzer tür olmadığı için
çiftleşmeye başlıyorlar. Ve işte bir coğrafi izolasyon sonrası türleşme meydana gelmeye başlıyor, daha sadece bir başlangıç bu. Ancak
eğer böyle bir durum olduysa, artık yukarıdaki nesil zincirini takip edemeyiz.
Çünkü aynı popülasyon artık iki dala ayrılmış oldu:
A Grubu (3. Nesil):
- 2 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8
santimetre.
- 0 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 0 tanesininki 12
santimetre.
- 0 tanesininki 14
santimetre.
- 0 tanesininki 15
santimetre.
B Grubu (3. Nesil):
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8
santimetre.
- 40 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 27 tanesininki 12
santimetre.
- 30 tanesininki 14
santimetre.
- 1 tanesininki 15
santimetre.
Artık elimizde atasal nesle (3. nesil) ait 2 ayrı popülasyon var. Bunların evrimini,
birbirlerinden bağımsız olarak incelememiz gerekiyor, çünkü üzerlerindeki
seçilim baskıları farklı. Bunlardan oluşacak 4. nesilde, A grubunda 4 yeni
birey, B grubunda 96 yeni birey doğmuş olsun. Bu durumda 4. nesil şöyle
olabilirdi:
A Grubu (4 Nesil):
- 1 tanesininki ise 5
santimetre.
- 2 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 0 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 0 tanesininki 12
santimetre.
- 0 tanesininki 14
santimetre.
- 0 tanesininki 15
santimetre.
B Grubu (4. Nesil):
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 24 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 30 tanesininki 12
santimetre.
- 36 tanesininki 14
santimetre.
- 2 tanesininki 15
santimetre.
A Grubu'nda bu popülasyon
artışından sonra kısa boyunluların avantajı ortaya çıktığını varsayalım.
Görebileceğiniz gibi, daha ilk nesilde 5 santimetre boyna sahip yeni bir
varyasyon oluşabilir. B Grubu ise yine, ilk verdiğimiz örnekte olduğu gibi uzun
boyunlulara doğru evrimleşsin, çünkü kaldıkları yerde halen onlar avantajlı. Bu
arada A Grubu'nun üreme sayısı gittikçe artıyor (bu defa 20 yeni birey doğsun),
çünkü bol besin, az tüketici var yeni ortamda. B Grubu'nda ise her seferinde
100 kişi civarında oluyor, çünkü o ortam bu kadarını taşıyabiliyor. 5. nesilde
olacak durum şu olabilirdi:
A Grubu (5. Nesil):
- 4 tanesininki ise 3
santimetre.
- 8 tanesininki ise 4
santimetre.
- 6 tanesininki ise 5
santimetre.
- 1 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 0 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 0 tanesininki 12
santimetre.
- 0 tanesininki 14
santimetre.
- 0 tanesininki 15
santimetre.
B Grubu (5. Nesil):
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 24 tanesinin boyu 10 santimetre.
- 30 tanesininki 12
santimetre.
- 36 tanesininki 14
santimetre.
- 2 tanesininki 15
santimetre.
Görüleceği üzere her
seferinde, bir önceki seferde ortamda sayıca fazla bulunan özellik yine sayıca
fazla oluyor; ancak bu denge yavaş yavaş, nesilden nesle bozuluyor ve avantajlı
olanların yönünde kayıyor. Bu sayede evrim, gıdım gıdım, kademeli olarak
gerçekleşiyor. Örneğin bu şekilde devam ettirelim ve 15. nesle ulaştığımızı
varsayalım. Artık bu nesilde, A Grubu da 100 kişiye ulaşmış olsun ve yeni ortam
da 100 birey taşıyabilecek kapasitede olsun. Bu durumda 15. nesil şöyle bir şey
olabilirdi:
A Grubu (15. Nesil):
- 4 tanesininki ise 0
santimetre.
- 12 tanesininki ise 1
santimetre.
- 18 tanesininki ise 2
santimetre.
- 32 tanesininki ise 3 santimetre.
- 20 tanesininki ise 4
santimetre.
- 8 tanesininki ise 5
santimetre.
- 5 tanesininki ise 6
santimetre.
- 1 tanesininki 8
santimetre.
- 0 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 0 tanesininki 12
santimetre.
- 0 tanesininki 14
santimetre.
- 0 tanesininki 15
santimetre.
B Grubu (15. Nesil):
- 0 tanesininki ise 6
santimetre.
- 0 tanesininki 8
santimetre.
- 0 tanesinin boyu 10
santimetre.
- 2 tanesininki 12
santimetre.
- 3 tanesininki 14
santimetre.
- 14 tanesininki 15
santimetre.
- 22 tanesininki 17
santimetre.
- 35 tanesininki 19
santimetre.
- 18 tanesininki 22
santimetre.
- 6 tanesininki 24
santimetre.
