Dişlerin Milyonlarca Yıllık Evrimsel Geçmişi, Laboratuvar Koşullarında Birkaç Günde Yeniden Yaratıldı!

Helsinki Üniversitesi ve Autònoma de Barcelona Üniversitesi’nden (UAB) bir grup araştırmacı, fareler üzerinde yaptıkları deneylerde, doğada milyonlarca yıl sürecek morfolojik değişimleri deneysel olarak üretmeyi başardı.

Bilim insanları laboratuvar koşullarında farenin embriyolojik gelişimi sırasında küçük ve kademeli modifikasyonlar yaparak elde edilen dişlerin morfolojik olarak farelerden milyonlarca yıl önce ayrılan kemirici türlerinin fosil kayıtlarındaki dişlerle çok benzer olduğunu keşfetti. 

Helsinki Üniversitesi Biyoteknoloji Enstitüsü'nde dişlerin gelişimini değiştirmek için embriyoda gelişim sırasında yapının oluşmasını ve organlarının farklılaşmasını düzenleyen ectodysplasin A (EDA) proteini tarafından kodlanmamış farelerden alınan embriyonik diş kültürlerinin üstünde çalışıldı. Bu kültürlerden elde edilen dişler arasından bu mutasyona sahip olanlar çok basit formlar oluşturdular; bunların düzenli taç yapıları vardı. Bilim insanları, embriyonik hücrelere kademeli olarak farklı miktarda EDA proteinleri ekleyerek hücrelerin gelişmesine izin verdi.

Araştırmacılar, kaplamalarında farklı derecede karmaşıklıklara sahip dişler gözlemledi. Gözlenen ilk değişimler yaklaşık 200 milyon yıl önce Triyasik dönemde ortaya çıkan hayvanlarınkiyle örtüşüyordu. Daha arka kalıpların gelişimi yaklaşık 60 milyon yıl önceki Paleosen evrede zaten soyu tükenmiş kemirgenlerde bulunan evrimin farklı aşamalarıyla örtüşüyor. Araştırmacılar böylece deneysel olarak memeli diş fosil kayıtlarında gözlenen geçişi yeniden elde etti.

Bilim insanları, UAB ve Helsinki Üniversitesi’nden olan Isaac Salazar-Ciudad’ın oluşturduğu “bilgisayar model tahmin programı” ile bu dişlerin şeklini, her bir hücrenin alan konumunu hesaplayarak bir grup eşit hücreden karmaşık 3 boyutlu tam bir azı dişine nasıl dönüştüğü karşılaştırdı. Bu program, bir gen modifiye edildiğinde, dişin morfolojisinde oluşabilecek değişiklikleri tahmin edebilir ve bu sayede evrimsel süreçte oluşan değişiklikler için açıklama sunar. Isaac Salazar-Ciudad şöyle diyor:

Evrim, bireylerin farklı yollardan çevrelerine uyum sağlama yeteneği olarak açıklanmıştır; ancak bireyler morfolojik olarak nasıl ve niçin farklılaşıyor bilmiyoruz. Bu araştırma, olası varyasyonların şekli ve doğal seçilim arasındaki oyunda dahil evrimi anlamamıza yardım edecektir.

Helsinki Üniversitesi ve Autònoma de Barcelona Üniversitesi’ne ek olarak, California Üniversitesi, Beijing Çin Bilim Akademisi, Monash Universitesi ve Melbourne Victoria Müzesi’ndeki araştırmacılar da katıldı. Araştırma Nature dergisinde yayımlandı.