Evrim'i Destekleyen/Kullanan Bilimler - 2: Hematoloji ve Kan Grupları

Bu yazı dizimizin ikinci yazısında kan gruplarını ele alarak, hematoloji bilimini ve Evrim ile ilişkisini sizlerle paylaşmak istiyoruz.

Hematoloji, kelime anlamı olarak "kan bilimi" demektir. Latincede "haima", kan demektir. Hematoloji sadece kan ile değil, kan üreten organlar ve kan hastalıklarıyla da ilgilenir. Ayrıca kan grupları ve bunların ilişkileri de "Evrimsel Hematoloji" ya da "Filogenetik Hematoloji" olarak değerlendirilebilecek bir alt grupta incelenmektedir. Bir önceki yazımızda da açıkladığımız gibi, Evrimsel Biyoloji'nin gelişimiyle birlikte bilimde bir devrim yaşanmıştır ve hemen her bilim dalı, bu önemli bilimsel gerçeği kendisine adapte etmiş ve ona bilgiler sağlamaya başlamıştır. İşte bu yazıda bunları ele alacağız.

Temel olarak, kan grupları üzerinden gitmek istiyoruz. Aslında kan ile ilgili hastalıklar üzerinden gitmek de mümkündür; ancak biz grupları tercih edeceğiz, çünkü kan ile ilgili genetik pek çok hastalık var ve her birine girmemiz mümkün değildir. Kan gruplarını anlamak, Evrimsel Biyoloji ile Hematoloji arasındaki ilişkiyi anlamamıza yeterli olacaktır.

Kan grupları ve bunların evrimi, en az kromozomları incelemek kadar ilginç bir araştırma alanıdır. İnsanda, temel olarak iki ana kan grubu bulunur, bir de yardımcı kan grubu kullanılmaktadıri. Ana kan grupları hepimizin oldukça iyi bildiği ABO Sistemi ve pek az kişinin bildiği MN Sistemi'dir. Yardımcı kan grubu, ya da daha bilimsel adıyla "kan faktörü" olarak iseRh Faktörü kullanılmaktadır ki bunu da gayet iyi bildiğinizi düşünüyoruz. Bunlar dışında Uluslararası Kan Aktarımı Cemiyeti tarafından resmi olarak kabul edilen 30 farklı kan grubu bilinmektedir. Ancak bunlardan açık ara farkla en sık kullanılanı ABO ve Rh sistemidir.

Kan gruplarının farklı isimleri nerelerden gelmektedir?

Kan grupları, belki bildiğiniz üzere, kırmızı kan hücrelerinde bulunan antijen denen kimyasal reseptörlerin tiplerine göre belirlenmektedir. Antijenler; protein, karbonhidrat, glikoprotein veya glikolipit yapısında olabilirler. Antijenlerin temel görevi, vücuttaki belirli antikorların üretiminin tetiklenmesidir. Yani antijenler ile antikorlar arasında birebir ama zıt bir ilişki vardır. Bir antikor, bir antijeni tanıdığı zaman beyaz kan hücrelerini çoğaltarak antijeni yok etmeye çalışır. Bu sebeple bir bireyin vücudundaki antikorlarla uyumlu antijenler enjekte edilirse, vücut tepki gösterecek ve bu yabancı antijeni yok etmeye çalışacaktır. Doğal olarak, bir bireyin vücudunda, o bireyin antijenlerini yok etmek üzere evrimleşmiş antikorlar bulunmaz.

Tüm bunları, minik bir tabloyla özetleyelim:

Görülebileceği üzere kırmızı kan hücrelerinde (alyuvarlar) bulunan antijenlerin tipleri, belli antikorlarla uyuşmaktadır. İşte bu antijenlerin yapısına göre kan grupları belirlenmektedir. A kan grubu, belli bir biyokimyasal yapıdaki antijenlerden dolayı bu ismi almaktadır. B kan grubu ise A'dan farklı bir tiptedir. Bir takım insanlarda ise hem A, hem B antijenleri bir arada bulunur ve AB kan grubuna sahip olurlar. Bu antijenlerden hiçbirine sahip olmayanlar ise 0 kan grubuna sahiptirler. 