Şimdi ne oldu? Bir grubun
içerisinde artık "boyunsuz" denebilecek canlılar oluşmuşken, diğer
grubun boyunları iyicene uzadı. Bunlar, 15 nesil önce (ya da daha gerçekçi
olarak 1500 nesil önce diyelim, çünkü bu işlem çok daha yavaş gerçekleşecektir,
burada hızlandırdık biz) aynı türe ait canlılardan oluşuyordu. Ancak şimdi, bu
iki grubun bireyleri bir araya getirseler, birbirlerini tanımak bir yana, çiftleşemeyecek kadar farklılaşmış olacaklardır.
Çünkü unutmayın, biz sadece boyun yapılarını inceledik; ancak milyonlarca
özellik gıdım gıdım değişecektir. Buna üreme organları, genetik materyal, sperm ve yumurtaların tipleri, nitelikler, cinsel davranışlar ve tercihler, her
şey ama her şey dahildir.
İşte türleşme budur. İşte
evrim budur. Evrimde çeşitlilik farklı genetik kombinasyonlar ve bu genetik
materyalin binbir çeşit yöntemle değişmesi sonucu var olur. Bu değişimler,
popülasyon dağılımını çeşitli çevresel baskılar altında belirli yönlere
kaydırabilir. Bu yönlerin sonucunda da, dönüp baktığımızda evrimsel bir değişim
yaşandığını, türlerin artık birbirleriyle çifleşemeyecek kadar farklılaştığını
görürüz.
Genler, Fiziksel Özellikler ve Evrim: Genlere Yeni Bilgiler
Nasıl Eklenir?
Şimdi yukarıda izah
ettiğimiz evrimi, yine tek bir özellik açısından; ancak genler bazında ele
alalım. Daha önceden de bahsettiğimiz gibi, bazı durumlar haricinde tek bir
gen, tek başına, bir özelliğin tamamını kodlamaz.
Çoğunlukla genler belli fiziksel özelliklere katkı sağlar, o özelliklerin belli
başlı bazı niteliklerini belirler. Örneğin göz rengine ait bir tek gen yoktur.
Hatta yapılan araştırmalar göz rengi için bir genin dahi bulunmadığını, göz
renginin bazı genlerdeki tekil nükleotitlerin varyasyonu sonucunda
belirlediğini gösteriyor. Ancak şimdilik kafanızın karışmaması adına, göz
rengini kodlayan 3 gen olduğunu varsayalım: A, B, C olsun bunlar. Bu genlerin
farklı kombinasyonları, belli renklerin farklı tonlarını belirleyebilecek,
hatta bambaşka renklere neden olabilecektir. Bunu anlamak için, elimizde şöyle
bir renk tablosu bulunduğunu varsayalım:
AAA: Kahverengi-1
AAB: Kahverengi-2
ABA: Kahverengi-3
ABB: Yeşil-1
AAC: Yeşil-2
ACA: Yeşil-3
ACC: Mavi-1
ABC: Mavi-2
ACB: Mavi-3
BAA: Ela-1
BAB: Ela-2
BBA: Ela-3
BBB: Koyu Mavi-1
BAC: Koyu Mavi-2
BCB: Koyu Mavi-3
BCC: Koyu Yeşil-1
CAA: Koyu Yeşil-2
CAB: Koyu Yeşil-3
CBA: Bal Rengi-1
CBB: Bal Rengi-2
CAC: Bal Rengi-3
CCA: Buz Mavisi-1
CCC: Buz Mavisi-2
...
Bu şekilde 27 tane
kombinasyon var; ancak uzatmamak adına hepsini yazmadık. Buradaki Mavi-1,
Mavi-2 ve Mavi-3'ün mavi renk gözün 3 farklı tonu olduğunu düşünün. Eğer ele
aldığımız 3 gen yerine 4 gen (daha doğrusu 4 alel) göz rengini belirleseydi, o zaman 27 yerine 256 kombinasyon
olacaktı. İnsan türünde göz rengine etki eden 8 gen olduğuna dair veriler göz
önüne alınacak olursa, sadece göz rengi bakımından bile ne kadar geniş bir
çeşitlilik olduğu (16.5 milyondan fazla kombinasyon) anlaşılabilecektir. Bu şekilde
olasılıklar artacaktır. Ancak burada önemli olan bir diğer nokta da baskınlık
unsuru. Diyelim ki A > B > C olsun. Bu baskınlık sebebiyle her
kombinasyon her rengi doğuramamaktadır. Yani genlerin birbirlerine etkisi
önemlidir. Bu durumda, elimizdeki 3 genden A en baskın olan, sonra B, en
çekinik olansa C...
Tıpkı yukarıda
açıkladığımız gibi, seçilim mekanizmaları sebebiyle bir zaman diliminde bu
varyasyonlar arasında bir çan eğrisi dağılımı olacaktır. Ancak seçilimle
beraber bu çan eğrisi açıkladığımız şekilde kayabilecektir. Burada önemli olan,
bu çan eğrisinin uçlarındaki ekstrem örneklerin nasıl var olduğu, popülasyona
dahil olduğudur. İşte burada yazımızın başlarında bahsettiğimiz crossing-over,
mutasyon, transpozon, plazmid, viral transformasyon, vb.
