Genetik Çeşitliliğin Az Olması, Her Zaman Zararlı mıdır?

Endüstri Devrimi'nden bu yana insanlık, gezegenimiz ve onun zengin biyoçeşitliliği üzerinde derin ve genellikle geri dönüşü olmayan etkiler bırakmıştır. Bu süreçte aşırı tüketim, habitat yıkımı, kirlilik ve hızlandırılmış iklim değişikliği gibi insan kaynaklı faaliyetler, sayısız canlı türünün yok olmasına yol açmıştır. 2023 yılı itibarıyla, bu eğilimler devam etmekte ve dünya çapında birçok hayvan ve bitki türü ciddi şekilde tehdit altında bulunmaktadır. Bu durum, ekosistemlerin dengesini bozarak doğal kaynakların sürdürülebilirliğini tehlikeye atmaktadır ve gelecek nesiller için ciddi endişeler doğurmaktadır. Her ne kadar türdiriltimi gibi yenilikçi çözümler biyolojik çeşitliliği koruma çabalarında umut vaat etse de insanlık bu ciddi sorun için daha fazla çaba ve kaynak ayırmalıdır. Aksi halde, insan popülasyonunun kendisi de büyük risk altına girebilir.

Seyşeller Cennet Sinekkapanının Hikayesi

1800'lerin başlarına kadar, Hint Okyanusu'ndaki Seyşeller takımadalarındaki iç adaların en az beşinde binlerce Seyşeller cennet sinekkapanı (Terpsiphone corvina) yaşıyordu. 1960'lara gelindiğinde, bu canlılardan yalnızca 28 tanesi hayatta kalmıştı ve hepsi 10 kilometrekarelik La Digue adasında bulunmaktaydı.^[1] Böcekler ve örümceklerle beslenen bu küçük siyah kuşlar, 19. ve 20. yüzyıllarda yaşam alanı kaybı, istilacı türler ve avcılık nedeniyle büyük zarar görmüştü.

Öte yandan son yıllarda yerel koruma çabaları iyileştikçe, sayıları gittikçe artmıştır. 2023 yılı itibariyle La Digue, artık 250'den fazla Seyşeller cennet sinekkapanına ev sahipliği yapmaktadır. Dahası, yakın bölgede bulunan başka bir adada, yaşayabilir bir üreme popülasyonu insan eliyle oluşturulmuştur. Bununla birlikte takımadadaki üçüncü bir adaya da kuşun tanıtılması ve yeniden yabanileştirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. Ormanda yaşayan bu kuşlar artık kritik tehlike altında olarak kabul edilmese de nüfuslarının çöküşü genetik çeşitliliklerini büyük ölçüde azaltmıştır.^[2]

Bunun üzerine Copenhag Üniversitesi'nden evrimsel biyolog Hernán Morales, "Bu tür, genetik çeşitliliğinde bu büyük kaybı yaşamasına rağmen nasıl yok olmadı?" sorusunu sormuştur.

Dünya üzerinde yaşanan altıncı kitlesel yok oluş uyarılarının artmasıyla birlikte biyoçeşitliliğin korunması, AB gündeminde önemli bir yer edinmiştir. Dinozorların yok olduğu 65 milyon yıl önceki en son kitlesel yok oluş dahil olmak üzere önceki beş kitlesel yok oluşun aksine mevcut kitlesel yok oluş, esas olarak insan faaliyetleri sonucunda gerçekleşmektedir. Bunun nedenleri arasında gereğinden fazla arazi, su ve enerji kullanımı ve kirlilik bulunmaktadır.

Tüm ekosistemlerin ve insanlık dahil hayvan türlerinin yaşayabilirliği tehlikede olduğu için, genomik bilimi ve robotik bilim gibi dallar, biyoçeşitliliği değerlendirmede ve koruma çabalarında önem kazanmıştır.

eBird

Morales, AB'nin desteklediği bir projenin başında yer alarak Seyşeller cennet sinekkapanlarının geçmiş ve günümüzdeki genomlarını karşılaştırmıştır. Bu proje, "GENDANGERED" olarak adlandırılmış ve Mayıs 2022'ye kadar iki yıl boyunca sürdürülmüştür.^[3] Projeden elde edilen bulgular ise hayli dikkat çekicidir: Araştırma, kuşların genetik çeşitliliğinde %90 oranında bir azalma olduğunu ortaya koymuştur.