Hücrelerimiz üzerinde yüzlerce farklı çeşit glikoprotein, glikolipit, protein ya da karbonhidrat bulunabilir. Bunlardan biri de, ilk defa bir makak türü olan Macaca mulatta, yani Rhesus Maymunu'nda keşfedilen Rh faktörüdür. Aslında Rh faktörünün daha bilimsel adı; tıpkı A ve B antijenleri gibi bir isim olan D antijenidir. Yani Rh(+) dediğimiz bir insanın alyuvarlarında D antijeni bulunuyor demektir. Negatiflerde ise bu antijen bulunmaz. Bu ikincil sistemin kullanılmasının iki sebebi vardır: İlki, kan transferinde çok önemli bir rol oynaması; ikincisi ise kan gruplarını daha spesifikleştirerek incelemelerin daha ince bir şekilde yürütülebilmesi.

Antikor açısından incelediğimizde ise, karşımıza çıkan tablo şöyledir: A grubu antijenlere sahip olanlarda, Anti-B antikoru bulunur, yani B antijenini yok edecek şekilde özelleşmiş antikorlar bulunur. B grubunda ise Anti-A grubu antikorlar bulunur. AB kan grubunda, iki tür antikor da bulunamaz, çünkü herhangi birisi bulunsaydı, kan hücreleri kendisini yok etmeye başlarlardı. 0 kan grubunda ise iki antijene karşı da antikor bulunmaktadır.

İşte bu antijen-antikor ilişkilerinden ötürü AB kan grubu, herhangi bir antikor taşımadığından her kan grubundan kan alabilir. A kan grubu, B'lerden alamaz çünkü kendisinde Anti-B antikoru bulunur. B'ler de A'lardan alamaz çünkü Anti-A antikoru taşırlar. 0 kan grubu ise her tür kan grubuna kan bağışında bulunabilir, çünkü ne Anti-A, ne de Anti-B antikoruna sahiptir. Tabii Rh faktörü de, kan aktarımında önemli bir unsurdur. D antijeni bulunanlarda (Rh+) Anti-D antikoru bulunmaz, dolayıyla herhangi Rh faktörüne sahip bireye kan verebilir. Ancak D antikoru bulundurmayan canlılar (Rh-), Anti-D antikoruna sahiptirler ve Rh+ bireylerden kan alamazlar, çünkü kendilerindeki Anti-D antikoru, Rh fakrörüne karşı çoğalacaktır.

Kan Gruplarının Dağılımı

Dünya üzerinde yaklaşık olarak var olan 6.5 milyar insandan, 2.26 milyarı hakkında sahip olduğumuz istatistiki verilere göre:

• 0 Rh(+): %36.44 
• A Rh(+): %28.27
• B Rh(+): %20.59
• AB Rh(+): %5.06
• 0 Rh(-): %4.33
• A Rh(-): %3.52
• B Rh(-): %1.39
• AB Rh(-): %0.45

