Evrimin önemli ham malzemelerinden biri mutasyonlardır.
Mutasyonu açıklamadan önce modifikasyon (ya da diğer adıyla
varyasyon) tanımını doğru yapmak gerekir. Modifikasyon, çevre
koşullarının etkisiyle canlının genetik yapısındaki şu
ya da bu genin zorunlu veya tercihli olarak uyarılması ya da işlevlerin
teşvik edilmesi-güçlendirilmesi sonucunda dış görünüşünde
(fenotip) ortaya çıkan kalıtsal olmayan değişikliklerdir.
Çoğu yayında bunlara kalıtsal olmayan varyasyonlar denir.
Evrimsel önemi pek yoktur. Bir çiçeğin farklı sıcaklıklarda
farklı renkli çiçek açması, iyi ya da kötü beslenen bir
insanın kilosunun fazla ya da eksik olması, değişik sıcaklıklarda
yetiştirilen böceklerin farklı renkli olması gibi durumlar,
kalıtsal olmayan modifikasyon örnekleridir. Kalıtsal olarak
aktarılabilen değişiklikler ise iki ana grupta toplanır
1) Nokta
mutasyonları: Başta morötesi, yüksek enerjili X, gama, alfa
ve beta ışınları olmak üzere; kimyasal maddeler ve fiziksel
etmenler DNA'nın yapısını doğrudan etkileyebilir. En azından
DNA'nın yapısındaki tek bir bazın farklılaşmasını sağlayabilir.
Bir bazın değişmesi, bazın kromozom üzerindeki yerine göre,
canlıya yeni bir özellik, üstünlük sağlayabilir. Bunlara
yararlı mutasyonlar denir. Buna karşılık, enzimlerin aktif
merkezlerine isabet eden bir değişiklik, canlının üzerinde
öldürücü ya da yaşamsal işlevleri azaltıcı etkiye sahip
olabilir.
Canlılığın
evriminde lokomotif görevi üstlenen mutasyonlar "nötr"
olanlardır. Bunlar proteinlerin belirli amino asitlerini değiştirirler.
Bunlar canlının yaşamı üzerinde belirgin yararı ya da
zararı olmayan değişikliklerdir. Ortam değiştiğinde o güne
kadar etkisiz olan bu mutasyonlar, yeni ortamda canlının
ayakta kalabilmesini sağlayabilir. Örneğin hiç antibiyotikle
karşılaşmamış bir bakteri kolonisinden bazı bireyler
antibiyotikli bir ortamda yaşamaya devam edebilirler. Bu
bakterilerde meydana gelmiş nötr mutasyonlar, daha önceleri
kendilerini belli etmeseler dahi, bakterileri antibiyotiklere
karşı dirençli hale getirmictir.
2) Birçok
canlı, birçok kitapta mutasyon olarak adlandırılmasına karşın
doğru adıyla, kromozom değişimleri ile farklı özelliler
kazanır. Yani kromozomların yapısında ya da kromozom sayısında
değişiklikler olabilir. Bu sayıda değişme ya aynı türün
kromozomunun katları şeklinde (n, 2n, 3n, 4n, 8n ...) artma ya
da kromozomlarının tek tek bir veya iki artıp-azalması
(2n+1, 2n+2, 2n-1 ...) şeklinde, ya da farklı bir türle döllenmesiyle
ortaya çıkar. Bu yeni kombinasyonların bazıları verimlidir;
çünkü kromozom ayrışımı sağlanır. Bazen de, katırda
olduğu gibi, verimsizdir. Bu yolla çok değişik bitki formları
elde edilmiştir.
