Gelişim ve Evrimde Tersinir ve Tersinmez Değişimler: Evrimde, Anlamlı Bir Değişim Nasıl Yaşanıyor?

Canlılar, zaman içinde değişiyorlar. Bu, Antik Yunan zamanından beri fark edilmiş bir gerçek. Ancak bu değişimin boyutları ve nasıl yaşandığının keşfedilmesi 2 milenyum kadar sürdü ve Charles Darwin tarafından yapıldı. Hatta o bile, genlerden bihaber olduğu için tam olarak doğru bir izah geliştirememişti; ancak öngördüğü birçok tespit, genetik biliminin ortaya çıkmasıyla tamamen doğrulandı ve Darwin'in ne kadar büyük bir bilim insanı olduğu anlaşılmış oldu.

Bugün biliyoruz ki canlılardaki değişim, 2 şekilde oluyor: Bunlardan ilki, bir bireyin ömrü içindeki değişimler, yani gelişim. Doğumunuzdan ölümünüze kadar geçen süredeki bütün değişimler bu kategoride değerlendiriliyor. İkincisi ise, popülasyonların nesiller içindeki değişimi, yani evrim. Bir türü tanımlayan özelliklerin ve bu özelliklerin dağılımının tek bir nesil geçtikten sonraki en ufak değişimleri bile evrimsel değişim kapsamına giriyor.

Gelişimsel değişimleri kabaca ikiye ayırmak mümkün: Kalıcı değişimler ve tersinebilir değişimler. Kalıcı değişimler, yaşınızın ilerlemesi veya hücrelerinizde giderek daha fazla mutasyonun birikmesi gibi, zamanla tersine dönmeyen değişimlerdir. Buna bağlı olarak yaşlanırsınız, vücudunuz değişir, beyniniz gelişir, organlarınız eskir ve ömrünüzü tamamlarsınız. Tersinebilir değişimler ise, içinde bulunduğunuz çevrenin anlık değişimlerine vücudunuzun gösterdiği tepkilerdir. Mesela güneş altında çok kalırsanız, deriniz bronzlaşır. Ama güneş almayı keserseniz, deriniz eski rengine dönecektir. Yeni bir virüs ile tanıştığınızda savunma sisteminiz gelişir; ancak o virüs ortadan kalkınca, bir süre sonra direncinizi kaybedebilirsiniz. Bunlara modifikasyon adını veriyoruz ve bunların hiçbiri evrimsel değişimler değil. Hiçbiri gelecek nesle aktarılmaz veya aktarılsa da, epigenetik gibi çok kısıtlı bazı mekanizmalar çerçevesinde aktarılır. Yani güneş altında kalan bir bireyin yavrusu bronz tenli doğmaz. Kuyruğu sürekli kesilen bir farenin veya penis derisi sürekli kesilen erkeklerin yavruları kuyruksuz veya penis derisiz doğmaz.

Evrimsel değişimlerin ise, çok ufak bir kısmı hariç, hiçbiri tersinebilir değildir. fakat evrimsel değişimler sürekli gelecek nesillere aktarıldığı için, birikimli bir doğaya sahiptir. Yani değişmiş bir özellik gelecek nesle daha sık aktarıldığında, daha önceden değişmiş bir özellik eski haline dönmüyor. Değişimler, nesiller geçtikçe birikiyor. Bu da türlerin sürekli değişmesine sebep oluyor. Hangi özelliklerin aktarılacağı, popülasyon içindeki çeşitlilik arasından çevreyle en uyumlu bireylerin daha kolay hayatta kalması ve daha çok üremesi ile belirleniyor. Daha uyumsuz olanlar eleniyor, daha uyumlu olanlar geleceğe daha çok yavru bırakıyor. Yani seçilim işliyor. İşte bu şekilde, avantajlı olup da popülasyon içinde giderek yaygınlaşan kalıtsal özelliklere adaptasyon diyoruz.

Yani bir türe ait tek bir birey veya birkaç birey, değişen çevre şartlarına anlık vücut tepkileriyle, tersinir bir şekilde uyum sağladığında modifikasyon geçirmiş oluyor. Ama nesiller içinde, türün genel özellikleri, tersinmez bir şekilde, seçilim baskısı altında çevreyle daha uyumlu hale geldiğinde adaptasyon yaşanmış oluyor. Bu nedenle kimi zaman duyabileceğiniz "Senin dediğin evrim değil, adaptasyon." lafı tamamen yanlış. Zaten adaptasyon, doğal seçilim yoluyla evrimleşmiş özellik demek. Adaptasyon olan her değişim, evrimin sonucu olmak zorunda. Ama her evrimsel değişim adaptasyon olmayabilir; çünkü bazen bilim insanları doğal seçilim yoluyla olmayan, mesela genetik sürüklenme yoluyla evrimleşen özelliklere adaptasyon demeyi tercih etmiyorlar. Bu nedenle adaptasyon olmayan evrimsel değişimler de bulunuyor.