Eski ve Mevcut Örnekler

Morales, evrimsel genomik konusunda uzmanlaşmış bir bilim insanıdır. Bu alanda genellikle, bir organizmanın tam genetik yapısını içeren modern genomlar incelenir ve bu bilgiler türlerin geçmişte yaşadıkları olaylar hakkında çıkarımlar yapmak için kullanılır.

GENDANGERED projesinde Morales, yenilikçi bir yol izlemiştir: Avrupa müzelerinde bulunan 100 yıldan eski tarihi örneklerin genomlarını günümüz popülasyonlarındaki örneklerle karşılaştırmıştır. Bu araştırma, Seyşeller cennet sinekkapanı dahil olmak üzere sayıları hızla azalmakta olan 12 kuş türünü kapsamaktadır. Bilim insanlarına göre müze örnekleri, bu popülasyonların çöküş öncesi genetik durumlarını temsil etmektedir.^[4]

Bu bilgiler, söz konusu türlerin ve popülasyonlarının zaman içindeki genetik çeşitliliğinin nasıl değiştiğini anlamak için bilgisayar modelleri oluşturmakta kullanılmıştır. Araştırma, Seyşeller cennet sinekkapanlarının tarihsel olarak hiçbir zaman yüksek sayıda olmadıklarını ve diğer kuş türlerine kıyasla daha az genetik çeşitliliğe sahip olduğunu göstermiştir. Bu durum, müze materyalleri üzerinde yapılan incelemeler sayesinde ortaya çıkarılmıştır.

Çeşitlilik İkilemi; Düşük Genetik Çeşitlilik Her Zaman Dezavantajlı mıdır?

Seyşeller cennet sinekkapanı türü, nispeten düşük genetik çeşitliliği sayesinde popülasyon çöküşünden kurtulmayı başararak nadir rastlanan bir örnek oluşturmuştur. Çünkü doğadaki genetik çeşitlilik, popülasyonların evrimsel süreçlerdeki hayatta kalma ve adaptasyon yetenekleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Genetik çeşitlilik, bir popülasyonun çeşitli çevresel koşullara ve değişikliklere uyum sağlama kapasitesini artırır. Yüksek genetik çeşitlilik, popülasyonun genetik havuzunda daha geniş bir alel yelpazesi sunar, bu da evrimsel süreçlerde olumlu seçilim ve doğal seleksiyon yoluyla adaptif özelliklerin gelişimini destekler. Bu çerçevede genetik çeşitlilik, türlerin uzun vadeli evrimsel başarısı ve ekosistemlerin sağlığı için kritik bir faktördür.^[5]

Öte yandan bu türün karşı karşıya kaldığı bu durumun, Seyşeller cennet sinekkapanları için hem olumlu hem de olumsuz etkileri bulunduğunu kavramak adına incelenmesi gereken bazı önemli noktalar vardır.

İlk olarak genetik çeşitliliğin bir popülasyona etkileri olumlu, olumsuz ya da nötr olabilir. Pozitif etkiler, bir gen veya alelin popülasyonun hayatta kalmasını veya üremesini desteklediği durumlarda gözlenir. Örnek olarak bir hastalığa karşı dirençli bir gen, popülasyon içinde sağlıklı bireylerin oluşumuna ve hastalıklara karşı daha dayanıklı olmalarına katkı sağlayabilir. Olumsuz etkiler ise, genetik hastalıklara eğilimin artması veya üreme başarısının azalması şeklinde olabilir. Mesela belli bir genetik mutasyon, bireyleri çevresel stres faktörlerine karşı daha duyarlı hale getirebilir. Bir gen veya alelin popülasyonun hayatta kalması veya üremesi üzerinde herhangi bir açıkça olumlu veya olumsuz etkisi olmayan durumlar da nötr etkiler olarak tanımlanabilir.^{[6], [7]}

İkinci olarak bu araştırma, popülasyonların sayıca azalmasıyla birlikte genetik çeşitliliğin de azaldığını ve bu durumun genellikle olumsuz etki gösteren genlerin artışına yol açtığını göstermektedir. Bu olumsuz genlerin artışının en büyük sebeplerinden biri, akraba çiftleşmelerinin artmasıdır. Akraba çiftleşmeleri, çok yakın akrabalar arasında üreme anlamına gelir ve genetik çeşitliliğin azalmasına yol açar. Çünkü bu tür çiftleşmelerde, zararlı genlerin ifade edilme ve bir sonraki nesillere aktarılma olasılığı artar.

