Evrim Ağaçlarının (Filogenetik Haritaların) Özü: Canlılık Tarihini Haritalamanın Bilimi

Filogenetik, türler arası evrimsel akrabalık ilişkilerini araştıran bilim dalıdır. Filogeni ise, bu araştırmalar sonucunda çıkarılan tür veya tür gruplarının (taksonların) tarihlerini ve birbirlerinden ne zaman ayrılarak evrimleştiklerini, ortak atalarını, bu atanın ne zaman yaşadığını, vb. bilgileri veren tarihi bilgilerdir.

Filogenetik ağaçlar ise (filogeni ağacı, evrim ağacı ya da yaşam ağacı olarak da bilinir), bu tarihi şematik olarak göstermemize yarayan araçlardır. Bu ağaçlar üzerindeki her bir dal, ayrı bir türü; dalların birleştiği her bir nokta ortak bir atayı; bu ortak atanın iki dala ayrılması ise türleşme denen evrimsel olayı gösterir.

Tahmin edilebileceği gibi, birbirine daha yakın akraba olan canlıların, daha uzak akrabalara göre ortak ataları günümüze daha yakın zamanlarda yaşamıştır. Örneğin biz modern insanlar (Homo sapiens) ile Neandertaller'in (Homo neanderthalensis) ortak atası sadece 500.000 yıl kadar önce yaşamıştır. Buna karşılık bizler ile şempanzelerin (Pan troglodytes) ortak atası günümüzden 6 milyon yıl kadar önce yaşamıştır. Bizimle evcil köpeklerin (Canis lupus familiaris) ortak atası 94.2 milyon yıl önce, bizimle küstümotu bitkisinin (Mimosa) ortak atası 1370 milyon yıl (1.37 milyar yıl) önce, bizimle koleraya neden olan bakterinin (Vibrio cholera) ortak atası 2535 milyon yıl (2.54 milyar yıl) önce yaşamıştır.

Journal of Biology

Her ne kadar hep şempanzelerden söz edilse de, insanın ve diğer tüm türlerin, diğer tüm türler ile ortak ataları olduğu unutulmamalıdır. Şempanzeleri "özel" kılan, şu anda yaşamını sürdüren, bize en yakın tür olmalarıdır.

Evrim ağaçlarında her zaman monofiletik gruplar gösterilmeye çalışılır: yani ortak atanın ve o ortak atadan evrimleşen bütün torun türlerin bilindiği veya öngörülebildiği canlı grupları...

Evrim tarihine ait günümüze ulaşan veriler kısıtlı olduğu için, bu tarihi baştan yazmak da oldukça zordur ve eksiklerle doludur. Bu, tıpkı, genel olarak Osmanlı İmparatorluğu'nda 1555 yılında ne olduğunu bilmenin çok zor olmaması; ancak 4 Ocak 1555 saat 15:43'te belli bir bölgede ne olduğunu bilmenin çok zor olması gibidir. Fakat eldeki veriler kullanılarak bu soy ağaçları netleştirilir ve böylece Evrim Ağacı da giderek eksiksiz bir hal alır. Muhtemelen %100 eksiksiz haline hiçbir zaman ulaşamayacağız (zamanda geri gitmenin bir yolunu bulamazsak). Ancak %95'in üzeri de, bizlere fazlasıyla yeterlidir.

Evrim ağaçlarının oluşturulmasında canlıların sayısız özelliğinden faydalanır. Eskiden yalnızca dış görünüşlerine bakarak analiz yapılabiliyordu. Günümüzde ise fosillerden genlere, coğrafi koşullara ait verilerden ekolojik ilişkilere kadar binlerce farklı veri bir araya getirilerek, hem de modern bilgisayarların müthiş işlem kapasitesinden faydalanarak yapılan simülasyonlarla desteklenerek bu ağaçlar oluşturuluyor. Bu sayede, çok daha isabetli, çok daha güçlü sonuçlara ulaşmak mümkün olabiliyor.

