Kuşlarda ve Timsahlarda Üyelerin Evrimi ve Körelmesi...

Hollanda'nın en köklü üniversitelerinden olan Leiden Üniversitesi'nden Dr. Merijn de Bakker, Dr. Mike Richardson ve arkadaşları, timsahlar ve kuşlardaki vücut üyelerinin (parmaklar ve parmak kemikleri gibi) evrimiyle ilgili Nature dergisinde yayınladıkları makaleyle bu canlıların evrimine ışık tuttular.

Evrim, doğal seçilim ile gelişimsel sınırlar arasındaki bir oyun gibidir. Doğal seçilim belli bir fenotipi destekleyebilir; ancak bu fenotipik özelliklerin evrimleşip evrimleşmeyeceği, gelişecek mi yoksa yok mu olacağı sadece çevresel koşullara değil, aynı zamanda gelişimsel değişimleri etkileyen genotipik potansiyele de bağlıdır. Bir diğer deyişle, bir özelliğin evrimleşip evrimleşmeyeceği sadece çevresel baskıya değil, genetik imkanlara da bağlıdır. Bu durum, örneğin, evrimsel süreç dahilinde bazı uzuvların üyelerinin yitirilmesinde görülür. Günümüzde var olan arkozorlar (timsahlar ve kuşlar) seçilimsel baskı altında bazı üyelerini yitirmiştir ve uzuvları, bir, iki, üç veya atasal olarak beş üyeden (parmaktan) oluşabilir. Bu "yitirilmiş" üyeler kimi zaman vücut içerisinde milyonlarca yıl boyunca varlığını koruyabilir.

Merijn de Bakker ve arkadaşları Nil timsahlarındaki ve 5 farklı kuş türündeki üye körelmesini incelediler ve işaretleyiciler kullanarak üye gelişiminin 3 farklı evresini gözlediler. Belirli bir seçilim baskısı altında, 2 bağımsız soy hattında "kanat üyesi I" olarak bilinen üye ile üzerindeki tüm işaretleyicilerin körelerek yok olduğunu keşfettiler. Buna zıt olarak, "arka uzuv üye V" olarak bilinen üye, örneklenen tüm soy hatlarında varlığını hem kıkırdak olarak, hem de Sox-9 genlerinin ifade eden ön kıkırdak bakımından, yetişkinlikte yok olması beklenen bu üye, evrimleştiği ilk zamandan 250 milyon yıl sonra bile varlığını korumayı sürdürdüğü keşfedildi. Bu da, embriyonik ve yetişkin fenotiplerin evriminde uyumsuzluklar olabileceğine işaret ediyor.

Araştırma bunun haricinde istisnasız olarak her uzvun, üye sayısından bağımsız olarak, "sonik kirpi" proteinleri olarak bilinen ve organ oluşumunda önemli etkileri olan proteinlerin sentezinde farklı türlerin benzer ifadeler taşıdıklarını ortaya koydu. "Üye V"in embriyo gelişiminin bu evresinde varlığını koruması, özellikle polarize aktivite bölgesi olarak bilinen arka gen ilişkilerinde bazı sınırlandırmalar yaratabilir. Öte yandan "Üye I"in bu kadar hızlı yok olması, bu aktivite bölgeleri üzerinde daha az sınırlandırmalar yaratmaktadır.

Prof. Mike Richardson, kuşların evrimindeki üyelerin gelişimiyle ilgili olarak doğal seçilim ile gelişimsel sınırların arasında denge kuran bir model geliştirdi. Evrimin sert bir şekilde etki ettiği önemli uzuv görevleri arasında uçmak ve tünemek bulunuyor. Geliştirilen yeni model, seçilimin yetişkinler üzerinde gelişim açısından ne gibi değişimler yarattığını anlamamızı sağlayabilir. Bunun haricinde bu model, amfibileri, sürüngenleri ve memelileri kapsayan tetrapodların (insan da dahil olmak üzere, dört uzuvlu omurgalı hayvanlar) üyelerinin körelmesinde ve kaybolmasında görülen geniş şablonların varlığını açıklayabilir.