Connecting The Dots

Bu durumu yazımızın konusu olan Seyşeller cennet sinekkapanı örneği üzerinden açıklamayalım. Bu kuş türünde başlangıçta zaten düşük olan genetik çeşitlilik, popülasyonun azalmasıyla daha da düşmüştür. Fakat başlangıçta düşük genetik çeşitlilik olduğu için, popülasyon azaldığında artacak olumsuz gen sayısı da az olur. Yani bu türde başlangıçta az sayıda olumsuz gen bulunduğundan akraba içi çiftleşme nedeniyle bu olumsuz genlerin oranı artsa bile, artış miktarı nispeten daha azdır. Bu durum, paradoksal bir şekilde, popülasyonun çöküşü sırasında Seyşeller cennet sinekkapanının hayatta kalmasına yardımcı olmuştur.

Böylece Seyşeller cennet sinekkapanının neslinin tükenmesini engellemiş olabilir, fakat bu kurtuluş uzun vadede olumlu bir gelişme olarak görülmemelidir. Popülasyon sayılarının düşmesiyle olumsuz genlerin oranı artarken, olumlu ve nötr genlerin oranı ise genellikle azalma eğilimi gösterir. Bu azalan genler, özellikle nötr etkili olanlar; türlerin çevresel değişikliklere ve hastalıklara karşı adaptasyonunu sağlayan genetik çeşitlilik açısından önemlidir. Düşük genetik çeşitliliğe sahip türlerde, mesela Seyşeller cennet sinekkapanında, bu genlerin kaybı daha ciddi sonuçlar doğurabilir.

Çünkü düşük genetik çeşitlilik, türlerin gelecekteki çevresel değişikliklere uyum sağlama yeteneğini sınırlar. Seyşeller cennet sinekkapanında kalan genetik çeşitliliğin çok az olması; bu kuşların gelecekteki çevresel değişikliklere, örneğin iklim değişikliklerine veya yeni hastalıklara karşı uyum sağlama kapasitesini ciddi şekilde sınırlayabilir. Bu durum, türün uzun vadede hayatta kalma şansını azaltır ve gelecekteki varlıklarını tehlikeye atar.

Bu Bilgiler Canlıları Korumamızda Bize Nasıl Yardımcı Olabilir?

Küçük popülasyonların karşılaştığı zorluklara karşın, genetik çeşitliliği daha fazla olan büyük popülasyonların karşılaştığı farklı zorluklar bulunmaktadır. Seyşeller cennet sinekkapanı gibi düşük genetik çeşitliliğe sahip türler, popülasyonlarının azalmasından bu özellik sayesinde bazen kurtulabilirler. Fakat genetik çeşitliliği daha fazla olan ve nüfusu daha büyük olan türlerde, popülasyonun azalmasıyla birlikte neslin tükenme riski artar. Çünkü bu türlerin popülasyonu azaldıkça, olumsuz etkili genlerin sayısı artar ve bu durum, türleri daha zararlı genetik varyasyonlara maruz bırakır.

Bu tür bulgular, farklı türlerin popülasyon düşüşleri sırasında ve sonrasında ne tür yardımlara ihtiyaç duyduklarını anlamakta önemli bir rehber olabilir. Bu bilgiler sayesinde, koruma çalışmaları, bazı türlerin görünüşte iyi durumda olduğu yanılgısının ötesine geçebilir ve bu türlerin gerçekte hâlâ koruma ve destek gerektirdiği gerçeğine odaklanabilir.^[8]

Sonuç

Gezegenimizin karşı karşıya olduğu en büyük zorluklardan biri, şüphesiz biyolojik çeşitlilik kaybıdır. Bu durum, 2023 yılı itibariyle binlerce bilim insanı, akademisyen ve vahşi yaşam gönüllüsünün yoğun çalışmalarına konu olmaktadır. Teknolojinin ilerlemesi ve halkın biyoçeşitlilik kaybının yarattığı yıkıcı etkileri daha iyi anlaması ile bu alana daha fazla yatırım yapılacak ve yenilikçi teknolojiler bu alanda daha geniş bir şekilde kullanılacaktır. Fakat bu girişimlerin tez vakitte yapılması da epey önemlidir. Çünkü doğada yaratacağımız bazı etkilerin geri dönüşü çok zordur, belki de hiç başarılamayabilir. Nitekim bizler geçmişte yapılan hataları düzeltemeyebiliriz, ancak bilimin ışığında ilerleyerek geleceğimizi koruma yolunda adımlar atabiliriz.