Bu dağılımın tam olarak neden bu şekilde olduğu bilinmemektedir. Çünkü kan gruplarının üzerindeki seçilimsel baskılar ile ilgili elimizde herhangi bir veri bulunmamaktadır. Ancak örneğin A kan grubuna sahip olanların mide kanserine yakalanma ihtimalleri, 0 kan grubundakilere göre %20 daha fazladır. Öte yandan 0 kan grubuna sahip olanlarda ülsere yakalanma şansı daha yüksektir. Bir diğer örnek, başka kan sistemlerinden gelmektedir. Örneğin Duffy isimli bir kan grubu sistemine göre, Duffy antijenine (A, B veya Rh gibi bir diğer kimyasal molekül) sahip olmayan bireylerde sıtmaya yakalanma şansı inanılmaz düşüktür. Bunun sebebi bilinmektedir, çünkü Duffy antijeni yapısı itibariyle sıtma virüsünün kana karışmasını hızlandırmaktadır. Bu yüzden endemik olarak sıtmaya sahip olan bölgelerde Duffy antijeni taşıyan bireyler bulmak neredeyse imkansızdır, çünkü çok hızlı bir şekilde elenirler. Bir diğer veri, 0 kan grubuna sahip olanların hıyarcıklı veba isimli hastalığa yakalanma şansları çok daha yüksekken, A kan grubuna sahip olanlar çiçek hastalığına daha kolay yakalanmaktadır. İlginç bir şekilde Çin, Hindistan ve Doğu Rusya'da B kan grubu en sık rastlanan kan grubudur (Çin'de %32, Hindistan'da %33, Rusya'da %80). İlginç bir şekilde, A ve 0 kan gruplarının bu bölgede azalmasının sebebi olarak bu bölgede en sık görülen hastalıkların hıyarcıklı veba ve çiçek hastalıkları olması olduğu keşfedilmiştir. 

Yani hastalıklara sebep olan bakteri ve virüsler ile kan gruplarımızı belirleyen antijenler arasındaki ilişki, kan gruplarının dağılımının evrimsel kökenleri hakkındaki seçilimsel baskılarla ilgili bize fikirler vermektedir ancak bu konulardaki araştırmalar arttıkça, dağılımın kesin sebepleri de daha net olarak bulunabilecektir.

Kan Gruplarının Evrimi

Ele aldığımız hayvan türü insan olacaksa, bu kan grupları nereden gelmektedir? Antijenler ve antikorlar nasıl evrimleşmiştir? Daha da önemlisi, ne zaman evrimleşmiştir? Bilim insanları uzun bir süredir bu soruların cevaplarını aramaktadırlar ve oldukça önemli yollar kat etmişlerdir.

Evrimimizi anlamamızın tek yolunun diğer akrabalarımızı incelemekten geçtiğini unutmayın. Dolayısıyla ilk olarak, ilginç birkaç bilgi vererek başlayalım: 

ABO kan grubu, sadece insan türünde değil, diğer bütün maymunlarda ve daha genel primatlarda görülmektedir. Bu da kan gruplarımızın bize özel olmadığını ve Evrimsel süreçte atalarımızdan edindiğimizi (ve tabii kuzenlerimizin de atalarımızdan edindiğini) göstermektedir. 

Konu hakkında yapılan 28 farklı araştırma göstermiştir ki, en yakın kuzenlerimiz olan bonobolar ve şempanzelerin tamamı A kan grubuna sahiptir, çok nadir de olsa 0 kan grubu da görülmektedir; ancak şimdiye kadar tanımlanan hiçbir şempanzede B kan grubuna rastlanmamıştır. 

Öte yandan, 8 farklı araştırmanın sonuçlarına göre, şempanzelerden sonra ikinci en yakın kuzenimiz olan gorillerin çoğunun kan grubu B'dir, çok az bir kısmı 0'dır ve A kan grubuna hiç rastlanmamıştır.

Ayrıca insaymunlar arasındaki hiçbir türün hiçbir bireyinde AB kan grubuna rastlanmamıştır.

Bu iki canlı grubundan daha uzak akraba olduğumuz babunlarda ise A, B ve 0 kan gruplarına rastlanmaktadır. Ancak bu türlerde de antijenler kan hücreleri üzerinde değil, dokulardaki hücrelerin üzerlerinde bulunmaktadır. Yani lokasyon farklılığı görülmektedir. Ayrıca yapılan incelemelerde babunlar ile insanların kan hücreleriyle ilgili alellerde çok sayıda benzerlik bulunmuştur, ancak babunlarda, insanlarda bulunan bazı mutasyonlara rastlanamamıştır, özellikle de 0 kan grubunu belirleyen alellerde. Yapılan bir diğer araştırma da, insanlarda 0 kan grubu her ne kadar en sık rastlanan kan grubu olsa da, babunlarda birkaç defa bağımsız olarak evrimleşmesine rağmen seyrek bulunan bir kan grubu olduğunu ortaya çıkarmıştır. Babunlar arasında 0 kan grubuna sahip olanlara karşı şimdilik bilinmeyen bir sebeple bir seçilim baskısı olduğu düşünülmektedir.

