Melezlenme Yoluyla Hızlı Evrim: Hibritleşme, Sadece Birkaç Yüz Nesilde Yeni Türler Yaratabilen Yüksek Hızlı Evrimin Yakıtı Olabilir!

Afrika'nın en derin tatlı su gölü, dünyanın başka hiçbir yerinde bulunmayan yüzlerce çeşit çiklit balığının da içinde bulunduğu, baş döndürücü bir grup hayvanı barındırıyor. Bu hayvanlar, gökkuşağı renklerindeki pulları ve çizgileri ile Tangayika Gölü’nün sularını dolduruyorlar. Bir çiklit türünün uzunluğu 2,5 santimetrenin biraz üzerindeyken, diğerlerinin uzunlukları 60-90 santimetre arasında değişebiliyor. Wyoming Üniversitesi'nde yardımcı botanik profesörü olan Catherine Wagner, şöyle diyor:

Suya şnorkelle dalış yaparken onların ne kadar farklı olduğunu görmek inanılmaz derecede etkileyici.

Yerli balıkçılar, karınlarını doyurmak ve para kazanmak için çiklitleri tarih boyunca ağlarla yakaladılar; ama birkaç yıldır dünyanın her yerinden araştırmacılar, bu balıkları bu göllerdeki geniş çeşitliliği anlamak için topluyor.

Nature'da yakın zamanda yayımlanan bir araştırma, bize Tangayika Gölü’nün çiklitleri hakkında yeni veriler sunuyor.^[1] Bu makalede araştırmacılar, çiklitlerin; inanılmaz bir şekilde, 10 milyon yıldan kısa bir sürede, tek bir atadan, 240 veya daha fazla sayıda türe farklılaşmasını, evrimin vahşi gelgit ve akışını ana hatlarıyla belirtmek için kullanıyor. Basel Üniversitesi Zooloji Enstitüsü’nde yardımcı profesör ve çalışmanın baş yazarı olan Walter Salzburger şöyle diyor:

Bu, bu kadar fazla türün evrimleşmesi için çok kısa bir zaman. Bu süreç rastgele veya yavaş yavaş değildi. Veriler, bu çiklitlerin çoğunluğunun, kısa zaman aralıklarında yaşanan hızlı değişimlerle evrimleştiğini gösteriyor.

Bu türlerin hepsinin varlığını haritalamak, Salzburger’in takımının birkaç yılını aldı. Etkileyici görünümleri nedeniyle popüler akvaryum balıkları haline gelen çiklitler hakkında araştırmalar yapan bilim insanları, bilimsel kayıtların yanı sıra kitaplarda ve yayınlardaki açıklamaları inceledikten sonra, gölde bulunan çiklit türlerinin bir listesini çıkardı.^[2] Afrika’da geçirdikleri aylar boyunca timsahlarla ve su aygırlarıyla karşılaşan araştırmacılar, şnorkel ile dalarak bulabildikleri her bir çiklit örneğini topladılar. Göldeki balıkçılar ise onlara, dalgıçların dalamayacağı kadar derinde olan türleri bulup getirdi. Basel Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan Fabrizia Ronco şöyle diyor:

Ne zaman bir tekne görsek, "Sizde ne var?" diye sorardık.

Sonunda, Tangayika Gölü’ndeki daha önce hiç tanımlanmamış düzinelerce çiklit türü de dahil olmak üzere, 240 çiklit türünün her birini topladılar.

Karaya döndüklerinde her birinin bulunduğu ekolojik niş hakkında ipuçları için iskelet yapılarını inceleyerek, genlerdeki farklılıklara çalışarak ve kimyasal yapılarını analiz ederek taradılar. Ekip, tüm türlerin nasıl ilişkili olduğu ve ne zaman birbirlerinden ayrıldıklarını göstermek için yeterince bilgi topladı. Wagner, şöyle diyor:

Bu kesinlikle inanılmaz miktarda veri. Bu kadar fazla genomu dizilemek bundan sadece 10 yıl önce yalnızca bir rüyadan ibaretti.

Bu analizden elde edilen bir sonuç, balıkların birkaç tanesi hariç hepsinin, yaklaşık 9,7 milyon yıl önce yaşamış tek ve ortak bir ataya sahip olduklarıdır. Bu, Tangayika Gölü’nün oluştuğuna inanılan zamandan kısa bir süre sonrasına karşılık geliyor. Bu da bu balıkların, binlerce yıl boyunca birden fazla kolonizasyon olayı sonucunda değil, aynı göl içindeki tek bir ata türden evrimleştiklerini gösteriyor.

Bu gerçek, Tangayika'nın çiklitlerinin adaptif yayılma hakkında fikirleri test etmek için ideal bir fırsat olduğunu göstermektedir. Adaptif yayılma, birçok farklı türün hızla ortaya çıktığı ve yeni ekolojik nişlere uyum sağladığı evrimsel bir olaydır.

