48 kromozomlu bir popülasyondan 46 kromozomlu bir popülasyonu yaratmak imkansız değildir; ancak belirli zorlukların da aşılması gerekir. Burada dört olasılık karşımıza çıkıyor:
46 kromozomlu bireylerin 48 kromozomlu atalarla çiftleşmesi
47 kromozomlu bireylerin 47 kromozomlu atalarla çiftleşmesi
47 kromozomlu bireylerin birbiriyle çiftleşmesi
46 kromozomlu bireylerin birbiriyle çiftleşmesi
Her birini tek tek inceleyelim:
46 Kromozomlu Birey ile 48 Kromozomlu Bireyin Çiftleşmesi
46 kromozomlu bir bireyle, 48 kromozomlu bir birey çiftleşecek olursa ne olur? 47 kromozomlu bir yavru oluşur; çünkü 46 kromozomlu bireyin yumurta veya spermi 23 kromozom taşıyacaktır. 48 kromozomlu bireyinki ise 24 çift. Bunlar birleşince, 47 kromozomlu bir birey doğar. Bu bireyler genelde kısırdır; çünkü mayoz bölünme sonucu sağlıklı sperm ve yumurtalar üretemezler.
Fakat popülasyonda yeterince 47 kromozomlu "ara birey"lerin bulunması, 46 kromozoma giden evrimsel yolak açısından büyük öneme sahiptir. Çünkü bu bireylerin ataları veya birbiriyle çiftleşmesi, oldukça zengin bir olasılıklar ağını doğurmaktadır. Bunları inceleyelim:
47 Kromozomlu Birey ile 48 Kromozomlu Bireyin Çiftleşmesi
Teknik olarak 47 kromozomlu bir birey ile 48 kromozomlu bir birey çiftleşebilir. ancak istatistiki olarak çocuklarının %66'dan fazlası hayatta kalamayacaktır. Yani daha gebelik sırasında yavru ölecektir. Ancak yine de, bu ölümün kesin olmadığını ve belirli bir ihtimaller dahilinde gerçekleşeceğinin altını çizmekte fayda var.
Aslında "gebelikte ölüm" ("düşük") kulağa kötü gelse de, evrimsel açıdan fazlasıyla faydalıdır: Vahşi yaşamda, modern dünyadaki teknolojik ve tıbbi imkanlar bulunmadığı için, hayata tutunma şansı daha düşük olan bireyler bir an önce elenmelidir. Böylece ebeveynler çok kıymetli olan kaynaklarını başarısız bir yavruya harcamamış olurlar. Hayatta kalamayacak yavrunun daha doğmadan ölmesi önemli bir seçilimsel baskıdır.
%66'lık başarısız doğumlardan geriye %34 ihtimalle başarılı yavrular kalmaktadır. Ancak sağlıklı bir şekilde doğan bireylerin de bir sorunu var: Popülasyonları içindeki diğer 48 kromozomlular ile çiftleştiklerinde, yavruları ya kısır doğacak ya da 48 kromozomlu olacaktır. İnceleyelim:
Her insanda, yukarıda da değindiğimiz gibi, her kromozomdan iki tane bulunur. Yani kromozom 1'den iki tane, kromozom 2'den iki tane, vb. Mayoz sırasında her bir hücre bu kromozomlardan birini alır. Böylece, mayoz sonrasında kromozom sayısı yarıya iner. Ancak döllenmeyle birlikte oluşan zigot, hem anadan, hem babadan birer adet kromozom alacağı için, sayı tamamlanır. İşte eksik kromozomlularda sorun, burada başlamaktadır: Bu zigotlarda, bir tane çift olmayan kromozom ve bir tanesi fazla olan çiftlenmiş bir kromozom bulunur.
Stanford Üniversitesi'nin Tıp Okulu'ndan Dr. Barry Starr, bu durumu açıklamak için şöyle bir şema kullanmaktadır:
Yukarıdaki grafikte ilk sırada anne ve baba gözükmektedir. Bu bizim 48 kromozomlu ve 47 kromozomlu bireylerimiz olsun. Kolaylık olması açısından sadece 14 ve 15 numaralı kromozomlar gösterilmiş, diğer kromozomlara yer verilmemiştir. Diyelim ki sol taraftaki elips 48 kromozomlu anneyi, sağ taraftaki ise 47 kromozomlu babayı temsil etsin.
Annede (sol üst köşede) iki kromozom normal bir şekilde ayrışmaktadır. Dolayısıyla bu annenin ürettiği yumurta (hemen altında, okun ucunda gösterilmiştir), normal şekilde 14. ve 15. kromozomlardan birer tane içerecektir.
Sağ taraftaki baba (en sağ üst köşe) ise 47 kromozomludur. Göreceğiniz üzere 14 ve 15 numaralı kromozomlar kaynaşmış haldedir. Bunun vereceği spermlerde çok farklı kombinasyonlar görmek mümkündür: sadece 14. veya 15. kromozom olanlar, 14 ve 15'in düzgün ayrışabildikleri (tıpkı annede olduğu gibi), 14 ve 15. kromozomun kaynaştığı spermler, 14 ve 15'i kaynaşık olarak bulundurmanın yanı sıra 14 veya 15. kromozomun ikinci bir kopyasını taşıyan spermler... Her bir durum, sağlıklı dişi ile çiftleşme sonucu farklı nitelikte zigotlar doğuracaktır.
