Evrimin İşleyişi - 2: Yeni Genetik Kombinasyonların Oluşumu ve Evrimin Türleri Değiştirme Mekanizması

Evrimsel süreçle ilgili anlaşılması en güç kavramlardan biri, bir özelliğin nasıl değiştiği ve türlerin nasıl farklılaştığıdır. Örneğin ortalama boyu 20 santimetre olan bir canlının boyu nesiller içerisinde nasıl 2 katına, 40 santimetreye çıkabilir? Daha kritik bir soru, eğer ki popülasyon içerisinde yeterince çeşitlilik olmaması durumunda, bu tür bir evrimin gerçekleşip gerçekleşemeyeceğidir. Yani boy ortalaması 20 santimetre olan bir popülasyonun içerisindeki en uzun bireyler 22 santimetreyse ve daha uzun bireyler yoksa, nasıl olur da popülasyonun boy ortalaması 40 santimetreye çıkabilir? Diyelim ki yeterli çeşitlilik var, bu durumda evrim nasıl meydana gelir? İşte bu makalemizde bu konuları inceleyerek, evrensel olarak evrimin nasıl işlediğini anlamanızı sağlamayı hedefleyeceğiz. Eğer ki bu yazımızı tam olarak sindirebilirseniz, evrimin nasıl işlediğini ileride karşınıza çıkabilecek herhangi bir örnek dahilinde, rahatlıkla yorumlayabileceğinizi umuyoruz. Fakat bu yazıyı okumadan önce, evrimin temel mekanizma ve işleyişini öğrenmek adına bu dizimizin ilk yazısı olan "Evrim'in İşleyişi - 1: Genel Kavramlar, Mekanizmalar ve Yöntemler" başlıklı makalemizi okumanızı tavsiye ederiz. Hemen konuya girelim:

Evrimi İncelemek İçin Seçilecek Türler, Popülasyonlar ve Özellikleri: Model Organizmalar

Evrimin nasıl meydana geldiği üzerinde kafa yorarken insanların düştüğü temel hatalardan birisi, evrimi türümüz üzerinden düşünmektir. Esasında bunu elbette yapabilirsiniz, zira insan türleri de evrimsel süreç sonunda var olmuş hayvan türleridir; ancak insan üzerinde düşünmenin ufak bir sıkıntısı vardır: türümüz, vahşi doğadan izole bir yaşam stiline geçtiği ve buna adapte olduğu için, istisnasız olarak geriye kalan tüm türlerin geçirdiği evrimsel değişimlerden bir miktar uzaklaşmıştır. Elbete türümüz halen, her nesilde evrim geçiriyor; ancak söz konusu Homo sapiens olduğunda bu evrim daha çok mikroevrim düzeyinde, fiziksel değişimlerin çok çok daha yavaş yaşandığı bir evrim olmakta. Bu yüzden bir türün dış görünümünün evrim sebebiyle değişimi görülmek isteniyorsa, insan türü üzerinden gitmek pek de mantıklı bir "ilk adım" olmayacaktır. Yine de, bu konuyla ilgili olarak "İnsanların evrimi sona mı ermiştir? İnsan üzerinde Evrim Mekanizmaları nasıl işler?" başlıklı makalemizi okuyarak, bu yazımızda vereceğimiz örnekleri nasıl insanlara genişletebileceğinizi öğrenebilirsiniz. Uzun lafın kısası, tıpkı genetik deneylerinde yaptığımız gibi, gözlemlemek istediğimiz unsuru (evrimi) kolaylıkla görebileceğimiz, uygun bir model organizma seçmek, incelememizin kolay ve sıkıntısız gerçekleşebilmesi için önem arz eder. Bu sebeple, insan gibi bir tür üzerinden evrimi incelemek yerine, vahşi yaşam dahilinde bulunan bir türü ele almak çok daha kolay olacaktır.

