Hızlı Evrim: Bazı Türler Darwin'in Tahmin Ettiğinden Çok Daha Hızlı Evrimleşiyor ve Türler, Gözümüzün Önünde Değişiyor!

1970'lerin sonunda bir yüksek lisans öğrencisi olan David Reznick, Evrim Teorisi'nin kritik bir bölümünü test etmek için, mütevazı bir araştırmaya koyuldu. Reznick, Charles Darwin'in varoluş mücadelesi kavramını, özellikle de av-avcı etkileşimlerinin yeni türlerin evrimini nasıl şekillendirdiğini incelemek istedi. Hevesli ve hırslı bir şekilde, bunu vahşi doğada yapmayı amaçladı. Şu anda Riverside'daki Kaliforniya Üniversitesi'nde evrimsel biyolog olan Reznick, "Evrimin gerçekleşmesini izlemek istedim." diyor.

Bu nedenle, aradığı lepistesleri bulmak için, 1978 yılında Trinidad'a gitti. Bir defter kağıdına işlediği bir topografik harita ile, bu Karayip adasının engebeli Kuzey Sırtları bölgesine yöneldi. Ciyaklayan kuşlar, rengarenk kelebekler ve böcekler arasında ve tropik ağaçlardan oluşan bir gölgelik altında çalışarak, dişileri her üç ila dört haftada bir düzinelerce bebek doğurabilecek kadar üretken renkli balık türü olan lepisteslerden 1.600 adet topladı. Reznick, yırtıcı hayvanların lepisteslerdeki genetik adaptasyonu kısa bir süre içinde tetikleyip tetikleyemeyeceğini merak ediyordu.

Bu yaptığı, o dönemde umut verici bir deney olarak görülmüyordu. Bir asır öncesine kadar Darwin, evrimin yeni türler üretmesi için on binlerce veya yüz binlerce nesil geçmesi gerektiğini varsaymıştı. Ona göre evrim, o kadar yavaş bir süreçti ki, aslında görünmez bile sayılabilirdi. Reznick, 1974'te yüksek lisansa başladığında, bu varsayım hala geçerliydi. Bilim insanları, kontrollü laboratuvar deneylerinde evrimi incelemişlerdi; ancak bunun insan yaşamı boyunca doğal bir ortamda gerçekleşmesini izlemek, en iyi ihtimalle olanaksız, daha büyük olasılıkla da imkansız olarak görülüyordu. Reznick şöyle diyor:

Kariyerimi, çevreyi değiştirmeniz halinde işlerin zaman içinde önemli ölçüde değiştiğini görebileceğiniz fikrine bağlamıştım. İnsanlar tezimin "sevimli" olduğunu düşündüler, ancak sonuçları görecek kadar uzun yaşayacağımdan şüpheleri vardı.

Bu şüphelerin onu yolundan döndüremediği Reznick, teorisini test etmek için 1981'de korkusuzca Trinidad'ın hızlı akıntılarına döndü. Lepistesleri agresif, geniş ağızlı bir balık türü olan çiklitleri uzaklaştırmak zorunda kaldıkları bir bölgeden, yırtıcıların ve başka lepisteslerin olmadığı yeni bir bölgeye aktardı. Reznick, ayrıca çiklitleri yırtıcı hayvanların bulunmadığı lepistes alanlarına da götürdü.

Dört yıl içinde (yani sadece 6-8 nesil içinde) erkek lepisteslerin üreme modellerini önemli ölçüde değiştirdiğini keşfetti. Çok sayıda avcıların bulunduğu bölgeden yırtıcıların olmadığı bir dereye nakledilenler daha büyüktü, daha geç olgunlaşıyorlardı ve daha yavaş çoğalıyorlardı. Reznick'in avcıları götürdüğü yerde, lepistesler daha erken yaşta olgunlaşarak adapte oldular. Hayatta kalmak, daha fazla bebek doğurma yarışına dönüşmüştü. Reznick'in deyimiyle:

Ölüm riski, organizmaların hayatta kalmak için kaynakları tahsis etme yöntemlerini değiştirir.