Ayrıca bazı fosiller üzerinde yapılan araştırmalarda, birer hominid (insansı tür) olan Australopithecus africanus ile Australopithecus robustus türlerinin kan gruplarına da belirli bir istatistiki hata ile ulaşılabilmiştir. Eldeki bütün Australopithecus africanus örneklerinin kan grubunun A olduğu, tüm A. robustus'ların ise B kan grubuna sahip olduğu keşfedilmiştir. Bu bilginin üzerinde çok fazla durmuyoruz, çünkü bu sonuçlara anatomi ve fizyolojiden yola çıkarak elde edilen bazı istatistiki değerlere göre karar verilmektedir ve elde çok fazla örnek bulunmadığı için çok sağlam bulgular değildir. Ancak yukarıda verdiğimiz şempanze ve goril verileri, bize yeterince sonuç üretmemiz için yeterlidir.

Şimdi, bu verileri değerlendirelim: İlk olarak, çoğu primatta ya A, ya B grubu gözlenmekte, 0 kan grubu ise ya hiç gözlenmemekte, ya da çok seyrek olarak görülmektedir. Bu da bizlere 0 kan grubunun sonradan evrimleştiğini ve orjinal kan gruplarının A ve B kan grupları olduğunu düşündürmektedir. 

Ayrıca sadece insanlar, şempanzeler ve gorillere bakarak söyleyebiliriz ki A ve B kan gruplarının birbirinden ayrılması ve evrimleri; insanlar, şempanzeler ve gorilleri kapsayan Homininae alt familyasından, gorillerin ayrıldığı 13 milyon yıl öncesinden daha önce olmuştur. 

Yani kan gruplarına bakarak da, bu farklı özelliklerin zaman içerisinde kademeli olarak edinildiğini görmemiz mümkündür.

Dediğimiz gibi, Hematoloji bize sadece kan grupları ile değil, akyuvarlar açısından da çok ilginç evrimsel bilgiler vermektedir. Bunlardan en önemlisine bakacak olursak:

B-Hücreleri

B-Hücreleri (isimlerindeki B, üretildikleri bölge olan "Bursa of Fabricius"tan gelmektedir), özel beyaz kan hücreleridir ve sıvı tabanlı savunma sisteminde görev almaktadırlar. Yani, bir diğer özel beyaz kan hücreleri olan T-Hücreleri tarafından tetiklendiklerinde (her zaman tetiklenmeleri şart değildir), ilgili bölgeye giderek antikorlar üretmeye başlarlar ve kan sıvısı içerisine salgılarlar, kendileri doğrudan, hücre olarak müdahale etmezler (T-Hücreleri ise doğrudan vücuda zararlı antijenlerle tepkimeye girerek etki ederler, sıvı salgılamazlar).

B-Hücreleri'nin Evrimsel süreçle ilgili en ilginç yanı, tamamen "rastlantısal" üretilmeleridir. Bu nokta, gerçekten çok ilginçtir, çünkü Evrimsel Biyoloji'yi tamamen "tesadüfler" üzerine kurmak isteyenleri şaşırtacak bir mekanizmaya sahiptir ve doğa, gerçekten bir miktar "tesadüfi" olduğunu bizlere göstermek ister gibidir (Metafor yapmaktayız! Doğanın hiçbir amacı veya niyeti yoktur!):