Kararli ve
kararsız populasyonlar dünyanın jeolojik, coğrafi ve
iklimsel değişimine bağlı olarak, her dönemde vardı. Dünyadaki
değişiklikler, bazı türlerin genetik kombinasyonunun kararlı
kalmasını sağlar, bazen de onların darmadağın olmasına
yol açar. Birçok tür uyum yapabilme yeteneğini artırabilmek
için, herhangi bir özellik üzerinde birden fazla gen çiftinin
etki göstermesini sağlayacak kalıtsal bileşime sahip
olabilir. Bunların bir kısmı aynı özelliğin aşama aşama
güçlendirilmesi şeklinde olabilir (boy uzunluğunu saptayan
genler). Bazıları bir özelliğin değişik karakterleri şeklinde
ortaya çıkmasını sağlayabilir (A, B, O kan grubu). Bazıları
iki farklı özelliğin değişik kombinasyonları şeklinde
etkiye sahip olabilir. Bir türe ait genlerin toplamına gen
havuzu denir. Bir havuzda aynı özellik üzerine etki eden
birden fazla gen bulunsa da, kural olarak bir bireyde bunlardan
yalnız bir çifti bulunur (kan gruplarında olduğu gibi). Yaşam
ortamındaki koşullar eğer kararlı haldeyse, bu havuzdaki
genler belirli bir süre içerisinde o günkü çevre koşullarına
en fazla uyum sağlayacak şekilde kararlı bir yapı oluşturur.
Bunlara kararlı populasyonlar adı verilir. Dünyada böyle bir
populasyon hiçbir zaman tam olarak oluşmamıştır. Böyle bir
kararlı populasyonda kuramsal olarak nokta mutasyonu ya da
kromozom değişimi olmamalıdır. Doğal koşullar şu ya da bu
özelliğin (genin) ortadan kalkmasına ya da yayılmasına
neden olacak bir etki yaratmamalıdır. Populasyona, farklı gen
frekansına sahip bir başka populasyondan göç olmamalıdır.
Benzer şekilde, populasyon içerisinden gen frekansını değiştirecek
şekilde, dış ortama herhangi bir göç olmamalıdır. Üreme
davranışında, özel bir karakteri daha yaygın duruma
getirecek eşeysel seçim olmamalıdır. Hiç bir özelliğin özel
olarak seçilmediği ya da elenmediği, döller boyunca genlerin
frekansının sabit kaldığı, yeterince büyük olan (eğer
populasyon küçük ise frekanslar hızla değişebilir)
populasyonlarda, genlerin frekansının toplamı 1'dir ve böylece,
kuramsal olarak tüm frekansların sabit olduğu bir populasyon
elde edilir.
Daha önce
evrimin ham malzemeleri olarak adlandırılan süreçler, her koşulda
populasyonun kararlılığını bozarlar. Ancak evrimsel ham
malzeme hiç var olmamış olsaydı bile, populasyonun kararlı
kalmasını sağlayan koşullardan birinin ya da birkaçının
değişmesi evrime yol açabilirdi.
1) Koşulların
değişmesi: Dünyanın başlangıcından bu yana, iklimde, coğrafi
yapıda, hatta biyolojik yapıların diğer unsurlarında (örneğin.
av-avcı ilişkisi) meydana gelen (ve gelecek olan) değişiklikler,
kararlı diye tanımladığımız populasyonların üzerinde bazı
genlerin daha çok seçilmesini sağlayabilir. Zaman içerisinde
o genlerin frekansları başlangıç değerlerinden farklılık
gösterir. Örneğin bir özellik % 1 oranında tercih
ediliyorsa ve o tür senede bir defa döl veriyorsa, kaba bir
hesapla en geç 100.000 yıl içerisinde bu frekansın % 99 a
ulaşması demektir. Bir tür, yaprakbitleri gibi, senede birden
fazla döl veriyorsa, süre 10.000 yıla düşer. İşte kısa
yaşayan, çok döl veren populasyonların hızlı evriminin
nedeni buna dayanır. Doğal koşullar, bazen bir populasyondaki
aşırı uçları eleyerek, orta kısımdakileri daha şanslı kılabilir.
Bu genellikle kararlı populasyonlardaki temel işleyiş şeklidir.