Eğer ki evrimi anlamak için inceleyeceğimiz türü, vahşi yaşam şartları içerisinden seçtiysek, bir diğer önemli nokta da bu türün, inceleyeceğimiz popülasyonunun büyüklüğü ve içerisindeki çeşitlilik miktarıdır. Az sonra yeniden değineceğimiz gibi, eğer ki bir türün popülasyonu içerisindeki çeşitlilik miktarı çok sınırlıysa, bu popülasyonun bulunduğu ortama adapte olması genellikle çok zor olacak ve çoğu zaman bu popülasyonun yok olduğu görülecektir. Eğer ki sınırlı çeşitliliğe sahip popülasyonlara dışarıdan göç yoluyla veya evrimin diğer çeşitlilik mekanizmaları sayesinde yeni varyasyonlar giriş yapmıyorsa, türün evrimleşmesi çok güç olacak ve olumsuz şartlara adaptasyon mümkün olamayacaktır (ya da çok nadiren mümkün olabilecektir). İşte bu sebeple, incelemek istediğimiz popülasyonun çok büyük ve çok çeşitli olmasını arzu ederiz. Örneğin, Hardy-Weinberg Dengesi gibi evrimsel biyolojiden doğan popülasyon genetiği denklemlerinde, çoğu zaman elimizdeki popülasyonu sonsuz büyüklükte kabul ederiz. Bu sayede, tür içi çeşitlilik sonsuz varsayılır, popülasyon içerisindeki rastgelelik unsuru olabildiğince düşürülür. Elbette hiçbir popülasyon sonsuz büyüklükte değildir, dolayısıyla bu varsayımda kimi zaman dikkate alınması gerekecek büyüklükte hata payı bulunabilir. Ancak çoğu zaman, birçok tür ve birçok popülasyon için bu varsayım doğrudur: gerçekten de, türlerin popülasyonları içerisinde inanılmaz fazlalıkta bir çeşitlilik bulunur ve evrimin sürmesini sağlayan temel unsur da bu çeşitliliktir. Bu dizimizin ilk makalesinden hatırlayınız: eğer ki yeterince çeşitlilik bulunmazsa, seçilimin de etki edebileceği bir malzeme bulunamaz.

Evrimsel sürecin analizinde sıklıkla düşülen hatalardan bir diğeri, evrimin bir anda, bir bireyin ömrü içerisinde olacağını düşünmektir. Bu, çok ciddi bir hatadır ve evrimsel biyoloji açısından kabul edilemez. Hiçbir canlı, bugünkü halleriyle, bir anda, "puf" diye var oluvermemiştir, doğanın hiçbir köşesinde böyle bir var oluşa rastlamayız. Bugün var olan her canlı, kendisinden önceki nesillerin seçilimi sonucunda bugünlere ulaşabilmiştir. Yani günümüzde gördüğümüz her canlının var olabilmesinin tek nedeni, bu canlının soy hattında binlerce, on binlerce, hatta yüz binlerce nesildir en uyumluların hayatta kalmasıdır. Elbette bu süreçte, uyumlulardan kat kat daha fazla sayıda uyumsuz birey elenmiştir. Bu bireylerin potansiyel soy hatları asla var olamamış, bu yüzden elenmiş bireylerin torunları günümüzde var olamamaktadır. Bu açıdan, evrimin mutlaka nesiller bazında süren bir süreç olduğunu anlamak ve buna göre değerlendirme yapmak gerekmektedir. Her bir nesilde, ebeveynlerinden bir miktar farklı ve ebeveyn sayısından genellikle daha fazla sayıda yavru doğar. Yani 2'den fazla yavru doğuran her anne-baba, kendi popülasyonlarının sayısını katlamaya yönelik bir hamlede bulunmuş olur. Ne var ki, gezegenimizde -insan haricinde- herhangi bir canlı patlaması görmüyoruz, sayılar genellikle stabil (sabit) gözüküyor. Bunun tek sebebi evrimin seçilim mekanizmalarıdır: her nesilde, doğmuş yeni canlıların sadece bir kısmı hayatta kalabilir, diğerleri ise ölür. Tabii ki popülasyon genişlemesi katı kurallara bağlı bir olgu da değildir, istatistiki (probabilistik) olarak değerlendirilmesi gerekir. Zira her ebeveyn çifti, 2'den fazla yavru yapmayacaktır. Fakat ne olursa olsun, eşeyli üreme ile çoğalan türlerin yavruları, kendilerinden bir miktar farklı olacak, yani popülasyona yeni çeşitlilikler (varyasyonlar) dahil olacaktır.

