İnsan ile Diğer Canlıların Genom Kıyaslaması ve Benzerlik Miktarları

Yazdır İnsan ile Diğer Canlıların Genom Kıyaslaması ve Benzerlik Miktarları

Merhaba arkadaşlar,

 

Bugün sizlere şu meşhur "İnsan ile şempanzeler, genetik bakımdan %99 benzermiş." bilgisi üzerinden yola çıkarak, işin bilimsel yüzünü anlatacağız. Çünkü bu cidden çok yanlış yerlere çekilebiliyor ve yanlış anlaşılabiliyor. Doğrusunu öğrenmek ise sizlerin en doğal hakkı. Öyleyse başlayalım:

 

İlk olarak, genetik benzerlik oranları, genom haritası çıkarılan canlıların bütün genetik özelliklerinin nükleotit-nükleotide karşılaştırılması sonucu elde edilir. Proteogenomik gibi proteinlerin genetik özelliklerini inceleyen bilim dalları, proteinler arası benzerlik oranlarını yayınlayabilirler. Bu bilgiler, canlıların toplamda karşılaştırmak için yeterli değildir. Çünkü "convergent evolution" (yakınsak evrim) dediğimiz bir olay vardır: Bu olaya göre, birbiriyle uzak akraba olan türler, birbirinden bağımsız olarak benzer özellikleri/molekülleri evrimleştirebilirler. Örneğin yarasalar ile kuşların sınıfları bile aynı değildir; ancak ikisi de, birbirlerinden bağımsız olarak kanat evrimleştirmiştir. İşte buna, yakınsak evrim denir. Buna bir diğer örnek olarak d, birbiriyle alakasız olan türlerin, benzer görevlere yönelik, benzer protein yapıları geliştirmeleri verilebilir. Bu durumda proteogenomik kıyaslamalar sonucu, bu iki tür, Evrim Ağacı açısından çok uzak akrabalar olsa da, yakın akrabalarmış gibi lanse edilebilecektir. Bu bilim adamları arasında elbette olmaz ama Evrim Karşıtları, gerçekleri çarpıtmak amacıyla bu yola başvurabilirler. Sizlerin bilmesi gereken, iki türün genetik akrabalık oranlarının, bütün genetik haritalarına yani genomlarına bakılarak yapılması gerektiğidir.

 

İşte bu şekilde yapılan genomik kıyaslamalar sonucu, nükleotit nükleotide, bütün genler birbiriyle karşılaştırılır, nerelerde, ne gibi mutasyonlar ve değişimler olduğu ortaya çıkarılır. Sonrasında da, bu değişen genler ile sabit kalan genler hesaplanır ve türler arası akrabalık ilişkileri ve ortak atadan ne kadar geçmiş zamanda ayrıldıkları ortaya çıkarılır.

 

İki türün genomik haritaları birbirlerine çok benzerse, bu iki tür yakın akrabadır denir ve bu iki türün ortak atası, diğer canlılarla olan ortak atalarına göre daha yakın bir zamanda yaşamıştır ve bu iki tür, bu ortak atadan daha yakın zamanda farklılaşmıştır / evrimleşmiştir / türleşmiştir. Eğer ki genetik haritalarındaki benzerlik oranı düşükse, o zaman bu iki tür akrabadır; ancak uzak akrabadır (unutmayın ki tüm türler birbirleriyle yakın ya da uzak da olsa, akrabadır ve mutlaka bir noktada ortak bir ataları vardır!)  denir ve bu iki türün ortak atası, genetik benzerliği yüksek olan tür ile yaşayan ortak atadan çok daha eski bir dönemde yaşamıştır.

 

Şimdi, gelin insan (Homo sapiens sapiens) ile başka türlerin genetik olarak benzerlik miktarlarına bakalım:

 

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/homologene

 

Yukarıdaki site, Ulusal Biyoteknoloji Bilgileri Merkezi'nin internet sitesidir. Bu sitede görebileceğiniz üzere, hangi hayvanların genetik haritalarının çıkarıldığı ve insan ile kıyaslandığı belirtilmektedir. İlk kolondaki sayılar, o türde bulunan toplam gen sayısıdır. Örneğin Homo sapiens (İnsan) türünün 19.943 geni varken, Danio rerio (Zebra) türünün 26.690 geni vardır. Yeri gelmişken söyleyelim: Genom büyüklüğünün (toplam gen sayısının), evrimleşmişlik ya da gelişmişlikle bir ilgisi yoktur! Bu bilgi, kimi zaman bir ön fikir sağlayabilse de, çoğunlukla doğrudan bir kıyaslama yapılamaz! Bu sebeple, doğrudan genom büyüklüğüne bakmak doğru değildir!

 

Tablodaki ikinci sıra, gruplanan (incelenen) genleri göstermektedir. Bir kısım gen kontrol grubu olmaları nedeniyle ya da farklı bazı sebeplerle gruplanmamaktadır. Bu, sonucu etkilemez. Son sütun ise, gruplanan genler içerisinde homolog (benzer) olanları göstermektedir.

