İnsan ile Diğer Canlıların Genom Kıyaslaması ve Benzerlik Miktarları

Bu yazının içerik özgünlüğü henüz kategorize edilmemiştir. Eğer merak ediyorsanız ve/veya belirtilmesini istiyorsanız, gözden geçirmemiz ve içerik özgünlüğünü belirlememiz için evrimagaci@gmail.com üzerinden bize ulaşabilirsiniz.

İnternette kimi zaman "İnsanlarla sineklerin de genlerinin %60'ı benzer, demek ki sinekten geliyoruz." ya da "Patateslerin de 48 kromozomu var, şempanzelerin de; belki de patatesten geldik." gibi düşük seviyeli ama halkın kafasını karıştırabilecek argümanlar görmek mümkündür. Bu yazımızda, bu argümanların hatalarını izah edeceğiz.

İlk olarak, genetik benzerlik oranları, genom haritası çıkarılan canlıların bütün genetik özelliklerinin nükleotit-nükleotide karşılaştırılması sonucu elde edilir. Proteogenomik gibi proteinlerin genetik özelliklerini inceleyen bilim dalları, proteinler arası benzerlik oranlarını yayınlayabilirler. Bu bilgiler, canlıların toplamda karşılaştırmak için yeterli değildir. Çünkü yakınsak evrim (İng: "convergent evolution") dediğimiz bir olay vardır: Bu olaya göre, birbiriyle uzak akraba olan türler, birbirinden bağımsız olarak benzer özellikleri/molekülleri evrimleştirebilirler. Örneğin yarasalar ile kuşların sınıfları bile aynı değildir; ancak ikisi de, birbirlerinden bağımsız olarak kanatlar evrimleştirmiştir. Balinalar ile modern balıklar arasında ata-torun ilişkisi yoktur; ancak her ikisinde de, bağımsız olarak, yüzgeçler evrimleşmiştir. İşte buna, yakınsak evrim denir. Art niyetli kişiler, kimi zaman türler arasındaki yakınsak evrimden kaynaklı bu benzerlikleri, evrimsel akrabalığın izi olarak gösterirler. İlginç bir şekilde aynı kişiler, türler arası benzerlikler bulunmasının evrime kanıt olamayacağını savunurlar. Sanıyoruz artık bir karar vermeleri gerekiyor. Uzun lafın kısası, bu noktada bilmeniz gereken, başvurmanız gereken genetik kıyas yönteminin nükleotit veya gen bazlı kıyaslamalar olması gerektiğidir.

İşte bu şekilde yapılan genomik kıyaslamalar sonucu, nükleotit nükleotide, bütün genler birbiriyle karşılaştırılır, nerelerde, ne gibi mutasyonlar ve değişimler olduğu ortaya çıkarılır. Sonrasında da, bu değişen genler ile sabit kalan genler hesaplanır ve türler arası akrabalık ilişkileri ve ortak atadan ne kadar geçmiş zamanda ayrıldıkları ortaya çıkarılır.

İki türün genomik haritaları birbirlerine çok benzerse, bu iki tür yakın akrabadır denir ve bu iki türün ortak atası, diğer canlılarla olan ortak atalarına göre daha yakın bir zamanda yaşamıştır ve bu iki tür, bu ortak atadan daha yakın zamanda farklılaşmıştır / evrimleşmiştir / türleşmiştir. Eğer ki genetik haritalarındaki benzerlik oranı düşükse, o zaman bu iki tür akrabadır; ancak uzak akrabadır (unutmayın ki tüm türler birbirleriyle yakın ya da uzak da olsa, akrabadır ve mutlaka bir noktada ortak bir ataları vardır!)  denir ve bu iki türün ortak atası, genetik benzerliği yüksek olan tür ile yaşayan ortak atadan çok daha eski bir dönemde yaşamıştır. Şimdi, gelin insan (Homo sapiens sapiens) ile başka türlerin genetik olarak benzerlik miktarlarına bakalım:

 

Türler Arası Genom Kıyaslaması

HomoloGene, Ulusal Biyoteknoloji Bilgileri Merkezi'nin internet sitesindeki çok sayıda arama motorundan birisidir. Bu sitede, bugüne kadar genetik haritası çıkarılmış ve en az 10.000 geni tanımlanmış olan tüm türlerin birbirleriyle ortak (homolog) olan genlerini inceleyebilirsiniz.