Bu süreç içerisinde, çeşitliliği arttıracak yönde etki eden en güçlü mekanizmalardan birisi crossing-over'dır. Crossing-over genelde var olan özelliklerin karışması olarak algılanır. Bu çok doğru değildir, çünkü aslında karışan "kombinasyonlardır". Dolayısıyla bir gen karşı kromozoma gittiğinde eşeyli üreme sırasında, eskiden olduğu kromozomda yapacağı işle aynısını yapar belki, evet. Ancak yeni kromozomda birlikte çalışacağı genlerin etkisiyle, işlevi tamamen farklılaşabilir de, herhangi bir mutasyona uğramadan. Bu çok önemli bir nokta. Yani eskiden vücuttaki yağlanmayla ilgili özellikleri etkileyen bir gen, crossing-over ile bir diğer gen setinin arasına gittiğinde, buradaki kombinasyon sayesinde yine yağlanmayla ilgilenir; ancak bu genin ürettiği protein aynı zamanda boy üzerine de etki etmeye başlayabilir, dolaylı yoldan. Tabii ki bu sadece varsayımsal bir örnek; ancak evrimsel süreçte bu şekilde birden fazla görevi üstlenecek şekilde özelleşen genlerin evrimleştiğini görmekteyiz. Bu şekilde, bir genin birden fazla fiziksel özelliği etkilemesine pleyotropi adı verilir. Buna benzer bir şekilde, tek bir özellik de birden fazla gen tarafından belirlenebilir. Bu tür özelliklere, polygenik özellikler adını veriyoruz. En tipik örneklerinden biri, göz rengidir. Buna daha sonra tekrardan döneceğiz. Burada vurgulamamızın nedeni, genlerin evrimsel süreçte yapısal olarak değişmemelerine rağmen görevlerinin değişebileceğidir. Ancak çoğunlukla evrimsel değişime katkı sağlayacak genetik malzemeler, mutasyonlar veya transpozonlar yoluyla genlerin fiziksel değişiminden kaynaklanır. Çoğu zaman ise yeni genetik malzemeler, dışarıdan göç yoluyla popülasyona dahil olur. Tüm bunlar haricinde, şans faktörünün etkisiyle ortaya çıkan genetik sürüklenme de, yepyeni malzemeler yaratabilir ve evrimi tetikleyebilir. Kısaca, evrimin çeşitlilik bakımından çok güçlü bir eli bulunmaktadır ve doğa, her türlü popülasyona çeşitlilik katabilecek güce sahiptir. Bu da, evrimin sürekli gerçekleşmesini mümkün kılar.

Tek tek tüm mekanizmaların üzerinden gitmeyeceğiz, bunu zaten Evrim Mekanizmaları yazı dizimizde detaylıca yapmıştık. Burada anlatmak istediğimiz şudur: bir popülasyona yeni genetik malzemenin dahil olması için çok sayıda yol vardır. Bilim düşmanlarının sıklıkla sordukları hileli sorulardan biri, "Genlere yeni bilgi nasıl eklenir?" sorusudur. İşte evrimin çeşitlilik mekanizmalarının her biri ve bunların çalışma biçimi, bu sorunun doğrudan cevabıdır. Bu soruyla ilgilenenler, mekanizmaları okuyarak sorularına cevap alabilirler. Bu makalede ise biz, bazı örnekler üzerinden giderek çeşitliliğin nasıl evrimi doğurduğunu göstereceğiz. 

Yukarıda saydığımız tüm çeşitlilik yaratıcı özellikleri alt alta koyduğumuzda, devasa bir popülasyon içerisinde 1-2 bireyde meydana gelen değişim bile, seçilim ile çok kısa sürede tüm popülasyona yayılabilir. Hele ki vahşi hayatta, en ufak bir artı bile sizi ileriye götürebilir, rakiplerinize fark atmanızı sağlayabilir. Bunu anlamak için de her zaman çan eğrisi örneğini veriyoruz. Eğer çeşitlilik mekanizmalarının yeni nitelikler yaratabileceğini anladıysak, bir popülasyon içerisindeki tipik bir dağılımı ele alarak örneklerimize başlayalım. Buradaki örneğimiz, herhangi bir popülasyonun boyun uzunluğunun evrimi olacak.

0. nesilde (evrimi incelemeye başladığımız nesilde), elimizde 100 birey olsun. Bu 100 bireyin:

- 4 tanesininki ise 6 santimetre 

- 6 tanesininki 8 santimetre. 

- 80 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 6 tanesininki 12 santimetre. 

- 4 tanesininki 14 santimetre. 

Eğer bu dağılıma bakacak olursanız, bir çan eğrisi dağılımı göreceksiniz: ortalama uzunluktaki boyunlara sahip bireylerin sayısı en fazlayken, uç özelliklere gidildikçe sayı giderek azalmaktadır. Örneğin insan türünün boyu düşünülecek olursa, 2.5 metrelik bireylerin sayısı bir elin parmağını geçmezken, 2.1 metre civarında olanların sayısı çok daha fazla olacak, 2 metre olanların sayısı daha da fazla olacak, 1.8 metre civarına gelindiğinde ise sayı diğer hepsinden fazla olacaktır. Ancak 1 metreye doğru gidildikçe, yine eldeki birey sayısı azalacaktır. Bu hayali popülasyonun boyun uzunluğu için de aynı durum geçerlidir. İşte bu, çeşitliliğin ta kendisidir! Bu çan eğrisi, aşağıdaki gibi görülecektir:

Eğer ki uzun boyunlu olanların herhangi bir sebeple avantajlı konuma geçtiği düşünülürse (daha fazla besin toplayabilmek veya karşı cinsiyetin uzun boyunluları daha çok tercih etmesi gibi), bu çan eğrisi nesiller içerisinde uzun boyunlulardan yana kaymaya başlayacaktır. Bir diğer deyişle, yukarıdaki çan eğrisinin "ortalama" değeri sağa doğru kaymaya başlayacaktır. İşte en yalın tanımıyla evrim budur: bir popülasyon içerisindeki genetik dağılımın, nesiller içerisindeki değişimidir. İlla fiziksel bir değişimin gözle görülebilir olması şart değildir. Yukarıdaki çan eğrisi, herhangi bir gen ve bu genin popülasyon içerisindeki dağılımı için de geçerli olabilirdi. Bu gen, hiçbir fiziksel etkiye sahip olmayabilirdi. Ancak genin nesiller içerisindeki dağılımının değişmesi, yine de evrimin ta kendisi olacaktı.  

Konumuza dönecek olursak, tahmin edilebileceği gibi, ortalama değerden daha uzun boyunluların avantajlı olduğu bir ortamda bu bireyler (yani boynu 12 veya 14 santimetre olanlar) daha kolay hayatta kalabilecek ve üreyebilecektirler. İşte bu sebeple, her yeni nesilde daha uzun boyunlu bireyler, daha fazla sayıda hayatta kalıp, daha çok üreyecektirler. Zaten çan eğrisinin kaymaya başlaması da bu yüzdendir. Ortam koşulları değiştiği anda çan eğrisi kaymaya başlamaz. Evrimsel bir değişimden bahsedebilmemiz için en az 1 neslin geçmesi mutlaktır. Dolayısıyla, çevre koşullarının değişimi, popülasyon içerisindeki dağılımı anında etkileyemez. Öncelikle çevre değişir, bu çevre değişimi türün bireyleri üzerinde çeşitli miktarlarda seçilim baskısı yaratır (örneğin en kısa boyunlular üzerindeki baskı en fazla olacak, dolayısıyla daha kolay elenecektirler); sonrasında ise daha kolay hayatta kalıp üreyebilenlerin sayısı, her bir nesilde giderek artar. İşte bu nesiller geçtikçe, çan eğrisi de yukarıdaki örnekte sağa doğru adım adım kayacaktır. Evrim de zaten bu değişimdir. 

Evrimi Adım Adım Takip Etmek: Çan Eğrisinin Değişimi

Şimdi, bu örneğimiz üzerinden nesilleri adım adım takip edelim. Anlamayı kolaylaştırmak adına, her bir neslin, bir önceki nesil kadar birey verdiğini varsayalım ve bir önceki neslin üredikten hemen sonra yok olduğunu, yani yeni gelen neslin önceki neslin yerini aldığını düşünelim. Kısaca, 100 bireyin çiftleşmesi sonucu yine 100 yavru oluşsun. Fakat burada çok önemli bir nokta vardır: daha uzun boyunlular daha kolay hayatta kalabildikleri için, birbirleriyle daha sık çiftleşecek ve daha çok yavru üretecektir. Dolayısıyla, yeni oluşacak 100 bireylik neslin içerisinde uzun boyunluların bulunma ihtimali daha fazla olacaktır. Kısa boyunlular, eğer ki seçilim baskısı abartılı miktarda değilse (ki kimi zaman bu durum gözlenebilir), muhtemelen hemen yok olmayacak, bir miktar nesil boyunca dayanabilecektir. Benzer şekilde, çok avantajlı konumda olan uzun boyunlu bireyler de bir anda sayıca katlanarak artmayacaktır; ancak sayılarında göreceli bir artış görmek mümkün olacaktır. Sonuçta, ortalama uzunluktaki boyunlara sahip bireyler sayıca çoğunluktadır ve popülasyon içerisinde artık onlardan daha avantajlı bireyler bulunsa da, halen çok da dezavantajlı konumda sayılmazlar. Fakat sayılarının göreceli olarak bir miktar azalmasını bekleyebiliriz. Kısaca 1. nesil üreme çağına geldiğinde elimizdeki durumun şöyle olması muhtemeldir:

- 2 tanesininki ise 6 santimetre.

- 4 tanesininki 8 santimetre.

- 72 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 13 tanesininki 12 santimetre. 

- 9 tanesininki 14 santimetre. 

Görülebileceği gibi halen orta uzunlukta boyunlara sahip olan bireylerin sayısı ezici çoğunlukta; ancak göreceli bir denge değişimi de gözlenebiliyor. Eğer ki seçilim baskısı değişmezse ve hatta giderek uzun boyunluları destekleyecek şekilde artarsa (çünkü çevre sürekli değişir), her bir nesilde, dağılımın hafif hafif değiştiğini görebiliriz. Örneğin 2. nesil aşağıdaki gibi olabilecektir.