 

Yüzdeleri bulabilmek için, iki türü kıyaslayıp, aralarındaki benzerlik oranına bakabiliriz. Yöntem şöyledir:

 

Örneğin Homo sapiens ile Pan troglodytes (Şempanze) türlerini kıyaslamak için:

 

(15980 / 18431) * 100 işlemi yapılmalıdır. Çıkan sayı, benzerlik oranını vermektedir.

 

Unutulmaması gereken bir nokta şudur: Her araştırma grubu, farklı yöntemler izleyerek benzerlik oranları bulmaktadır. Bu sebeple, benzerlik oranları tek bir sayı ile değil, araştırmacıların hata payları ve yöntemleri göz önüne alınarak, bir aralık olarak verilmektedir. Ayrıca benzerlikler kullanılan alt türlere göre de değişim gösterebilecektir. Bu durum, araştırmacıların ne kadar tutucu (conservative; titizlik oranını verir) olduğuna bağlı olarak değişir. Çok tutucu olan araştırmacılar, daha net sonuçlar bulacaktır. Yukarıdaki örnekte şempanzeler ile benzerliğimiz %86 çıkmaktadır. Zaten bilimsel olarak insan ve şempanzelerin benzerlik oranı, %85-98 olarak verilmektedir. (Konuyla ilgili bir araştırma: http://news.nationalgeographic.com/news/2005/08/0831_050831_chimp_genes.html, bir diğer araştırma: http://news.nationalgeographic.com/news/2002/09/0924_020924_dnachimp.html)

 

Bu sonuçlara göre, insanın şu türlerle benzerlik oranları şöyledir:

 

Homo neanderthalensis (Neandertal İnsanı): %98-99

 Pan troglodytes (Şempanze): %86-98

Pan paniscus (Bonobo): %88-96

Canis familiaris (Köpek): %86-90

Felis catus (Kedi): %88-91

Bos taurus (Sığır): %75-87

Mus musculus (Ev Faresi): %70-85

Rattus norvegicus (Sıçan): %72-87

Gallus gallus (Tavuk): %57-68

Danio rerio (Zebra Balığı): %74-78

Drosophila melanogaster (Meyve Sineği): %58-64

Arabidopsis thaliana (Turpgiller'den): %50-65

Musa sp. (Muz): %58-62

Oryza sativa (Pirinç): %45-62

Anopheles gambiae (Sivrisinek): %36-44

Magnaporthe grisea (Pirinç Mantarı): %32-36

Neurospora crassa (Ekmek Mantarı): %31-35

Narcissus sp. (Nergis): %25-35

Chlamydomonas reinhardtii (Su Yosunu, Alg): %25-35

Caenorhabditis elegans (Yuvarlak Solucan): %24-28

Saccharomyces cerevisiae (Ekmek Mayası): %21-24

Kluyveromyces lactis (Kluyveromyces Mayası): %21-24

Eremothecium gossypii (Mantar): %18-22

Schizosaccharomyces pombe (Fisyon Mayası): %14-18

Plasmodium falciparum (Plazmodyum): %1-5

 

Gördüğünüz gibi, Evrim Ağacı basamaklarında aşağı inildikçe, insan ile diğer türlerin arası açılmaktadır. Çünkü bir şempanze ile insan, çok yakın akraba iken, bir plazmodyum ile insanın ortak atası, bundan yüz milyonlarca yıl önce yaşamıştır. Bu, insan plazmodyumdan evrimleşmiş bir türdür demek değildir. Doğrusu şudur: İnsana kadar gelecek olan kol (lineage) plazmodyum ile olan ortak bir atadan ayrılmıştır; ancak arada yüzlerce, binlerce, milyonlarca tür farklılaşıp o koldan ayrılarak evrimleşmiştir. Yani bu ata ne günümüz plazmodyumuna, ne de günümüz insanına benzemektedir; hatta alakası bile yoktur. Evrim Ağacı üzerinde dallanan bu kollardan biri arada belki onlarca türden geçerek ve yüzlerce yeni dala ayrılarak günümüz plazmodyumlarına gelmiştir. Arada ayrılan dallar, farklı türlere doğru gitmiş, kimisinin soyu tükenmiş, kimisi günümüze kadar gelmiştir ve plazmodyumların "kuzeni" olarak anılır. Diğer kol ise yine nice türleri oluşturacak yüzlerce, binlerce yeni dal oluşturmuştur ve bu dallardan biri, en nihayetinde insan türüne kadar gelmiştir. Zaten ortak atadan evrimleşme dediğimiz kavram budur ve bu evrimin tümünü gösteren şemaya Evrim Ağacı denir.