Hükümet tarafından finanse edilen araştırmasının sonuçları, bilimdeki en gurur verici anlarından biri olarak adlandırdığı şeye yol açtı: "Sam Amca, öldüklerinde lepisteslerin kaç yaşında olduklarını öğrenmek için 97.000$ harcıyor." başlıklı bir National Enquirer hikayesi [E.N. National Enquirer, muhafazakarlar ve gericiler arasında popüler bir yayındır].

"Aslında, bundan çok daha fazlasını öğrendim." diyerek gülüyor Reznick. Lepisteslerle yaptığı çalışma, türlerin ne kadar hızlı evrimleşebileceği konusundaki düşüncesini değiştirdi. Ve bilim insanlarının evrim hakkındaki düşüncelerinde bir paradigma değişikliğinin başlamasına yardımcı oldu.

Reznick'in Trinidad'a ilk seyahatinden bu yana geçen on yıllarda, diğer çalışmalar, bilim insanlarının "hızlı evrim" olarak adlandırdığı, adaptasyona doğru hızlı bir ilerleme olduğunu gösterdi. Bir zamanlar evrimin binlerce yıl gerektirdiğini varsayan araştırmacılar, artık türlerin sadece on yıllar içinde, hatta daha kısa zaman dilimlerinde adapte olduklarını belgeliyorlar. Örneğin, 1863'te Londra Metrosu'nu kolonileştiren sivrisinekler, artık o kadar farklıdır ki, yer üstündeki akrabalarıyla artık çiftleşemezler. Alaska'dan Kaliforniya'ya kadar 1920'lerde ticari balıkçılıktaki artıştan ötürü Çinok somonu, sadece 1 insan nesli içinde küçüldü ve daha kısa ömürlü hâle geldi. Adaptasyon, yaşamlarımızda burnumuzun dibinde gerçekleşiyor.

Son zamanlarda, evrimsel biyolog Yoel Stuart, Florida'nın Indian Nehri Lagünü adalarındaki yeşil anol kertenkelelerinin kahverengi anol istilasına uyum sağlamak için sadece 20 nesle ihtiyaç duyduğunu keşfetti. İstilacılar tarafından daha yüksek tüneklere sürülen yeşil anoller, sadece 15 yıl içinde, daha fazla pullu geniş ayak parmağı pedleri geliştirerek dallara tutunma konusunda daha iyi hale geldi. Şu anda Austin'deki Texas Üniversitesi'nde bulunan Stuart, bunun "gözlemlenebilir zaman ölçeklerinde evrimsel değişimin" bariz bir kanıtı olduğunu söylüyor.

Çevremizde meydana gelen olağanüstü adaptasyonların çoğu, bizden kaynaklanıyor olabilir. İnsan faaliyeti iklim yapısını bozup habitatları değiştirdikçe, hızlı evrim, hayatta kalmak için giderek yaygınlaşan bir strateji olarak görünüyor.

Artan sıcaklıkların alaca baykuşlar üzerindeki etkisi, vahşi bir popülasyonda iklim değişikliğine adaptasyonun belgelenmiş ilk örneklerinden biridir. Fin kuşbilimci Patrik Karell ve diğerleri, 2011 yılında yaptıkları bir çalışmada, baykuşların renklerinin Finlandiya'da ısınan kışlara tepki olarak değiştiğini keşfettiler.

Alaca baykuşlar soluk gri ve kırmızımsı kahverengi olmak üzere iki renkte olabilir. Yakın zamana kadar, doğal seçilim baykuşlara karlı bir ortamda hayatta kalma şansı veren soluk tonları tercih ediyordu. Kışlar ılımanlaştıkça Karell, kırmızımsı kahverengi baykuşların oranında sürekli bir artış olduğunu fark etti.

Hemen göze çarpmayan değişiklikler bile, organizmaların nasıl evrimleştiğini şekillendirir.