- 1 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 60 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 17 tanesininki 12 santimetre. 

- 21 tanesininki 14 santimetre. 

Bu durumda ne oldu? Yeni kombinasyonlarda elimizde yine kısa boyunlular var. Bu şekildeki zayıf kombinasyonlar her zaman olabilir. Hatta kimi zaman bu canlıların inatla varlıklarını korudukları görülür. Bunun sebebi elbette türlerin evrimle "inatlaşması" değil, evrimin tek bir özellik açısından ele alınmasının güçlüğüdür. Yani bir canlı, boyun uzunluğu açısından dezavantajlı olabilir; ancak bir diğer özellik açısından sahip olduğu avantaj, onun uzun bir süre varlığını korumasını sağlayabilir. Fakat eğer ki zayıf olunan bir özellik açısından seçilim baskısı yeterince güçlüyse, er ya da geç o zayıf özelliği taşıyanlar elenecektir. Şimdi, bu durumu göreceğimiz 3. nesle geçelim:

- 2 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 40 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 27 tanesininki 12 santimetre. 

- 30 tanesininki 14 santimetre. 

- 1 tanesininki 15 santimetre.

Bu yeni nesilde, çok önemli iki nokta görüyoruz: İlk olarak, 8 santimetre uzunluğunda boyna sahip olanlar tamamen elendi. 6 santimetre olanlar, yani daha dezavantajlı konumda olanlar ise halen varlığını sürdürüyor. Çünkü evrim mutlak bir şekilde işlemez: işin içerisinde her zaman şans faktörü de vardır. Kimi zaman, daha dezavantajlı bireyler, daha avantajlı bireylerden bile uzun dayanabilirler, çünkü basitçe, şanslıdırlar. Bu etki, genellikle genetik sürüklenme başlığı altında incelenir. Hatta bir önceki nesle göre boynu 6 santimetre olan bireylerin sayısı artmıştır bile! Ancak bu, her zaman bu uzunluktaki bireylerin sayısının nesiller içerisinde artacağını garanti etmez. Geçici artışlar, bir müddet sonra ani çöküşleri beraberinde getirebilir. Ancak burada altı çizilmesi gereken bir önemli nokta daha vardır: eğer ki Doğal Seçilim ile ilgili makalemizden hatırlanacak olursa, evrim illa tek bir yöne doğru olmak zorunda değildir; kimi zaman çevrenin değişimi, iki uç özelliği destekleyebilir ve ortadakileri dezavantajlı konumda bırakabilir. Eğer ki çevrenin değişimi, yukarıdaki 3. nesilde böyle bir seçilim baskısı yaratırsa, yok oluşa doğru giden 6 santimetre uzunlukta boyna sahip bireyler, bir anda sayıca artmaya başlayabilir. Öte yandan, uzun boyunlular halen desteklendiği için, diğer kol da evrimleşmeyi sürdürecektir. Nesiller sonucunca, iki ucun sayısının artması, türleşmeyi beraberinde getirecektir. İşte bir popülasyonun ikiye ayrılması ve Evrim Ağacı'nın bir dalının iki dala ayrılmasının yollarından birisi budur. Ancak burada şimdilik daha fazla detaya girmeye gerek yok, çünkü az sonra detaylarını göreceğiz.

Yukarıdaki 3. neslimizde fark edilmesi gereken ikinci önemli nokta ise şudur: boynu uzunların sayıca popülasyon içerisinde artması, yeni bir kombinasyonun (15 santimetre uzunlukta boyna sahip bireylerin) doğabilmesine imkan vermiştir. Belki bu kombinasyon 0. nesilde de doğabilirdi (tıpkı 1.8 metre boyundaki insanların evlatlarının kimi zaman 2.1 metre uzunluğa erişebilmesi gibi), ancak uzun boyunlular sayıca çok az oldukları için karşılaşma ihtimalleri çok daha düşüktü, dolayısıyla böyle bir kombinasyonun yaratılma şansı da daha azdı. Ayrıca bu süreçte, toplamda 4 nesil (0, 1, 2, 3) içerisinde, 400 birey gözlemledik ve bunlarda meydana gelen mutasyonlar, transpozonal değişimler ve benzerleri belli sayıda genetik farklılık doğurdu ve bunların gelecek nesillere aktarılmasına sebep oldu. Bu da bu yeni bireyin doğuşunu hızlandırmış olabilir. Şimdi 4. nesle bakalım:

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 29 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 33 tanesininki 12 santimetre. 