Bazen doğal koşullar o populasyonlardaki özelliklerin iki aşırı
ucunun seçilmesini, ortalamaların ayıklanmasını da sağlayabilir.
Buna parçalayıcı değişim denir. Dünyadaki kıtaların
kayması, ormanlaşma, çölleşme, stepleşme, tarım arazisine
dönüşme gibi fiziksel ve kimyasal değişimler belirli bir doğal
seçilim baskısı ortaya çıkarır. Bir tarım arazisine
uygulanan ilaçlamanın bile seçilim baskısında etkisi vardır.
Birçok gen pleitropiktir, yani canlının birden fazla özelliği
üzerinde etkilidir. Doğal seçilim bu özelliklerden birinin
yararına, diğerinin zararına da çalışabilir. Sonuçta
evrimsel yönlendirilme pleitropik genin kontrol ettiği özelliklerin
seçilmesine ya da elenmesine, seçiliminin cebirsel toplamına
eşit olur. Örneğin çok tipik olan orak hücreli anemide S
geni, bir taraftan oksijen bağlanmasını kısıtlarken, diğer
yandan sıtmaya karşı dayanıklılık sağlar. Sıtmanın yaygın
olduğu ortamda, doğal seçilim bu ikisinin cebirsel toplamına
göre yönlendirilir. 100 bireyin 60'ı sıtmadan; bu gen olduğu
zaman da 50'si oksijensizlikten ölüyorsa, o zaman % 10'luk bir
kesim avantajlı olduğundan, bu gen o populasyonda korunur.
Ortamdan sıtma mikrobu yok edilirse (ya da tersine yaygınlaşırsa)
frekans değişir. Bu genin frekansı sıtmalı bölgelerden sağlam
bölgelere gidildikçe azalır. Doğal seçilimin etkisinin artırılması,
populasyondaki gen çeşitliliğini de artırır. Dolayısıyla
parça değişimi, mutasyon her ne kadar populasyon kararlığını
karıştırırsa da, doğal seçilim için uygun bir zemin oluşturması
nedeniyle evrimsel çeşitlenmede lokomotif görevi yapar.
Mutasyonların ve rekombinasyonların fazla oluşması,
populasyonun kararlılığını bozacağı için negatif etki
yapar. Az oluşması çeşitlilik bakımından seçeneği
azaltacağı için etkisi olumsuzdur. Bu nedenle her tür için
doğal koşullarda yeterince mutasyon meydana getirecek ve seçilime
uğratacak bir düzenek kurulmuştur. Farklı yaşam ortamlarında
doğal seçilim baskısı farklı şekilde yürütüldüğünden,
zaman içerisinde hem o ortama uygun canlı türleri oluşmuş
hem de yaşam ortamları ortaya çıkmıştır.
Morötesi
ışınlar bilinen mutasyona yol açan en etkili faktörlerden
biridir. Yükseklere doğru çıkıldıkça mor ötesi ışınların
etkisinin artmasıyla birlikte mutasyon oranında da artmalar
ortaya çıkar. Ayrıca dağların tepesine doğru çıkıldıkça,
yaşam ortamındaki çeşitlilik de artar. Yani doğal seçilim
baskısı çeşitlenir. Yükseklere doğru çıkıldıkça tür
çeşitliliğinin artması bu nedenden ötürüdür. Bununla
birlikte, yaşam koşullarının aşırıya doğru kayması, türlerin
yaygınlaşmasına ya da sıklığının artmasına engel olur.
Buna karşılık toprak altında yaşayan ya da çoğunlukla
gececi olan (güneş ışınlarından kaçan) birçok hayvan türü
ilkel özelliklerini korumuşlardır. Akreplerin uzun yıllardan
beri değişmemelerinin nedeni budur.