B Hücreleri sürekli olarak bölünüp çoğalan virüsler gibidir. Kanımız içerisinde durmadan bölünürler ve fazlaları yok edilir. Bu bölünmeler sırasında, doğal olarak, mutasyonlar ve çeşitli varyasyonlar meydana gelir ve B-Hücreleri üzerinde, antijenlerin (özellikle zararlı olanların) tanınmasını sağlayan reseptörlerin yapısı sürekli olarak değişir. Yani vücut, çoğu zaman belli bir amaca yönelik salgılar yapıyor gibi gözükse de (çünkü bu yapılar milyarlarca yılda evrimleşmiş ve son hallerini almıştır, bizlere sanki özenle "hazırlanmış" gibi gelirler; ama bu yanlıştır), B-Hücreleri hiçbir "hedefe" göre üretilmezler. Tamamen virüs gibi, çok hızlı bir şekilde çoğalırlar ve bu kadar hızlı bölünme, hataları da beraberinde getirir. Ancak B-Hücrelerinin ortam adaptasyonu da bu şekilde gelişmiştir. Bu hücreler, rastlantısal olarak mutasyonlara uğrarken, o kadar fazla çeşitte reseptör üretirler ki, bir noktadan sonra antijenlerle şans eseri uyumlu olan hücreler var olmaya başlar. 

Sayı vermemiz gerekirse, vücudumuzda 10 üzeri 9, yani 1 trilyon farklı çeşitte reseptöre sahip B-Hücreleri vardır ve bunlar tamamen rastlantısal bir şekilde vücuda zararlı antijenlere engel olmaya çalışırlar. Çalışma prensiplerine bakarak bu yazımızı noktalayalım:

Vücudumuza X şeklinde bir zararlı antijenin girdiğini düşünelim. Bu antijen, kanda dolaşırken, T-Hücreleri bunu yakalar ve B-Hücreleri'nin ortama çekilmesini biyokimyasal salgılarla sağlarlar. B-Hücreleri'nden, rastgele, o anda kanın o bölgesinde bulunan çeşitleri ortama gelirler. X yapısındaki antijenle uyumlu olan bir B-Hücresi, eskiden birey içerisinde oluştuysa (mutasyonlara ve buna bağlı varyasyonlara göre), antijenle etkileşir ve antijenin yayılımı engellenir. Ancak rastgele değişen B-Hücreleri'nin 1 trilyon çeşidinden hiçbiri; ya da en azından o anda o bölgede bulunmayan hiçbiri X antijeni ile uyuşamıyorsa, antijenin önüne geçilemez. Yani B-Hücreleri'nin antijenle uyumu tamamen tesadüfi olmaktadır; belki de Evrim'deki ve Evrim'i bir kenara koyarsak doğadaki en tesadüfi olaylardan biri burnumuzun dibinde, her an gerçekleşmektedir.

B-Hücreleri, bu şansı arttırmak için de özel bir adaptasyon geçirmişlerdir. Eğer antikor tanınırsa ve daha önceden hiç tanınmadıysa, mitoz sonucu iki farklı B-Hücresi üretilir. Bunlardan biri, doğrudan antijeni yok etmek üzere yeni B-Hücreleridir. Bir diğer grup ise, "Hafıza Hücreleri" olarak bilinir ve tek görevleri, antijenin şeklinin hatırlanıp saklanmasıdır. Tabii ki bu saklanma, makro boyuttaki "hafıza"da olduğu gibi sadece biyokimyasal kökenli bir durumdur, reseptörlerin ona uygun üretilmesi durumudur. Yani Hafıza Hücreleri, seçilimin bir sonucudur; çünkü antijenle uyumlu olan B-Hücreleri'nden antikorlar üretilebilir ve ancak uyumlu olan Hafıza Hücreleri hayatta kalabilir.

Doğanın hangi köşesine baksak, mutlaka Evrimsel Biyoloji'yi görmemiz mümkündür. Hematoloji, yani kan bilimi de bize Evrimsel Biyoloji ile ilgili ilginç sırlar vermektedir.