- 34 tanesininki 14 santimetre. 

- 3 tanesininki 15 santimetre.

4. nesilde, görebileceğiniz gibi 6 santimetre olanlar bir anda yok oldular ve daha önceden yok olmuş 8 santimetrelik bireyler yeniden görüldüler. Çünkü evrimsel süreç içerisinde her şey net bir şekilde kesilmiş değildir, böyle muğlak geçişler çok sık görülür. Bir özellik, popülasyon içerisinde bir anda var olamayacağı gibi, bir anda yok da olmaz. Bu tür gel-gitler, evrimde sıklıkla görülür. Ancak genel eğilimler (trendler) incelenecek olursa, bu örneğimizde kısa boyunluların giderek yok olduğu aşikardır. 5. nesle geçelim:

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 16 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 35 tanesininki 12 santimetre. 

- 42 tanesininki 14 santimetre. 

- 6 tanesininki 15 santimetre.

- 1 tanesininki 17 santimetre.

Bu nesilde yine, yeni bir kombinasyon görmekteyiz. 15 santimetre boyna sahip olan bireylerin sayıca artması, popülasyondaki gen dağılımları üzerinde anında etkisini gösteriyor. Ayrıca şöyle bir durum da var, şu anda sadece boyun uzunluğunu incelemekteyiz. Ancak seçilim tek bir özelliği etkilemiyor. Makalemizin başında yaptığımız açıklamaya paralel olarak, birçok genetik özelliğin değişimi, dolaylı olarak ya da doğrudan boynun uzunluğuna etki eden genlerde değişime sebep olabilir. Bu da yeni genlerin doğmasını tetikleyebilir ki bu doğuş yoktan var olma şeklinde değil, genetik yapının değişimi şeklindedir. Devam edelim, 6. nesildeyiz:

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 9 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 32 tanesininki 12 santimetre. 

- 37 tanesininki 14 santimetre. 

- 14 tanesininki 15 santimetre.

- 8 tanesininki 17 santimetre.

Bu neslin sonunda, birkaç önceki nesildeki "dedeleri" avantajlı olan 12-14 santim boyunlu olanlar artık dezavantajlı konuma düşüyorlar, çünkü yeni neslin boyunları kendilerinden de uzun ve halen seçilim baskısı devam ediyor, hatta giderek güçleniyor. Ayrıca en eski atalarında boyun uzunluğu 6-8 santimetre olarak görülen bireyler artık neredeyse tamamen yok oldular. Hatta 0. nesildeki çan eğrimizde merkezde olan ve en fazla bulunan 10 santimetre boyunlular bile artık azınlıklar. Çan eğrisi kayıyor. Bu şekilde devam ettirirsek, 15. nesilde varacağımız sonuç şöyle bir şey olabilir:

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 0 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 2 tanesininki 12 santimetre. 

- 3 tanesininki 14 santimetre. 

- 14 tanesininki 15 santimetre.

- 22 tanesininki 17 santimetre.

- 35 tanesininki 19 santimetre.

- 18 tanesininki 22 santimetre.

- 6 tanesininki 24 santimetre.

İşte Evrim budur. 15 nesil önce boyunları ortalama 10 santimetre olan bireylerden, bugünkü nesilde ortalamanın 19 santimetreye çıktığını görüyoruz. Bu sadece tek bir özellik. Bu özellikler kapsamlılaştırılır ve hepsinin toplamı alınırsa, yepyeni bir türün doğduğunu görmek son derece kolay olacaktır. Örneğin: kıl rengi, kıl uzunluğu, boy uzunluğu, ağrılık, kemik dağılımı, kas-tendon bağlantıları, kemik şekilleri, nöron sayısı, nöron yapıları, pençe gücü, çene gücü, kas tonusu miktarı, cinsel tercihleri belirleyen eğilimler ve daha milyonlarcası... 

Evrimsel Süreç İçerisinde İzolasyon ve Türleşme

Üstelik daha izolasyonları işin içine katmadık bile. Şimdi, 3. nesle geri dönün ve bakın: 2 tane boynu 6 santim olan birey gözüküyor. O nesilden bahsederken de izah ettiğimiz gibi, çevrenin değişimi bu azınlık ve uç bireyleri destekleyebilir. Bu da, evrime bambaşka bir boyut katabilir. Diyelim ki bu canlıların yaşadığı ortamda bir yangın oldu ve bu boynu kısa olanlar ilk ve en hızlı kaçan grup oldu, sonra da geri dönemediler. Bu ikisi, kendi ortamlarında, yepyeni bir alanda, yepyeni seçilim baskıları altında yaşamaya başladılar. Bu ortamda uzun boyunlu olmak şart değil, hatta kısa boyunlular daha rahat yaşayabiliyorlar, dar yerlere girip, yere daha rahat ulaşabildikleri için (çünkü yangın sonrasında kalan besinler yerde bol olabilir). Etrafta pek kendilerine benzer tür olmadığı için çiftleşmeye başlıyorlar. Ve işte bir coğrafi izolasyon sonrası türleşme meydana gelmeye başlıyor, daha sadece bir başlangıç bu. Ancak eğer böyle bir durum olduysa, artık yukarıdaki nesil zincirini takip edemeyiz. Çünkü aynı popülasyon artık iki dala ayrılmış oldu:

A Grubu (3. Nesil):

- 2 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 0 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 0 tanesininki 12 santimetre. 

- 0 tanesininki 14 santimetre. 

- 0 tanesininki 15 santimetre.

 B Grubu (3. Nesil):

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 40 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 27 tanesininki 12 santimetre. 

- 30 tanesininki 14 santimetre. 

- 1 tanesininki 15 santimetre.

Artık elimizde atasal nesle (3. nesil) ait 2 ayrı popülasyon var. Bunların evrimini, birbirlerinden bağımsız olarak incelememiz gerekiyor, çünkü üzerlerindeki seçilim baskıları farklı. Bunlardan oluşacak 4. nesilde, A grubunda 4 yeni birey, B grubunda 96 yeni birey doğmuş olsun. Bu durumda 4. nesil şöyle olabilirdi:

A Grubu (4 Nesil):

- 1 tanesininki ise 5 santimetre.

- 2 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 0 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 0 tanesininki 12 santimetre. 

- 0 tanesininki 14 santimetre. 

- 0 tanesininki 15 santimetre.

B Grubu (4. Nesil):

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 24 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 30 tanesininki 12 santimetre. 

- 36 tanesininki 14 santimetre. 

- 2 tanesininki 15 santimetre.

A Grubu'nda bu popülasyon artışından sonra kısa boyunluların avantajı ortaya çıktığını varsayalım. Görebileceğiniz gibi, daha ilk nesilde 5 santimetre boyna sahip yeni bir varyasyon oluşabilir. B Grubu ise yine, ilk verdiğimiz örnekte olduğu gibi uzun boyunlulara doğru evrimleşsin, çünkü kaldıkları yerde halen onlar avantajlı. Bu arada A Grubu'nun üreme sayısı gittikçe artıyor (bu defa 20 yeni birey doğsun), çünkü bol besin, az tüketici var yeni ortamda. B Grubu'nda ise her seferinde 100 kişi civarında oluyor, çünkü o ortam bu kadarını taşıyabiliyor. 5. nesilde olacak durum şu olabilirdi:

A Grubu (5. Nesil):

- 4 tanesininki ise 3 santimetre.

- 8 tanesininki ise 4 santimetre.

- 6 tanesininki ise 5 santimetre.

- 1 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 0 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 0 tanesininki 12 santimetre. 

- 0 tanesininki 14 santimetre. 

- 0 tanesininki 15 santimetre.

B Grubu (5. Nesil):

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 24 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 30 tanesininki 12 santimetre. 

- 36 tanesininki 14 santimetre. 

- 2 tanesininki 15 santimetre.

Görüleceği üzere her seferinde, bir önceki seferde ortamda sayıca fazla bulunan özellik yine sayıca fazla oluyor; ancak bu denge yavaş yavaş, nesilden nesle bozuluyor ve avantajlı olanların yönünde kayıyor. Bu sayede evrim, gıdım gıdım, kademeli olarak gerçekleşiyor. Örneğin bu şekilde devam ettirelim ve 15. nesle ulaştığımızı varsayalım. Artık bu nesilde, A Grubu da 100 kişiye ulaşmış olsun ve yeni ortam da 100 birey taşıyabilecek kapasitede olsun. Bu durumda 15. nesil şöyle bir şey olabilirdi: 

A Grubu (15. Nesil):

- 4 tanesininki ise 0 santimetre.

- 12 tanesininki ise 1 santimetre.

- 18 tanesininki ise 2 santimetre.

- 32 tanesininki ise 3 santimetre.

- 20 tanesininki ise 4 santimetre.

- 8 tanesininki ise 5 santimetre.

- 5 tanesininki ise 6 santimetre.

- 1 tanesininki 8 santimetre.  

- 0 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 0 tanesininki 12 santimetre. 

- 0 tanesininki 14 santimetre. 

- 0 tanesininki 15 santimetre.

B Grubu (15. Nesil):

- 0 tanesininki ise 6 santimetre.

- 0 tanesininki 8 santimetre.  

- 0 tanesinin boyu 10 santimetre. 