2)
Populasyon içine ya da dışına göç: Göç, kararlı
populasyonların bozulma nedenlerinden biridir. Aynı türe ait,
bazı özellikleri bakımından farklı gen frekansına sahip
bir topluluk, herhangi bir yolla bir populasyonun içerisine
girerse, o populasyonda bir dalgalanmaya ve frekans değişimine
neden olur: Örneğin Türk toplumunda mavi göz frekansı % 16,
Almanlar'da % 81'dir. Her döl başına (bu, insan soyunda 30-50
yıldır) ne oranda bir göçün gerçekleştiğini ve her iki
populasyonun ne miktarda çiftleştiğini biliyorsak, bu sayılardan
yola çıkarak, gelecekte, bu populasyonlardaki mavi göz
geninin frekansının nasıl değişeceğini öngörebiliriz.
Eğer bir
populasyon içerisinde, deme, ırk gibi küçük grupların
herhangi bir nedenle populasyon dışına göçü sağlanırsa,
toplam populasyon frekansında yine önemli değişmeler meydana
gelebilir. Doğal populasyonların hiçbirinin sabit kalması mümkün
değildir. Çünkü dış ve iç göç engellenemez.
3) Genetik Sürüklenme:
Bir populasyon yeterince büyükse, kararlı yapısını
koruyabilir. Gen frekansları yönünden ait olduğu
populasyondan önemli ölçüde farklı olan, küçük bir
birim, o populasyondan ayrılıp, yeni bir populasyonun kurucusu
olarak görev yaparsa, zaman içerisinde yeni populasyonların
ortaya çıkmasına neden olur. Örneğin Anadolu'da % 80 mavi gözlü
olan bir köy (normal frekans %16) bulunduğu yerden sürülüp
herhangi başka bir yere yerleştirildiğinde, yeni populasyon
ana populasyondan mavi göz geninin frekansı bakımından büyük
ölçüde farklı olacaktır.
4) Eşey Seçimi:
Kural olarak canlılarda, erginliğe ulaşmış bireylerin bir
araya gelmeleri ve çiftleşmeleri aynıdır. Kuramsal olarak
her bireyin çiftleşme şansı eşittir. Fakat gametlerde, kalıtsal
yapıya bağlı olarak ya da olmayarak, hareket yeteneğinde ve
çekici kimyasal maddelerin yapısında değişiklik olursa
gamet seçilimi olur. Ancak en önemli eşeysel seçilim,
ergenlik dönemindekidir. Bunun nedeni kalıplaşmış davranışlardır
(imprinting behaviour). Biyolojik çeşitliliğin korunabilmesi
için erkek ve dişi geçişlerinin tam olarak ayrılması ve özelliklerin
kesin olarak farklılaşması gerekir. Bunun için de özellikle
yalnızca rekombinasyon meydana getiren, çoğunlukla bunun ötesinde
başka önemi olmayan, yavru bakımıyla ilgilenmeyen erkeğin güçlendirilmesi
daha iyi sonuçlar verir. Dişilerin zemine uygun, gösterişsiz,
parlak renklerden arınmış, abartısız bireyler olarak kalması;
buna karşılık erkeklerde göze çarpıcı, ancak doğal
tehlikelere de açık ikincil eşey özelliklerinin ortaya çıkması
sağlanmıştır. İkincil eşeysel özelliklerin gösterimi ile
erkeklik genlerinin diziliminin gücü arasında doğrusal bir
ilişki mevcuttur. Canlılar aleminde basitten gelişmişe doğru
gidildikçe, sağlam genetik yapının bir ifadesi olarak sağlam
fiziksel yapının seçilmesi için, aynı eşeyin bireyleri
arasında (çoğunlukla da erkekler arasında); kavgalar,
danslar gittikçe güçlenmiştir. Bu gösteri sırasında bugün
biyolojik olarak çok defa anlam taşımayan renk-şekil-ses özellikleri,
kalıplaşmış davranış şekliyle seçilmiştir. Günlük yaşamımızda
da kalıplaşmış davranış hiçbir nedeni olmadan işlev görür.