Evrimsel biyologlar, adaptif yayılmanın nasıl meydana geldiği hakkında iki modele sahiptir: Birinci modelde, beden morfolojisindeki bazı parçaların hızlı bir şekilde farklılaşmasının başta yeni türleri oluşturduğu, ardından boştaki ekolojik nişlerin dolmasıyla türleşmenin yavaşladığı savunuluyor. Diğer modelde, soyların kendisine sunulan fırsatları kullanırken türlerdeki farklılıkların aşamalar halinde ortaya çıktığını ve bunun da türleşme oranının zaman içinde hem yükselebileceği hem de düşebileceği anlamına geldiği savunuluyor. Evrimsel biyologlar, bugüne kadar bu teorilerin her ikisine yönelik olarak da sınırlı sayıda kanıt bulabildiler.

Araştırmacılar, çiklit verilerini incelediklerinde, verilerin şaşırtıcı bir şekilde her iki modele de uyduğunu gördüler. Çiklitler; çoğunlukla üç aşamada evrimleşmişti: Aşamalardan biri, vücut şekillerindeki değişiklikleri, biri ağız şekillerindeki değişiklikleri, sonuncusu ise balıkların boğazındaki ikinci çene setindeki değişiklikleri içeren adaptif yayılmalardı. Evrimin ilk aşaması farklı vücut şekillerine sahip bir dizi yeni tür üretti ve bu türleşmenin adaptif yayılmanın başlangıcına yakın yoğunlaştığı fikrini destekledi. Ancak ağız ve çene şekillerini içeren daha sonraki türleşme ilerlemelerinde evrim hızı, sürecin takip eden dönemlerinde yükselmiş gibi görünüyordu. Ronco, şöyle diyor:

Adaptif yayılmanın farklı fazlarında farklı şekiller önem kazanıyor gibi gözüküyor.

Bu çiklit veri seti, adaptif yayılımın eşsiz bir şekilde detaylı ve zengin bir resmini veriyor; ama bu modeller, tüm durumlarda çalışmıyor olabilir. Örneğin, Afrika göllerindeki çiklitler üzerindeki diğer araştırmalar, aşama modeline uymayan başka modeller buldu. Cambridge Üniversitesi'nde zooloji alanında araştırma görevlisi olan Joana Isabel Meier'e göre, Tangayika Gölü'nden gelen yeni veri, adaptif yayılım aşamalarına kesinlikle uyuyor; ancak sorunu nihai olarak çözmekten de çok uzakta. Salzburger, şöyle diyor:

Genetik çeşitliliği belirleyenin ne olduğu sorusu, Wallace ve Darwin'in evrim teorisini geliştirmesinden beri evrimsel biyologların tekrar ve tekrar sorduğu bir soru.

Bu yeni çalışma bizi sonuca götürecek cevapları sağlamıyor; ama çiklitlerin evrim ağacında, potansiyel olarak öğretici olabilecek bir dengesizliği açığa çıkarıyor. Diğer dallar az miktarda tür içerirken, ağacın bazı dalları çok sayıda tür içeriyor. Araştırmacılar, bu farklılıklar içerisinde ilginç bir ilişkiye dikkat çekiyor: Genetik olarak en farklılaşmış çiklitler, evrimsel ağacın en çok tür içeren dallarında bulunurken; genetik olarak en homojen türler ise, evrimsel ağacın en az tür içeren dallarında bulunur.

Ağacın dalları arasındaki bu farklılık, melezleşme ile açıklanabilir. Farklı çiklit türlerinin ürediği yerlerde bir genomda daha fazla genetik çeşitlilik meydana gelebilir. Melezleşmenin, adaptif yayılım olarak düşünülen patlayıcı evrimin yakıtı olduğundan şüpheleniliyor. Wagner, şöyle diyor:

Bu fikir epeydir akademide tartışılıyor ve her geçen gün daha fazla kanıt bulunuyor. Ancak bu çalışmadaki, buna farklı bir perspektif katıyor. Çünkü buna göre melezleşme, sanılanın aksine gerçekten yaygın bir model olabilir.

Araştırmacılar, çiklitlerin familyaları arasında, diğer familyalar arasında olduğundan daha fazla melezleşme olması durumunda, bunun meydana getirildiği verilerden tam olarak anlaşılmasa da eşitsizlik yaratabileceğini öne sürüyorlar. Meyer, şöyle diyor:

Melezleşme, çiklitlerin evrimleşmesinin ilk safhalarında çok önemli bir rol oynamış olabilir.

Çiklitlerin atalarındaki melezleşme, bu kadar fazla türün evrimleşmesini sağlayan adaptif yayılmayı bile tetikleyebilirdi.

Örneğin bazı çiklit familyalarında verimli diğer bazılarında az türleşme olmasından sorumlu olan faktörler gibi farklılıklar, araştırmacıların ilgisini çekmeye devam ediyor.

Melezleşme, hızlı bir evrim için fırsatlar ortaya çıkarmış olabilir. Bir türün elindeki kaynaklar onun evrimini şekillendirebilir ya da diğer akraba türler evrimi dikte edebilir. Hatta bu, rastgele bile gerçekleşmiş olabilir. Wagner şöyle belirtiyor:

Bence kayıp olan parça, melezleşme. Tangayika Gölü, evrimin nasıl çalıştığını anlamak için küçük bir mikrokozmos gibi. Umarım, en sonunda tüm bu veri setleri bir araya gelebilir ve bize evrim konusunda inanılmaz bir kavrayış sağlayabilir.