Evrim İş Başında: Kertenkelelerde Yumurtlamadan Doğuma Evrim...

Ekteki görsele dikkatlice bakacak olursanız sarı karınlı üç parmaklı dağ kertenkelesine ait embriyoları, vücudunun içerisinde ışık küreleri olarak görebilirsiniz. Avustralya kertenkelesi yavrularını yumurtalamadan canlı olarak doğuruyor. Bu evrim, bilim insanları tarafından iş başında yakalandı.

Yeni Güney Galler'in ılık kıyı şeritlerinde sarı-karınlı üç parmaklı kum kertenkelesi çoğaltmak için yumurta bırakır. Ancak iç kesimlerde kalan yüksek bölgelerde yaşayan aynı türler, soğuk dağlarda yavrularını yumurtlamaz, doğururlar.Bilinen sadece 2 modern sürüngen - başka bir dağ kertenkelesi türü ve bir Avrupa kertenkeleleri - iki tür üreme biçimini de kullanır.

Evrimsel kayıtlar gösteriyor ki sürüngenlere ait yüz kadar farklı nesil yumurtlamadan doğurmaya doğru bir evrimsel değişim yaşamıştır. Günümüzdeki tüm sürüngen ve kertenkelelerin sadece %20'si canlı yavrular doğuruyor (bir diğer deyişle, yumurtlamıyor). Örneğin, insandan da bildiğimiz gibi, Memeliler'in %99'undan fazlasında bu şekilde, canlı doğurma yoluyla yavrular hayata getiriliyorlar.

Doğu Tennessee Devlet Üniversitesi'nden biyolog ve yazar James Stewart, bu durumun sürüngenlerin uzun evrimsel geçmişlerinin çok küçük bir anını gösterdiğini söyledi. Sarı-göbekli üç parmaklı kum kertenkelesinde bulunan bu ikili davranış evrimi iş üzerinde gözlemlememiz için çok nadir oluşan fırsatlardan birini sunuyor. Stewart, konuyla ilgili şunları söylüyor:

Popülasyonların her birinde bu geçişin farklı evrelerini görmek mümkündür ve bu evreleri, farklı canlılar üzerinde çalışarak, bu geçişin evrimsel süreçte nasıl olduğunun tam bir tekrarını görebiliriz.

[Evrim Ağacı Eki: Yani araştırmacılar, farklı popülasyonlarda gözlenen, evrimin farklı basamaklarını bir yapboz parçası gibi bir araya getiriyorlar ve sürüngenlerden memelilerin evrimi sırasında, plasentanın ve daha genel anlamıyla doğurmanın, yumurtlama tipi yavrulamadan nasıl evrimleştiğini gözler önüne sürüyorlar. Evrimsel biyoloji sayesinde bildiğimiz üzere tüm memeliler, sürüngenlerden ayrılan bir daldan evrimleşmiştir. Dolayısıyla bir noktada, sürüngenlerde yaygın olarak görülen yumurtlamadan, memelilerde yaygın olarak görülen doğuma evrimsel bir geçiş olmalıdır. İşte dağ kertenkeleleri gibi sürüngenlerdeki bu doğuma doğru evrim ile ornitorenk gibi memelilerdeki yumurtlama tipi doğum, bu geçişe ait, halen atalarının özelliklerini taşıyan evrimsel ara basamakları canlı olarak görmemizi sağlamaktadır.

Bu evrimsel değişim, son derece hızlı gerçekleşiyor. Popülasyonlar, nesiller içerisinde bir doğum tipinden (yumurtlama ve canlı doğurma) diğerine doğru evrim geçirebiliyorlar. Bu değişim sırasında birçok başka değişim de beraberinde geliyor ve bu, türleşme hızını da arttırıyor. Dolayısıyla çevresel etkilerin altında oluşan evrimsel değişimler, yeni türlerin oluşumuna hız kazandırıyor.]