Herhangi bir erkeği/kızı sevmemiz ya da ilk defa karşılaşılan
bir insanı itici görme davranışı tamamen kalıplaşmış
davranıştır. Sonuç olarak bir populasyonda eşeyler,
birbirini rastgele seçer desek de, insanlarda ve birçok
populasyonda belirli özelliklere sahip bireylerin, belirli özelliklere
sahip bireylerce seçildiğini görürüz. Bu da populasyonun
bir anlamda dallanması demektir.
5) Aşırı
uçların ayıklanması: Tüm canlılarda, her ne yolla olursa
olsun yeni özellikler o türün geleceğini tehlikeye atmayacak
kadar teşvik edilir. Fakat doğal seçilimle aşırı uçlar çoğunlukla
ayıklandığı için sonuçta dengelenmiş polimorfizm dediğimiz,
o ortam için en uygun boyutlar elde edilir. Örneğin, insan
beyninin büyümesi, başarısı için koşuldur. Fakat sürekli
büyümesi teşvik edilen kafanın, ananın çatı kemiğinden
geçememesi de söz konusudur. Bu nedenle ananın simfis açıklığı,
kafa büyüklüğünün optimum olmasını sağlamıştır. Başka
bir örnek ise, kavakların güneşe ulaşmak için boylarını
sürekli uzatmalarının, uzun boylu kavakların rüzgârla
devrilme seçilimiyle dengelenmesidir. Bu nedenle her bölge için
optimum (rüzgar-güneş ilişkisi) boy belirlenir. Biz geniş
bir populasyonda en uzun kavağı elde etmek istiyorsak
derelere, en kısa olanı istersek dağlara gitmeliyiz.
6) Coğrafi
izolasyon: Populasyonlarda genetik çeşitlenme, eşey seçilimi,
doğal seçilim olsa da, zaman içerisinde kalıtsal yapının
alt tür, tür düzeyinde farklılaşması için, belirli bir süre
etkin bir şekilde işlev yapan yalıtım sistemine gereksinim
vardır (kara canlıları için su, suda yaşayan canlılar için
kara, sıcaklık, kimyasal feromonlar, ses vs.). Bunun en etkin
yolu coğrafi yalıtımdır. Coğrafi yalıtım yeterli süre
etkili olamamışsa, farklı populasyonlar tekrar bir araya
gelebilir. Yalıtılmış populasyonlar arasında sınırlı da
olsa gen akışı meydana gelirse alt türler oluşur.
Dünyada çoğunlukla
doğal koşulların değişimiyle ve buna bağlı olarak doğal
seçilimle, ortaya çıkan fenotipler arasında belirli bir
denge söz konusudur. Ancak koşullar sürekli şiddetini artıracak
şekildeyse ve o koşulların etkisi
altında
kalan canlının kalıtsal yapısı bu değişimi karşılayacak
kalıtsal çeşitlilikten yoksunsa, o tür ortadan kalkar. Kalıtsal
varyasyonlar bu değişimi karşılayacak yeterlilikte değilse,
bu canlının izleyeceği iki ana yol vardır:
Canlı bu koşullardan
uzaklaşmak için göç edebilir; küçük ve uygun koşulları
barındıran sığınaklara kaçabilir. Populasyonun bir kısmı
göç olanağını bulurken, diğer kısmı doğal seçilimle başka
bir türe (türlere) dönüşmek suretiyle varlığını sürdürebilir.
Biri tükenme, diğeri ise evrimdir.
Anadolu bu
nedenle tür, alt-tür ve ekotip bakımından bir cennet
durumuna ulaşmıştır. Dileriz ki yetkililer ve kamu, bu
hazineyi yeterince koruyabilir ve değerlendirebilir.
Kaynaklar:
Demirsoy,
A., Kalıtım ve Evrim, Ankara, 1996
Demirsoy,
A., Yaşamın Temel Kuralları, Ankara, 1998
Starr,
C., Taggart, R., Biology, Belmond, 1995
|