Bu sitede yapacağınız arama ile, türlerin genom büyüklüğüne de erişebilirsiniz. Örneğin Homo sapiens (İnsan) türünün 3.257.319.537 adet nükleotidi varken, Danio rerio (Zebra balığı) türünün 1.442.815.812 nükleotidi vardır. Burada yeri gelmişken söyleyelim ve yazımızın başındaki mitlerden birini çürütelim: Genom büyüklüğünün (toplam nükleotit sayısının), evrimleşmişlik ya da gelişmişlikle bir ilgisi yoktur, buna bağlı olarak, tür akrabalığında doğrudan bir kıstas olarak kullanılamaz! Dolayısıyla şempanzeler ile patateslerin eşit sayıda kromozoma sahip olması (her ikisinde de 48 kromozom), E. coli bakterisi ile S. cerevisiae mantarının benzer sayıda gene sahip olması (her ikisinde de 5300-6200 arası gen bulunur), Columba livia güvercinleri ile Glycine max soya fasulyelerinin genom büyüklüğünün benzer olması (1100-1300 milyon baz) doğrudan akrabalık ilişkisini ortaya koymaz. Bu bilgi, kimi zaman akrabalıkla ilgili bir ön fikir sağlayabilse de, çoğunlukla doğrudan bir kıyaslamada kullanılamaz! İşte bu nedenle, evrimsel biyolojiyi alaya almaya çalışanların argümanları bilimsel olarak geçersizdir.

İki türün akrabalık ilişkisini belirlemek için, türlerin ortak olan nükleotit veya gen sayısına bakıp, basit bir matematiksel işlem yapılabilir. Bu kıyasın nasıl yapıldığını ve kullanılan farklı yöntemleri buradaki yazımızda daha detaylı olarak anlatmıştık. Ancak bu noktada altını çizmek istediğimiz şu: Her araştırma grubu türleri kıyaslamak için farklı yöntemler kullanabilir. Dahası, genom çalışmaları her zaman mutlak sonuçlar vermez; örneğin kıyasın yapımında kullanılan bireylerin spesifik özellikleri (örneğin tek bir nükleotitte görülen mutasyonlardan doğan farklılıkları), sonucu az bir miktar da olsa değiştirebilmektedir. Araştırmacıların deneylerinde ne kadar titiz oldukları da önemlidir: Titizlik, iyidir ve sonuçların güvenilirliğini arttırır; ancak aşırı titizlik, deneylerin aşırı uzun zaman almasına neden olabilir. Bu nedenle her deneyde hata payları da matematiksel olarak hesaplanıp, akademik makalelerde ilan edilir.

Dolayısıyla farklı şartlar altında tekrarlanarak, konsensus genom adı verilen, en güvenilir sonuçlara ulaşılmaktadır. Bu sebeple, benzerlik oranlarını tek bir sayı ile mutlak olarak değil, araştırmacıların hata payları ve yöntemleri göz önüne alınarak, bir aralık olarak verilmektedir. 

 

İnsanın Diğer Canlılar ile Akrabalığı

Modern araştırmaların gösterdiğine göre, insanın diğer türlerle akrabalık oranları şu şekildedir:

 

