Balinaların Dişleri Nasıl Evrimleşti?

Balinalar memelidirler, ama çevremizde yaşayan memeliler gibi görünmezler, çünkü arka ayakları yerine bir kuyrukları vardır ve kılları yoktur. Diş yapıları da çevremizdeki memelilerden bildiğimiz şekilde değil, çengel şeklindedir. Bir grup araştırmacı, balinaların diş yapılarındaki evrim sürecini araştırmak için fosil kayıtlarını ve embriyonik gelişim sürecini birbirine bağladı.

Çoğu memelide dört çeşit diş yapısına rastlanır, bunların hepsi farklı görevler için özelleşmiştir. Çoğu memelide çivi şeklinde kesici dişler, sivri köpek dişleriyle ön ve arka azı dişleri, çukurlar ve tümsekler halinde havan ve tokmağı gibi, çiğnediğiniz zaman birbirine geçerler. Bütün balinaların dişi yoktur, ama katil balina gibi, olanlarında çengel şeklinde ve bir dizi birbirinin aynı diş bulunur. Balinalar, bu sıra halindeki sivri dişleri avlarını yakalamak için kullanır. Ama öteki memelilerden farklı olarak, balinalar çiğnemez. PeerJ adlı erişime açık dergide yayınlanan yeni bir çalışmaya göre, Brooke Armfield ve ekibi balinaların küçük kuzenleri olan yunusların diş yapılarındaki gelişimin nedenini araştırdılar ve özgün diş yapılarındaki evrimsel süreci fosil kayıtları boyunca izlediler.

Balinalar, kara memelilerinden evrimleşmişlerdir. Bu yüzden, Armfield ve ekibi ilk olarak, ne zaman ve nasıl evrimleştiğinin asıl nedenini bulabilmek için ilk olarak araştırmaya fosil kayıtlarından başladı. Fosil sonuçları gösterdi ki, balinaların 48 milyon yıl önceki ataları da aynı diğer memeliler gibi 4 çeşit diş yapısına sahipti. Balinaların diş yapıları gitgide basitleşti ve bugünküne benzer karakteristik çengelimsi görünümünü yaklaşık otuz milyon yıl önce aldı. Bu zaman sürecinde suda yaşamanın getirdiği bir dizi adaptasyon geçirdiler.

Daha sonra, Armfield ve ekibi dişlerin bu gelişim sürecinde nasıl şekillendiğini keşfettiler. Embriyodaki özel proteinler, dişin belli bir şekilde gelişmesini sağlar. Armfield ve ekibi iki protein üzerinde yoğunlaştılar; BMP4 (Bone Morphogenetic Protein 4 – Kemik Morfogenetik Proteini 4) ve FGF8 (Fibroblast Growth Factor 8 – Bağ Doku Ana Hücresi Gelişim Etkeni 8). BMP4 dişin sivrilerek gelişmesini sağlar ve bu, çenenin ucunda, kesici dişlerin oluştuğu yerde meydana gelir. Diş gelişiminde, öncelikli olarak embriyoda, çene gerisindeki FGF8, fare ve diğer memelilerde azı dişlerinin gelişmesini ve çukurlukların oluşmasını sağlar.

Armfield ve ekip arkadaşları FGF8 ve BMP4 proteinlerine; fare embriyolarının, balinaların akrabalarının ve yunusların üzerinde çalıştılar. Domuzların dört farklı şekilde dişi vardır ve bu iki protein, diğer memelilerdeki ile aynı şekilde dağılmıştır. Bu da balinaların atalarının da aynı gen dizilimine sahip olduğunu gösteriyor. Dahası, yazarlar yunus embriyolarını incelemeyle devam ettiler. Burada şekil farklıydı: FGF8, çenenin arka tarafında bulunurken, BMP4 çene uzunluğunda her yerde bulunur, FGF8’in bulunduğu yerler dahil. Yazarların hipotezi şu; BMP4’ün bu yeni bölgelerdeki varlığı, dişin tüm çene boyunca kesici dişler ve diğerleri gibi daha basit yapıda olmasını sağlıyor. İlginçtir ki; fare embriyolarında yapılan diğer araştırmalarda, BMP4’ün çenenin gerisine eklendiği deneylerde, arka dişler de aynı basit görünüme büründü. Armfield şöyle anlatıyor:

“Doğada gerçekleşen bir moleküler değişimi açıklamak heyecan verici ve memelilerin okyanusta nasıl geliştiğini ve daha sonra fosil kayıtlarındaki değişimin evrimin izinden gittiğini görmek çarpıcı şekilde etkileyici. Balinalarda, dişlerin şekil gelişimini etkileyen bu proteinlerin yerindeki basit değişim, bize memelilerin karmaşık diş yapısının ilk aşamada nasıl evrimleştiğini anlamamızda yardımcı olabilir.” Bir diğer yazar Thewissen de “Bu bize hayvanların tasarımlarındaki büyük farklılıkların, gelişimlerinin erken dönemlerinde, bir proteinin zaten bulunduğu bölgedeki basit bir değişiklikle küçük farklılıklara sebep olabileceğini gösteriyor. Bu, küçük gelişimsel bir değişimin, evrime olan büyük etkisine güzel bir örnek.”