Yumurtadan Bebeğe Evrimde Anahtar Problem: Besin!

Sürüngenlerdeki bu evrimin bilinmeyen ilk noktası, yumurtadan yaşayan embriyoyu doğumdan önce nasıl beslediği ile ilgilidir. 

Memelilerde oldukça özelleşmiş olan plasenta yapısı, rahim duvarına bağlanan yavrunun annesinden oksijen ile besini (özellikle de yapı maddelerini) alır ve atıkları geri yollar. 

Yumurtlayan türlerdeyse embriyo besini, embriyonun gelişmesini sağlayan halk arasında "yumurta sarısı" olarak bilinen yağıltı (yolk) kısmından alır. Ama delikli kabuktan emilen kalsiyum da önemli bir besin kaynağıdır.

Bu arada bazı balık ve sürüngenler, bu iki stili karıştırarak kullanır. Anne yumurtaları üretir ve embriyonik gelişimin son aşamalarına kadar vücudunda tutarak onları korur. Sonrasında ise bu yumurtalar anne rahminde çatlar ve yavrular canlı olarak doğar.

Bu tip doğum yapan yavruların bulundukları yumurtaların duvarları o kadar incedir ki, yavrular dış ortamdan gelen oksijeni kullanarak nefes alabilirler. Doğum sırasındaysa artık bu yumurta kabuğu artık tamamen incelmiştir; yavru, sadece kabuk kalıntılarıyla sarılmış biçimde doğar.

Yıllardır sarı-göbekli üç parmaklı kum kertenkeleleri üzerinde çalışan Stewart ve arkadaşları, kertenkelenin rahminin yapısı ve kimyasındaki besin problemine yönelik ipuçları aramaya karar verdiler. Stewart, konuyla ilgili şunları söylüyor: 

Şimdi görebiliyoruz ki rahim, embriyoyla birleşen kalsiyumu salgılıyor. Bu, temel olarak, bir sürüngende plasentanın evriminin ilk basamağının ta kendisi!

[Dolayısıyla, bu araştırmalar ve benzerleri sayesinde artık, memelilerin sürüngenlerden nasıl evrimleşmiş olabileceğine dair en önemli parçalardan birini tamamlamış bulunmaktayız.]

Şaşırtıcı Biçimde Kolay Evrimsel Geçiş

İki doğum stilinde de bazı evrimsel ödünleşmeler bulunuyor: Yumurta dışarıdan gelen tehditlere (kuş, yırtıcılar, aşırı hava koşulları vs.) karşı savunmasızdır; ancak rahimde oluşan bebekler de anneyi çok daha fazla yıpratır. Buna karşılık, rahimde tutulan ve sonrasında canlı olarak doğan yavrular da, zorlu koşullarda çok daha rahat hayatta kalabilirler.

Yumuşak iklimlerde yaşayan kum kertenkelelerinde, anneler kendi vücutlarını ve enerjilerini korumayı, kendilerini yıpratmamayı tercih ederler ve bu sebeple embriyonun son haftalarına doğru, daha az masraflı olan yumurtlarlar, böylece rahimlerinde yavru gelişmez. Ancak dağ ikliminde yaşayan anneler zıt olarak yumurtaları vücutlarında daha uzun süre tutar, yavrularını korur ve verimliliği artırırlar. Buna karşılık kendileri daha fazla yıpranırlar; ancak evrimsel açıdan avantajlı konuma geçerler. Son olarak Steve şunları ekliyor:

Genel olarak, en azından tarihsel açıdan bakacak olursak, sürüngenlerde yumurtlamadan doğurma tipine geçmek oldukça yaygındır, çünkü bu geçiş, evrimsel olarak göreceli bir kolaylığa sahiptir. Aslında bunun karmaşık olması gerektiğini düşünmeye meyilliyiz; ancak bu evrimsel değişim, sandığımızdan çok daha kolay olabilir.