  • Homo neanderthalensis (Neandertal İnsanı): %98-99
  • Pan troglodytes (Şempanze): %86-98
  • Pan paniscus (Bonobo): %88-96
  • Canis familiaris (Köpek): %86-90
  • Felis catus (Kedi): %88-91
  • Bos taurus (Sığır): %75-87
  • Mus musculus (Ev Faresi): %70-85
  • Rattus norvegicus (Sıçan): %72-87
  • Gallus gallus (Tavuk): %57-68
  • Danio rerio (Zebra Balığı): %74-78
  • Drosophila melanogaster (Meyve Sineği): %58-64
  • Arabidopsis thaliana (Turpgiller'den): %50-65
  • Musa sp. (Muz): %58-62
  • Oryza sativa (Pirinç): %45-62
  • Anopheles gambiae (Sivrisinek): %36-44
  • Magnaporthe grisea (Pirinç Mantarı): %32-36
  • Neurospora crassa (Ekmek Mantarı): %31-35
  • Narcissus sp. (Nergis): %25-35
  • Chlamydomonas reinhardtii (Su Yosunu, Alg): %25-35
  • Caenorhabditis elegans (Yuvarlak Solucan): %24-28
  • Saccharomyces cerevisiae (Ekmek Mayası): %21-24
  • Kluyveromyces lactis (Kluyveromyces Mayası): %21-24
  • Eremothecium gossypii (Mantar): %18-22
  • Schizosaccharomyces pombe (Fisyon Mayası): %14-18
  • Plasmodium falciparum (Plazmodyum): %1-5

 

Gördüğünüz gibi, Evrim Ağacı basamaklarında aşağı inildikçe, insan ile diğer türlerin arası açılmaktadır. Çünkü bir şempanze ile insan, çok yakın akraba iken, bir plazmodyum ile insanın ortak atası, bundan yüz milyonlarca yıl önce yaşamıştır. Bu, insan plazmodyumdan evrimleşmiş bir türdür demek değildir. Doğrusu şudur: İnsana kadar gelecek olan kol (lineage) plazmodyum ile olan ortak bir atadan 1.78 milyar yıl önce ayrılmıştır; ancak o ayrımdan sonra, her iki türe doğru gidecek olan koldan da, yüzlerce, binlerce, milyonlarca bambaşka tür ayrılıp evrimleşmiştir. Yani 1.78 milyar yıl önce yaşayan, insan ile plazmodyumun ortak atası olan bu tür, ne günümüz plazmodyumuna, ne de günümüz insanına benzemektedir. Her ikisiyle de doğrudan alakası bile yoktur.

Evrim Ağacı üzerinde geçmişte yaşamış herhangi bir türü ele alabilirsiniz. Bu türün tüm torunlarını takip edecek olursanız, eğer günümüze kadar ulaşabilmiş bir soy hattı varsa, bambaşka türlere ayrılmış olduğunu göreceksiniz. Tıpkı bir ağacın gövdesinden birçok büyük dalın çıkması, bu büyük dallardan daha ufak dallar ayrılması, o ufak dallar üzerinde de daha da ufak dallar bulunması gibi... Ele alacağınız eski bir ortak atadan dallanan bu kollardan biri, arada binlerce türün ayrım noktasından geçerek günümüzdeki türlere kadar gelecektir. Bu yolda ayrıldığını söylediğimiz dallar, farklı türlere doğru gidecek, kimisinin soyu tükenecek, kimisi günümüze kadar gelecektir. Bu türler, günümüzdeki türlerin "kuzeni" olarak anılırlar. İşte ortak atadan evrimleşme dediğimiz kavram budur ve bu evrimin tümünü gösteren şemaya Evrim Ağacı denir.

 

İnsana Giden Evrimsel Yolak

İşte genomik kıyaslamada plazmodyum ile bu kadar az genetik benzerliğimiz olması, ortak atamızın diğer türlere göre çok çok eski bir zamanda, belki milyarlarca yıl önce yaşadığını göstermektedir. Ancak listenin daha üzerindeki türlere baktığımızda ve nihayetinde şempanzeler ile bonobolara, Neandertallere geldiğimizde benzerliklerin gittikçe arttığını ve %100'e yaklaştığını görürürüz. Bu, Evrim Ağacı'nda gittikçe daha yakın dallara ulaştığımız anlamına gelmektedir. Gerçekten de insanlar ile Neandertaller 200.000 yıl kadar önce, insanlar ile şempanzeler 6 milyon yıl kadar önce, insanlar ile goriller 8 milyon yıl kadar önce, insanlar ile orangutanlar 12 milyon yıl kadar önce birbirlerinden ayrılmışlardır.