 

İşte genomik kıyaslamada plazmodyum ile bu kadar az genetik benzerliğimiz olması, ortak atamızın diğer türlere göre çok çok eski bir zamanda, belki milyarlarca yıl önce yaşadığını göstermektedir. Ancak listenin daha üzerindeki türlere baktığımızda ve nihayetinde şempanzeler ile bonobolara, Neandertallere geldiğimizde benzerliklerin gittikçe arttığını ve %100'e yaklaştığını görürürüz. Bu, Evrim Ağacı'nda gittikçe daha yakın dallara ulaştığımız anlamına gelmektedir. Gerçekten de insanlar ile Neandertaller 200.000 yıl kadar önce, insanlar ile şempanzeler 6 milyon yıl kadar önce, insanlar ile goriller 8 milyon yıl kadar önce, insanlar ile orangutanlar 12 milyon yıl kadar önce birbirlerinden ayrılmışlardır. Tabii bu ayrılma sonucunda her seferinde "insan" türü oluşmaz. Kronolojik sırayla gelecek olursak, orangutanlar ile insanlar, şempanzeler ve goriller üçlüsünün atası olan tür 12 milyon yıl önce iki dala ayrılmıştır. Bu ata ne orangutana benzer, ne insana, ne şempanzeye, ne de gorile. Ancak 12 milyon yıllık evrim sonucunda, popülasyonun bölündüğü iki daldan biri günümüz orangutanlarına giden kol olmuştur. Ortak atanın kalan kısmı ise, farklı bir yönde evrim geçirmiştir. Aradan 4 milyon yıl geçtikten sonra, doğal olarak tür, 4 milyon yıl önceki atasından (orangutanlarla ortak olan atadan) oldukça farklılaşmıştır, zaten bu yüzden orangutanların ayrıldığını söyleriz. Ancak 4 milyon yıl sonra, yani günümüzden 8 milyon yıl önce yeni bir türleşme başlamıştır. Yine popülasyon bölünmüş, ya da Evrim Mekanizmaları ve Türleşme yazı dizilerimizde açıkladığımız olaylar sonucu popülasyon içerisindeki evrim dallanarak farklı yönlere gitmeye başlamıştır. İşte bu noktada, goriller ayrılmaktadır. İki koldan biri, 8 milyon yıl boyunca evrimleşerek ve arada onlarca tür geçirerek günümüz gorillerine evrimleşmiştir. Diğer kol da yoluna devam etmiş ve 2 milyon yıl sonra, yani günümüzden 6 milyon yıl önce bir dallanma daha yaşamıştır. Bu dallanma sonucunda popülasyon yine ikiye ayrılmış (ya da daha fazlasına, ama diğer kolların soyu tükenmiştir) ve şempanzeler ile insanlar birbirinden ayrılmıştır. Evrim 6 milyon yıl daha sürmüş, şempanze kolunda yaklaşık 2 milyon yıl önce bir kere daha dallanarak bonobolar ile günümüz şempanzelerini (dolayısıyla aslında bu ayrılmadan önceki şempanzelere "şempanze" demek doğru değildir çünkü onlar günümüz şempanzelerinin atasıdır) oluşturmuştur. Diğer kol ise 6 milyon yıl boyunca pek çok defa dallanmış, bildiğimiz kadarıyla 25 farklı tür oluşturmuş ve bunlardan biri 200.000 yıl kadar önce dallanarak ayrılan Homo sapiens, yani modern insan türü olmuştur. İşte bu, son 12 milyon yıllık evrimimizin genel bir özetidir.

 

Son bir nokta, üzerinde daha çok çalışılan canlılara ait bulgular, doğal olarak, daha fazladır. Bu sebeple aralık hesabı çok önemlidir. Hangi genlerin kıyaslamada kullanıldığı, ne tip yöntemler izlendiği, metodoloji, vb. çok önem arz etmektedir. Ancak şu apaçık bir gerçektir ki, insan ile şempanze genleri, yukarıda belirtilen aralık dahilinde benzerdir ve bu, yakın akrabalık ilişkisi göstermektedir. Ve diğer türlerle olan benzerlik de, giderek azalmaktadır, çünkü insan ile bu türler, birbirinden çok daha önce farklılaşmıştır.

 

Umarız faydalı olmuştur.

 

Saygılarımızla.

 

http://www.ncbi.nlm.nih.gov

http://www.nature.com/nature/journal/v437/n7055/full/nature04072.html

http://www.sciencemag.org/content/328/5979/710

http://en.wikipedia.org/wiki/Human_evolutionary_genetics

http://en.wikipedia.org/wiki/Bonobo

http://en.wikipedia.org/wiki/Neanderthal

http://www.businessinsider.com/comparing-genetic-similarity-between-humans-and-other-things-2016-5/#even-bananas-surprisingly-still-share-about-60-of-the-same-dna-as-humans-8

https://www.sciencedaily.com/releases/2004/12/041208230523.htm

http://www.nature.com/nature/journal/v420/n6915/full/420509a.html

http://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.1000112

http://science.sciencemag.org/content/324/5926/522.full

http://genome.cshlp.org/content/17/11/1675.full

https://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2004/03feb_fruitfly

 

ÇMB (Evrim Ağacı) 

 

 

 

6 Yorum