çeşitlilik mekanizmaları devreye girer.
Normalde, biz her ne kadar
yan yana yazmış olsak da, okullarda hep öyle öğrendiğimiz için DNA'nın dikey
olarak okunduğunu düşünelim ve crossing-over'ı incelediğimizi varsayalım.
Crossing-over, mayoz bölünmenin profaz-I evresinde meydana gelir.
Şimdi, bir anne ve bir
baba düşünelim. Soldakiler annenin kromozomu, sağdakiler
babanın:
A B B C
B C C C
A B B C
Bu durumda, baskınlık
durumlarından ötürü annenin tablosu satır satır şöyle olacaktır:
A (A, B'ye baskındır)
B (B, C'ye baskındır)
A (A, B'ye baskındır)
Babanınki ise:
B (B, C'ye baskındır)
C (2 C olduğu için baskınlık
yoktur)
B (B, C'ye baskındır)
Tablomuza bakacak olursak
anne Kahverengi-3 (ABA), baba ise Koyu Mavi-3 (BCB) göz renklerine sahiptir.
Daha sonra, eşlenme
sırasında homolog kromozomlar oluşacaktır:
A B A B
B C B C
B C B C
C C C C
A B A B
B C B C
Sol taraftaki 4'lü,
annedeki homolog kromozomları gösteriyor. Sağ taraftaki 4'lü ise babadaki. Bu
genetik durumda, baskınlık durumlarından ötürü anneni
Profaz-I'de bu kollar
arasında crossing-over olacaktır. Bu durumda, crossing-over sonrası şöyle bir
durumla karşılaşabiliriz (karşılıklı olarak değişenler koyu mavi yazılmıştır):
A A B B B C B C
B C B C C C C C
A A B B B B C C
Daha sonra iki telofaz
evresi sonrası 4 hücre oluşacak ve bunların her biri ayrı hücrelere gidecek, annede ve
babada:
A A B B
B C B C
B C B C C C C C
A A B B
B B C C
Daha sonra bunlardan ilk 4
tanesinden biri ile son 4 tanesinden biri (sperm ile yumurtalardan ikisi)
rastgele birleşecektir. Diyelim ki ikincisi ile sonuncusu döllenmiş olsun:
A C
C C
A C
Bu durumda, zigotun baskınlık tablosuyla değerlendirdikten sonraki durumu:
A (A, C'ye baskındır)
C (2 C olduğu için baskınlık
yoktur)
A (A, C'ye baskındır)
olacaktır. Bu durumda
çocuğun göz rengi Yeşil-2 olacaktır. Anne ve babasından tamamen farklı yeni bir
kombinasyon doğmuştur. Eğer ki Yeşil-2 göz rengi bu popülasyonda daha önce görülmeyen
ya da çok nadir görülen bir göz rengiyse, bu kombinasyon sonucu yeni bir göz
rengi popülasyona dahil olmuştur; ya da popülasyondaki bu renge ait frekans
artmıştır. İşte yeni kombinasyonlar böyle doğar.
Kaldı ki mutasyonlar meydana
gelebilir. Bir örnek verelim: yukarıdaki zigotun oluşumundan hemen sonra, 1 ve
3 numaralı bölgelerde birer nokta mutasyon oluşsun. Böylece yukarıdaki ACA
kombinasyonu tamamen farklılaşabilir. Örneğin:
C
C
C
olsun. Yani ilk ve son lokustaki (alel bölgesindeki) A genleri C'ye dönüşmüş olsun. Bu durumda
çocuğun göz rengi Buz Mavisi-2 olacaktır.
Sonuç
Görebileceğiniz gibi
evrimsel süreç son derece basit ve adım adım takip edilebilir bir olaylar
silsilesidir. Eğer ki bir birey, evrimsel biyoloji hakkında yeterli donanıma sahipse,
kolaylıkla bu basamakları takip edebilecek ve evrimin nasıl gerçekleştiğini
anlayabilecektir. Her şey, genlerin popülasyon içerisindeki dağılımı ve bu
dağılım üzerindeki çevresel baskılar çerçevesinde meydana gelmektedir. Genlerin
çevreyle etkileştiği gerçeği anlaşıldığında, evrimin anlaşılmaması için hiçbir
neden kalmayacaktır. Burada, çok çok kısıtlı bir örnek üzerinden giderek,
evrimsel değişimi net olarak izah ettiğimizi umuyoruz. Burada anlattıklarımızı
çok daha geniş skalada, çok daha geniş bir varyasyon ile değerlendirmeyi ve
düşünmeyi size bırakıyoruz. Bunu yaptığınızda, türlerin birbirlerinden nasıl
farklılaştıklarını ve yeni türlerin nasıl evrimleştiğini anlamanız çok kolay
olacaktır.
Yorumlar
Yorum Gönder