Unutmamak gerekiyor ki iki türün birbirine kabaca, dış görünüş çerçevesinde benziyor olması, onların yakın akraba olmaları gerektiği anlamına gelmez. Örneğin yunuslar ile köpekbalıklar oldukça benzer görünen hayvanlardır. Ancak ilki Memeli Hayvanlar (Mammalia) Sınıfı'ndadır, ikincisi ise Kıkırdaklı Balıklar (Chondrichthyes) Sınıfı'nda... Birbirinden tamamen ayrı iki canlı grubu (benzer bir durumu kuşlar ile yarasalarda görmek mümkündür)! Bu bağımsız iki canlı arasındaki benzerlik, yakınsak evrim adını verdiğimiz bir evrimsel değişim nedeniyle olmaktadır. 

Fakat yine de fiziksel özelliklerin benzerliği, daha uzman gözler için çok kıymetli veriler barındırmaktadır. Örneğin bazı sürüngenlerin, balıkların ve ikisi arasındaki geçişteki canlıların kafatasındaki deliklerin sayısı ve konumu, canlıların akrabalık ilişkisiyle ilgili tartışmaya yer bırakmaz veriler sunmaktadır. İşte monofiletik grupları belirlemede, türleri ayırt etmek konusunda tartışmasız (veya buna yakın) veriler sunabilen, sonradan kazanılmış karakterler tespit edilir ve kullanılır. Her ne kadar yakınsak evrim gibi homoplazi adı verilen bir grup evrimsel değişim türü bu karakterlerin belirlenmesini güçleştirse de, yeterince yakından ve dikkatli incelendiğinde her türe ait ayırt edici özellikler bulmak mümkün olabilmektedir. Dahası, farklı bilim dallarından gelen verilerin dikkatlice incelenmesi, filogenetik analizi daha da kolaylaştırmakta ve kesinleştirmektedir.

Burada unutulmaması gereken en önemli unsurlardan birisi, her filogenetik ağacın bir hipotez olduğudur. Hiçbir bilim insanı, ileri sürdüğü evrim ağacının son veya değişmez olduğunu iddia etmez. Bu ağaçların her biri, Evrim Teorisi kapsamında ileri sürülen hipotezlerdir ve bunlardan tekrar tekrar test edilmesine rağmen yanlışlanamayanlar, teorinin önemli bir parçası haline gelir. Örneğin yakın zamana kadar, bir çeşit maymun türü olan tarsiyerlerin evrim ağacı oldukça tartışmalıydı, birçok çelişen veriye ulaşılıyordu ve bilim camiasında kafalar karışıktı (her ne kadar sonradan bu konu çözülmüş olsa da). Fakat insanların şempanze ve bonobolar ile akrabalığı, sonrasında ise sırasıyla goriller, orangutanlar, gibonlar ve siyamangların geldiği gerçeği, artık neredeyse tartışmasız hale gelmiş, çok güçlü bir ağaca işaret etmektedir ve Evrim Teorisi'nin merkezi gerçeklerinden biri olarak kabul edilir. Bu güvenilir ağaçlar bile sonradan değişebilir; fakat bu değişim, diğer daha belirsiz ağaçlara göre çok daha kısıtlı olacaktır.

Tabii ki, moleküler verilerin (genetik analizlerin) her geçen gün daha güçlü bir hal alması, evrimsel analizleri ve filogenetik ağaçların oluşturulmasını katlayarak kolaylaştırmaktadır. DNA'daki değişimlerin takip edilmesi ve bunların akrabalık ilişkilerinin belirlenmesinde kullanılması, eskiden beri süregelen sayısız tartışmaya son noktayı koymayı başarmıştır. Çünkü genler yalan söylemez. Evrim tarihini net bir şekilde ortaya koyan, çok güçlü araçlardır.

Filogenetik analizleri zorlaştıran veya eksikler olmasına neden olan halen birkaç problem bulunmaktadır. Örneğin çok hızlı evrimleşme, üst üste gelen çok sayıda mutasyon (genetik değişim), zamansal ilişkilerin belirlenmesindeki güçlükler, fosillerin bulunmasındaki zorluklar, vb. konular, bu analizleri zorlaştırmaktadır. Fakat çok sayıda bilim insanı, Evrim Ağacı'nın her bir dalını didik didik ederek, bu ilişkileri ortaya çıkarmayı sürdürmektedir. Onların çabaları sayesinde evrimin baş döndürücü tarihi, her geçen gün daha net bir şekilde, tüm ihtişamıyla gözlerimiz önüne serilmektedir.

Kaynak: Evolution, Douglas Futuyma (2009), sf: 43