Bu zigotlar, en alt sırada gösterilmiştir. Üzeri çizili olanlar, kromozom eksikliği ya da fazlalığından dolayı düşük olacak olan, yani ölü bireylerdir. Diğerleri ise hayatta kalabilecek olan kombinasyonlardır. Dikkat edilecek olursa, 47 ve 48 kromozomlu iki bireyin çiftleşmesi sonucunda 6'da 4 ihtimalle (%66 civarı) ölü, 6'da 2 ihtimalle (%34 civarı) sağlıklı bireyler doğmaktadır.
Ancak sağlıklı doğan bireyleri incelediğimizde ilginç bir sonuç görürüz: Bu bireyler ya anneleri gibi 48 kromozomludur ya da babaları gibi 47 kromozomlu...
Dolayısıyla 46 kromozoma geçiş bu şekilde olamaz. Fakat bu çiftleşmenin her zaman ölümle sonuçlanmaması, popülasyon içindeki 47 kromozomlu birey sayısını arttırabilir.
Bu da bizi bir sonraki soruya götürür: Peki ya iki 47 kromozomlu birey birbiriyle çiftleşirse?
47 Kromozomlu Bireylerin Birbiriyle Çiftleşmesi
Bu senaryoda, kromozom eksikliğine sahip bireylerin birbiriyle çiftleşmesi durumu söz konusudur. Bunlar aynı kabileden olabileceği gibi, farklı kabilelerden bireyler de olabilir. Önemli olan kromozomlarının sayısıdır. Esasında aynı tip mutasyona sahip olan bireylerin denk gelmesi kısmen düşük ihtimalli olsa da, örneğin akraba olan bireylerde (kuzenler arasında) bu durum görülebilir ve bunların çiftleşme ihtimali oldukça yüksek olabilmektedir.
Şimdi, yine Dr. Starr'ın bu konuyla ilgili bir diğer şemasına bakalım:
Bu karmaşık tabloda gördüğümüz, bir önceki grafikte gördüğümüz "baba" ile benzer iki bireyin çiftleşmesi durumunda, her bir sperm ve yumurta olasılığının bir araya gelmesi halinde ne tarz bir tabloyla karşılaşacağımızdır.
Tablonda en üstteki 6 kutu babanın sperm ihtimallerini, en soldaki 6 kutu ise annenin yumurta ihtimallerini göstermektedir. Diğer bütün kutular, bunların eşleşmesi ihtimallerini ele almaktadır ve üzeri çizili olanlar hayatta kalamayacak kombinasyonları göstermektedir.
Bu şemada yavruların hayatta kalma olasılığının 36'da 8 (%22) civarında olduğu görülmektedir. Tüm yavruların 36'da 1'i (%3) ise iki kromozom açısından da kaynaşma durumuna sahip olacaktır (bu ihtimal, ortadaki yuvarlak içerisindekidir).
Tavlada 6-6 atmak ile eşit olan bu olasılık her tuttuğunda, 46 kromozomlu yavrular üreyecektir. İşte 48 kromozomdan 46 kromozomlu bireylerin evrimleşmesi bu şekilde mümkündür.
Ancak tek olasılık bu değildir.
46 Kromozomlu Bireylerin Birbiriyle Çiftleşmesi
Daha önceden her 1000 doğumdan 1'inin 46 kromozomlu olduğunu söylemiştik. Dolayısıyla 48 kromozomdan 46 kromozoma geçiş, söz konusu Robertson-tipi mutasyona sahip bireylerin birbirleriyle çiftleşmesi yoluyla olmalıdır.
Bu, eğer ki ortamda bir seçilim baskısı mevcutsa, makul bir opsiyon olabilir. Seçilim baskısından söz edebilmemiz içinse, 46 kromozomlu olmanın bir avantajı olmalıdır. İşte bu, iki önemli soruyu birden yanıtlamaktadır:
46 kromozomlu torunlar nasıl kendi popülasyonlarını inşa ettiler?
46 kromozomlu torunlar, nasıl oldu da 48 kromozomlu atalarına üstün geldiler?
Bunun en olası açıklaması, evrimin genetik sürüklenme mekanizmasıdır. Yani bir grup 46 kromozomlu insan atası, bir sebeple ana popülasyondan ayrılarak, kendi minik popülasyonlarını kurmuş olabilirler veya 48 kromozomluların bir sebeple yok olmuş olabilirler. "Darboğaz" olarak adlandırılan bu tip durumlar evrim tarihinde sıklıkla görülmektedir. Torunlar, popülasyonu inşa eden az sayıda bireyin gen havuzunu sürdürürler ve zaman içinde mutasyonlar ve eşeyli üreme gibi yollarla çeşitlenirler. Bu durumda, bir soru işareti doğabilir: 46 kromozomluluk, acaba bir fayda sağlıyor olabilir mi?
Yapılan bir çalışma, insanlardaki 46 kromozom ile diğer kuzenlerdeki 48 kromozom içindeki heterokromatin miktarını kıyaslayarak, 46 kromozomlu bireylerin değişken ortam şartlarına (özellikle de sıcak iklime) daha kolay adapte olabileceğini gösterdi. Yani atalarımızın orman yaşantısından çıkıp, savana yaşantısına geçişi, 46 kromozomlu olanların avantajlı konuma geçmesiyle örtüşüyor olabilir! Dahası, kromozomların kaynaması sırasında bazı yeni genler evrimleşmiş ve 46 kromozomlu bireylere avantaj katmış olabilir.
Kaynaklar
- Yazar Yok. Evrim Ağacı. (13 Haziran 2020). Alındığı Tarih: 13 Haziran 2020. Alındığı Yer: Bağlantı | Arşiv Bağlantısı