Peki evrimleşen özellikler nasıl ortaya çıkıyor? Bunun çok fazla sayıda yolu var. Örneğin eşeyli üreyen canlılarda, anne ve babadan gelen genler üreme hücrelerinin oluşumu öncesinde rastgele karıştırıldığı için üreme sonrasında yepyeni genetik kombinasyonlar oluşabiliyor. Veya şu anda genlerinizin %50 kadarını oluşturan sıçrayan gen elemanları, yani transpozonların etkisi de önemli. Bu transpozonlar, kromozomunuz içinde rastgele sıçramalar yaparak, yepyeni genler yaratabiliyorlar veya yeni gen kombinasyonlarını doğurabiliyorlar. Yani genleri değiştiren birçok mekanizma bilinmekte; ancak bunlardan en meşhur olanı tabii ki mutasyonlar. Şu anda bu yazıyı okurken bile yüz binlerce hücrenizde mutasyonlar meydana geliyor. Hücresel mekanizmalarınız, bunların neredeyse tamamını düzeltiyorlar; ancak zaman geçtikçe bunlardan bazıları gözden kaçıyor ve düzeltilemiyor. Böylece kalıtsal hale gelebiliyorlar.

Bu mutasyonların büyük bir kısmı, yani yaklaşık %70 kadarı, canlıda hiçbir değişime neden olmuyor. Bunlara nötr mutasyonlar diyoruz. Nötr mutasyonlar zamanla başka nötr mutasyonlarla bir araya gelerek veya kendi ek mutasyonların etkisiyle etkili hale gelebiliyorlar. Geriye kalan %30'luk kısım canlıda ani değişimlere, mesela fiziksel görünümün değişmesine veya hücresel fonksiyonların farklılaşmasına sebep oluyor ve bu değişimler, bir önceki videoda söz ettiğimiz uyum başarısını etkiliyor. Mutasyonlar her an çevremizde bulunan radyasyonun, hücrelerimizdeki mutajen isimli kimyasalların ve hücresel kromozom kopyalama hatalarının tamamen rastgele bir ürünü olduğu için, ani etkili değişimler genellikle zararlı sonuçlar doğuruyorlar ve uyum başarısını düşürdükleri için doğal seçilim ile eleniyorlar. Bu nedenle etkileri çok daha kısıtlı oluyor.

Ama bir mutasyon ola ki faydalı etkiye sahip olursa, doğal seçilim ile gelecek nesle daha çok aktarılıyor ve bu azınlıkta olan mutasyonların etkisi, genel ortalamada çok daha şiddetli bir şekilde görülüyor. Yani seçilim, faydalı mutasyonları sürekli kayırıyor, zararlıları ise durmadan eliyor gibi düşünebilirsiniz.

Ancak vücudunuzun herhangi bir yerinde meydana gelen her mutasyonun evrimsel anlamı yok. Yani karaciğerinizde bir mutasyon meydana geldiğinde, bu mutasyon kalıcı olsa bile gelecek nesle aktarılmıyor. Bireye yapılan değişimlerin kalıtımsal anlama sahip olabilmesi için, kabaca 4 yerde meydana gelmesi gerekir:

• sperm ve yumurta gibi üreme hücreleri,
• bu hücreleri üreten üreme sistemi dokuları ve organları,
• sperm ve yumurtanın birleşmesinden oluşan ilk hücre (yani zigot) ve
• bu zigottan oluşan ilk birkaç yüz hücre...

Bunlarda meydana gelen değişimler eğer ki genetik yapıyı değiştiriyorsa, gelecek nesillere de aktarılacaktır; çünkü gelecek nesiller bu hücreler sayesinde üretilir. Yapılan araştırmalar, her bir bireyin ebeveynlerinden ortalamada 60 farklı mutasyon ile doğduğunu gösteriyor. Yani mutasyonlar, kimi zaman lanse edildikleri gibi öcü değiller. Tam tersine, evrimsel adaptasyonların hammaddesi konumundalar. Mutasyonlar ve evrimin diğer çeşitlilik mekanizmaları yepyeni genler doğabiliyor ve bunlardan uyumlu olanlar sürekli seçilerek türün değişmesini sağlıyor. Mutasyonların sadece bir kısmı kanser veya organ çoklanması gibi büyük, ani ve yıkıcı değişimlere sebep oluyor; bunlar da popülasyondan genellikle hızla eleniyorlar.

Gelişim ile evrim arasındaki farkı bilmek, hangi değişimlerin tersinir, hangilerinin kalıcı olduğunu anlamak, çeşitliliğin nasıl yaratıldığını ve popülasyon içinde nasıl yayıldığını anlamak, türlerin nereden geldiğini ve durmaksızın nasıl değiştiğini anlamak yolunda çok önemli bir kilometre taşı. Yani anlamanız gereken, bir canlı "Aaa şimdi uzun boylu olmalıyım." deyip de, evrimleşmesi gerektiğini anladığı veya bildiği için evrimleşmiyor. Çevre değiştiğinde, tür içindeki çeşitliliği yaratan genetik ve fiziksel kombinasyonlar adeta bir sınavdan geçiyorlar. Başarılı olanlar gelecek nesle daha çok yavru bırakıyor, diğerleri eleniyor. Böylece o türü tanımlayan parametreler, nesiller içinde yavaş yavaş değişiyor.

Yani bir fiziksel değişim olup da sonradan bu değişim genlere işlenmiyor. Tam tersine, değişim önce genler düzeyinde yaşanıyor, sonra seçilim ile popülasyona yavaş yavaş yayılıyor. Ve unutmayın: Bu, birçok durumda başarılı olamıyor, yani çevre değişmesine rağmen tür içinde yeterince uygun çeşitlilik bulunmuyor veya yeni çevrenin tür üzerindeki baskısı, türün adapte olamayacağı kadar şiddetli olabiliyor. Bu durumda türler, yok oluyorlar.

Tıpkı bugüne kadar var olmuş bütün türlerin %99.9'undan fazlasının yok olmuş olması gibi...