Türler, Darwin'in hayal bile edemeyeceği hızlarda evrim geçiriyor. Ancak tüm türler, zarardan kaçınabilecek kadar hızlı adapte olamıyor. Yabancı bir tür bir ekosisteme girdiğinde, yerli türler genellikle yabancı istilacıya karşı savunmak için yeterli donanıma sahip değillerdir. Reznick'in söylediğine göre, örneğin Kuzey Amerika'daki dişbudak ağaçları, Asya'dan geldiğinde zümrüt dişbudak kurduna karşı koruma sağlamak için "evrimsel uyum imkanlarından" yoksundu. Sonuç olarak, kıtadaki on milyonlarca dişbudak ağacı, tahta sandıklar veya paletler aracılığıyla ABD'ye ulaştığı düşünülen bu yeşil böcek tarafından tehdit edildi.

Günümüzün evrimsel biyologları, türlerin adaptasyonunu daha önce hiç olmadığı kadar inceleyebilecek analitik güce sahiptir. Moleküler biyolojideki gelişmeler, organizmaların yeni koşullara adapte olurken atalarından farklılaşmalarına yardımcı olan genleri tanımlamalarına olanak tanıyor. Örneğin, Harvard Tıp Fakültesi ve Princeton'daki bazı bilim insanları, Darwin'e evrim teorisinin ilk ipuçlarını veren Galapagos ispinozlarının gagalarını şekillendiren anahtar gen olarak BMP4'ü tanımladı. Reznick’in de dediği gibi:

Artık evrimi, fosil kayıtlardaki tarihsel ayak izlerinden veya tozlu güve koleksiyonlarından öğrenmek zorunda değiliz.

Reznick ve ekibi, Trinidad'ın tropikal nehirlerine lepistes nakletmeye devam ediyor. DNA analizi gibi diğer yeni evrimsel biyoloji araçlarının yanı sıra, Reznick'in lepistesleri daha sonra daha kolay yakalayabilmek amacıyla işaretlemek için geliştirdiği bir teknik kullanıyorlar. Bu işaretleme yöntemi, ekibinin lepisteslerin soyağacını yeniden oluşturmasına ve üreme potansiyellerini ölçmesine olanak tanıyor. Araştırma, av-avcı etkileşimlerinin evrimleşen türleri nasıl şekillendirdiğiyle ilgili soruları yanıtlamakla kalmayıp, yeni sorular da ortaya çıkardı: Çevre güçleri lepistesleri değiştirebiliyorsa, lepistesler tek başına da ekosistemlerini değiştirebilir mi? Reznick, merakını gidermek için dikkatini ekolojik ve evrimsel süreçlerin nasıl etkileşime girdiğine çevirdi.

Şimdi sadece lepistesleri değil, etkileşimin ekosistemi nasıl değiştirdiğini görmek için avcıları da izliyor. Ekibi, lepisteslerin yırtıcı hayvanlara nasıl uyum sağladığını ve ekolojik sebep-sonuç ilişkileri olan lepisteslere tepki olarak yırtıcıların nasıl evrimleştiğini bilmek istiyor.

Hiç kimsenin düşünmediği şey, geride kalan hayvanların ve bitkilerin evrimleşmiş ve yırtıcılar ortadan kaldırılmadan önceki hallerinden farklılaşmış olabileceğidir.

Ekolojik restorasyon denen bu olgu, istilacı türler, doğal seçilim ve en dayanıklı olan hayatta kaldığında, başka nelerin değiştiği hakkındaki temel soruları gündeme getiriyor.

Doğal ortamlarda türlerin hızlı evrimini belgelemek, Darwin'in "gizemlerin gizemini" gerçek zamanlı bir şekilde takip edilebilecek, bilimsel bir maceraya dönüştürüyor. Reznick, evrimin gerçekleşmesini izlemeyi başardıysa da, daha önceki hesaplamalarının, türlerin doğaya ne kadar hızlı uyum sağladığını hafife aldığını düşünmeye başlıyor:

Asıl heyecan verici olan, evrimi dünyanın nasıl değiştiğiyle ilgili düşüncelerimize dâhil etmenin artık mümkün olması.