Tabii bu ayrılma sonucunda her seferinde "insan" türü oluşmaz. Kronolojik sırayla gelecek olursak, orangutanlar ile insanlar, şempanzeler ve goriller üçlüsünün atası olan tür 12 milyon yıl önce iki dala ayrılmıştır. Bu ata ne orangutana benzer, ne insana, ne şempanzeye, ne de gorile. Ancak 12 milyon yıllık evrim sonucunda, popülasyonun bölündüğü iki daldan biri günümüz orangutanlarına giden kol olmuştur. Ortak atanın kalan kısmı ise, farklı bir yönde evrim geçirmiştir. Aradan 4 milyon yıl geçtikten sonra, doğal olarak tür, 4 milyon yıl önceki atasından (orangutanlarla ortak olan atadan) oldukça farklılaşmıştır, zaten bu yüzden orangutanların ayrıldığını söyleriz. Ancak 4 milyon yıl sonra, yani günümüzden 8 milyon yıl önce yeni bir türleşme başlamıştır. Yine popülasyon bölünmüş, ya da Evrim Mekanizmaları ve Türleşme yazı dizilerimizde açıkladığımız olaylar sonucu popülasyon içerisindeki evrim dallanarak farklı yönlere gitmeye başlamıştır. İşte bu noktada, goriller ayrılmaktadır. İki koldan biri, 8 milyon yıl boyunca evrimleşerek ve arada onlarca tür geçirerek günümüz gorillerine evrimleşmiştir. Diğer kol da yoluna devam etmiş ve 2 milyon yıl sonra, yani günümüzden 6 milyon yıl önce bir dallanma daha yaşamıştır. Bu dallanma sonucunda popülasyon yine ikiye ayrılmış (ya da daha fazlasına, ama diğer kolların soyu tükenmiştir) ve şempanzeler ile insanlar birbirinden ayrılmıştır. Evrim 6 milyon yıl daha sürmüş, şempanze kolunda yaklaşık 2 milyon yıl önce bir kere daha dallanarak bonobolar ile günümüz şempanzelerini (dolayısıyla aslında bu ayrılmadan önceki şempanzelere "şempanze" demek doğru değildir çünkü onlar günümüz şempanzelerinin atasıdır) oluşturmuştur. Diğer kol ise 6 milyon yıl boyunca pek çok defa dallanmış, bildiğimiz kadarıyla 25 farklı tür oluşturmuş ve bunlardan biri 200.000 yıl kadar önce dallanarak ayrılan Homo sapiens, yani modern insan türü olmuştur.

İşte bu, son 12 milyon yıllık evrimimizin genel bir özetidir.


Kaynaklar ve İleri Okuma:

  1. Genome Size and Number of Genes: No Relationship
  2. NCBI
  3. Nature
  4. Nature - 2
  5. Science
  6. Science - 2
  7. Human Evolutionary Genetics
  8. Bonobo
  9. Neanderthal
  10. Business Insider
  11. ScienceDaily
  12. PLoS
  13. Genome
  14. NASA
  15. National Geographic - 1

"Evrim Ağacı" Nedir, Nasıl Tasarlanır? Soy Ağaçları ile Evrim Ağacı Arasındaki İlişki Üzerine...

Abiyogenez - 1: Kimyasal Evrim, Canlılık ve Cansızlık Tanımları

Yazar

Çağrı Mert Bakırcı

Çağrı Mert Bakırcı

Yazar

Evrim Ağacı'nın kurucusu ve idari sorumlusudur. Popüler bilim yazarı ve anlatıcısıdır. Doktorasını Texas Tech Üniversitesi'nden almıştır. Araştırma konuları evrimsel robotik, yapay zeka ve teorik/matematiksel evrimdir.

Konuyla Alakalı İçerikler
  • Anasayfa
  • Gece Modu

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
Geri Bildirim