Eşeyli Üreme Nedir?

Eşeyli üreme ökaryotik hücrelerinden oluşumundan sonra ortaya çıkan evrimsel bir yeniliktir. Çoğu ökaryotun eşeyli üremesi gerçeği, evrimsel bir başarının göstergesidir. Bu durumun bazı dezavantajları olduğu kanıtlansa da çoğu ökaryot için üremenin tek yolu eşeyli üremedir.

İlk bakışta eşeysiz üreme, eşeyli üremeden daha avantajlı gibi görünebilir. Öncelikle, ebeveynlere genetik açıdan benzer olan döller evrimsel açıdan daha avantajlıymış gibi yorumlanabilir. Eğer ebeveyn, bir habitatı ele geçirmede başarılıysa aynı özellikleri taşıyan bir yavru da benzer olarak başarılı olacaktır. Ayrıca eşeysiz yollarla tomurcuklanarak, bölünerek ya da yumurtayla döller üretmenin organizmaya bariz faydaları bulunmaktadır. Mesela bu üreme tipinde karşı cinsiyetten bir organizma gerekmez. Bir eş bulmak ve onu etkilemek için enerji harcamaya gerek yoktur. Bu enerji daha çok döl üretmek için harcanabilir. Aslına bakarsanız, yalnız bir yaşam tarzı sürdüren organizmalar eşeysiz üreme yeteneklerini korumaktadır. Ek olarak eşeysiz popülasyonlar sadece dişil, yani üretken bireylere sahiptir. Bu nedenle her birey üreyebilecek kapasitededir. Aksine eşeyli popülasyonda nüfusun yarısını oluşturan eril bireyler kendileri yavru üretemezler. Yani, teorik olarak eşeysiz popülasyonlar eşeyli popülasyonların iki katı hızda büyüyebilirler. Bu rekabette, eşeysiz popülasyon avantaja sahiptir. Bu avantajlara bakılırsa eşeysiz üreyen türler daha yaygın olmalıdır.

Öyleyse eşeyli üreme neden bu kadar yaygın? Bu 20. yüzyılın ikici yarısından günümüze kadar biyolojide birçok araştırmanın odağı olan önemli sorulardan biri. Eşeyli üremenin yavruların hayatta kalması ve üremesinde yarattığı çeşitlilik muhtemel bir açıklama olabilir. Çünkü eşeysiz üremede çeşitliliğin tek kaynağı mutasyondur. Mutasyon eşeyli organizmalarda da nihai çeşitlilik kaynağıdır. Dahası, farklı mutasyonlar bir jenerasyondan diğerine aktarılırken farklı ebeveynlerin benzersiz genomlarının farklı kombinasyonlarıyla karıştırılır. Çeşitlilik, gametlerin döllenme esnasındaki kombinasyonunda olduğu gibi mayoz bölünme esnasında da gerçekleşir.

Kızıl Kraliçe Hipotezi

Eşeyli üreyen organizmaların bu üreme biçiminden evrimsel avantajlar sağladığına şüphe yok. Asıl soru neden oldukça istikrarlı koşullar karşısında veya daha az döl üretmenin birey adına zor olduğu durumlarda bile eşeysel üremeyi sürdürdükleri. İşte burada Leigh Van Valen tarafından 1973 yılında ortaya atılan Kızıl Kraliçe Hipotezi devreye giriyor. Konsept Lewis Carroll’ın Kızıl Kraliçe’nin "Kişi bulunduğu konumda kalmak adına tüm hızıyla koşmalıdır." dediği Aynalar İçinden adlı kitabında Kızıl Kraliçe’nin ırkı referans alınarak adlandırılıyor.

Açıklamak gerekirse, bütün türler diğer organizmalarla birlikte evrimleşir. Örnek olarak yırtıcılar avlarıyla, parazitler konaklarıyla birlikte evrimleşirler. Yırtıcılar ve avları arasındaki benzersiz beraber evrimleşmenin dikkat çekici bir örneği gece uçan yarasalar ve onların avı olan güvelerdir. Yarasalar avlarını yüksek frekansta sesler yayalar bulurlar ancak güveler bu sesleri duyabilecek temel kulaklarla evrimleşmiştir, bu yüzden yarasalardan kaçabilirler. Güveler ayrıca duydukları ilk seste yarasalardan uzaklaşmak, ya da yarasa onlara doğru geliyorken aniden yere düşmek gibi davranışlar edinmişlerdir. Yarasalarsa güvenin işitmesinden sakınmak için "sessiz" sesler evrimleştirmişlerdir. Buna karşın bazı güveler yarasaların ekolokasyon yetenekleriyle kafalarını karıştırmak için onların sesine kendi sesleriyle cevap verme yeteneğiyle evrimleşmişlerdir.

Çeşitliliklerle kazanılan her minik avantaj rekabetçi türlere, yırtıcılara, parazitlere ve hatta avlara üstünlük sağlar. Birlikte evrimleşen bir türün kaynaklarda kendi payına düşeni almasını sağlayacak tek yol, aynı zamanda hayatta kalma ve yavru üretme yeteneğini de sürekli olarak geliştirmesidir. Bir tür avantaj kazandıkça, diğer türler de bir avantaj geliştirmelidir yoksa rekabette geri kalırlar. Eşeyli üremenin dölleri arasındaki genetik çeşitlilik, tüm türlere uyum sağlamış bireyler üretme şansı sağladığından, hiçbir tür tek başına çok ileri gidemez. Bireyleri buna devam edemeyen türlerin ise soyu tükenir. İşte Kızıl Kraliçe'nin sloganı olan "Bütün çaba konumunu korumak içindir." bu yüzden rakip türler için uygun bir slogandı.

Eşeysel Üreyen Organizmaların Hayat Döngüsü

Döllenme ve mayoz, üreme döngüsünde sürekli birbirini takip eden olaylardır. Bu iki olay arasında ne yaşandığı, organizmaya bağlıdır. Mayoz süreci ortaya çıkacak gametin kromozom sayısını yarıya indirir. Döllenme ise iki haploid gametin birleşmesiyle tekrar diploid duruma ulaşılmasını sağlar. Çok hücreli organizmaların hayat döngüsü üç farklı şekilde olabilir:

1. Diploid Dominant Döngü: Çok hücreli organizmanın diploid fazının en bariz olduğu hayat döngüsüdür. Organizmada çok hücreli bir haploid faz görülmez. Hayvanların neredeyse tamamı, yalnızca gamet hücrelerinin haploid olarak üretildiği diploid dominant bir hayat döngüsü edinmişlerdir. Gametler, sadece gamet üretimi için özelleşmiş diploid üreme ana hücreleri tarafından üretilir. Haploid hücreler oluştuğunda tekrar bölünme özellikleri yoktur. Döllenme genellikle iki farklı bireyin gametlerinin birleşmesi sonucu diploid formun tekrar kazanılması ile gerçekleşir.
2. Haploid Dominant Döngü: Çok hücreli organizmanın haploid fazının en bariz olduğu hayat döngüsüdür. Organizmada çok hücreli bir diploid faz görülmez. Çoğu mantar ve alg, çok hücreli organizmanın ana fazının haploid olduğu bir hayat döngüsü edinmiştir. Eşeyli üreme esnasında iki farklı bireyden gelen özelleşmiş haploid hücreler birleşerek diploid zigotu oluşturur. Diploid zigot da hemen ardından spor adı verilen dört haploid hücreyi oluşturmak için mayoz bölünme geçirir.
3. Metagenez Döngüsü: Canlının haploid ve diploid fazları arasında geçiş yaptığı hayat döngüsüdür. Bitkilerde ve bazı alglerde gözlemlenir. Bir üçüncü hayat döngüsü bazı algler ve bitkiler tarafından edinilmiştir. Bu türler hayat döngülerinde hem haploid hem diploid çok hücreli durumları bulundururlar. Haploid çok hücreli bitkiler "gametatif" olarak isimlendirilirler çünkü gamet üretmektedirler. Bu süreçte gametlerin üretimi mayozla gerçekleşmez, çünkü gamet üreten organizma zaten haploittir. Gametler arasında gerçekleşen döllenme diploid zigotu oluşturur. Zigot birçok mitoz döngüsünden geçer ve "sporofit" adı verilen diploid bir hücre meydana gelir. Sporotifin özelleşmiş hücreleri mayoz geçirir ve haploid sporları üretir. Sporlar daha sonra gametatiflere evrilecektir.