- 2 tanesininki 12 santimetre. 

- 3 tanesininki 14 santimetre. 

- 14 tanesininki 15 santimetre.

- 22 tanesininki 17 santimetre.

- 35 tanesininki 19 santimetre.

- 18 tanesininki 22 santimetre.

- 6 tanesininki 24 santimetre.

Şimdi ne oldu? Bir grubun içerisinde artık "boyunsuz" denebilecek canlılar oluşmuşken, diğer grubun boyunları iyicene uzadı. Bunlar, 15 nesil önce (ya da daha gerçekçi olarak 1500 nesil önce diyelim, çünkü bu işlem çok daha yavaş gerçekleşecektir, burada hızlandırdık biz) aynı türe ait canlılardan oluşuyordu. Ancak şimdi, bu iki grubun bireyleri bir araya getirseler, birbirlerini tanımak bir yana, çiftleşemeyecek kadar farklılaşmış olacaklardır. Çünkü unutmayın, biz sadece boyun yapılarını inceledik; ancak milyonlarca özellik gıdım gıdım değişecektir. Buna üreme organları, genetik materyal, sperm ve yumurtaların tipleri, nitelikler, cinsel davranışlar ve tercihler, her şey ama her şey dahildir.

İşte türleşme budur. İşte evrim budur. Evrimde çeşitlilik farklı genetik kombinasyonlar ve bu genetik materyalin binbir çeşit yöntemle değişmesi sonucu var olur. Bu değişimler, popülasyon dağılımını çeşitli çevresel baskılar altında belirli yönlere kaydırabilir. Bu yönlerin sonucunda da, dönüp baktığımızda evrimsel bir değişim yaşandığını, türlerin artık birbirleriyle çifleşemeyecek kadar farklılaştığını görürüz.

Genler, Fiziksel Özellikler ve Evrim: Genlere Yeni Bilgiler Nasıl Eklenir?

Şimdi yukarıda izah ettiğimiz evrimi, yine tek bir özellik açısından; ancak genler bazında ele alalım. Daha önceden de bahsettiğimiz gibi, bazı durumlar haricinde tek bir gen, tek başına, bir özelliğin tamamını kodlamaz. Çoğunlukla genler belli fiziksel özelliklere katkı sağlar, o özelliklerin belli başlı bazı niteliklerini belirler. Örneğin göz rengine ait bir tek gen yoktur. Hatta yapılan araştırmalar göz rengi için bir genin dahi bulunmadığını, göz renginin bazı genlerdeki tekil nükleotitlerin varyasyonu sonucunda belirlediğini gösteriyor. Ancak şimdilik kafanızın karışmaması adına, göz rengini kodlayan 3 gen olduğunu varsayalım: A, B, C olsun bunlar. Bu genlerin farklı kombinasyonları, belli renklerin farklı tonlarını belirleyebilecek, hatta bambaşka renklere neden olabilecektir. Bunu anlamak için, elimizde şöyle bir renk tablosu bulunduğunu varsayalım:

AAA: Kahverengi-1

AAB: Kahverengi-2

ABA: Kahverengi-3

ABB: Yeşil-1

AAC: Yeşil-2

ACA: Yeşil-3

ACC: Mavi-1

ABC: Mavi-2

ACB: Mavi-3

BAA: Ela-1

BAB: Ela-2

BBA: Ela-3

BBB: Koyu Mavi-1

BAC: Koyu Mavi-2

BCB: Koyu Mavi-3

BCC: Koyu Yeşil-1

CAA: Koyu Yeşil-2

CAB: Koyu Yeşil-3

CBA: Bal Rengi-1

CBB: Bal Rengi-2

CAC: Bal Rengi-3

CCA: Buz Mavisi-1

CCC: Buz Mavisi-2

...

Bu şekilde 27 tane kombinasyon var; ancak uzatmamak adına hepsini yazmadık. Buradaki Mavi-1, Mavi-2 ve Mavi-3'ün mavi renk gözün 3 farklı tonu olduğunu düşünün. Eğer ele aldığımız 3 gen yerine 4 gen (daha doğrusu 4 alel) göz rengini belirleseydi, o zaman 27 yerine 256 kombinasyon olacaktı. İnsan türünde göz rengine etki eden 8 gen olduğuna dair veriler göz önüne alınacak olursa, sadece göz rengi bakımından bile ne kadar geniş bir çeşitlilik olduğu (16.5 milyondan fazla kombinasyon) anlaşılabilecektir. Bu şekilde olasılıklar artacaktır. Ancak burada önemli olan bir diğer nokta da baskınlık unsuru. Diyelim ki A > B > C olsun. Bu baskınlık sebebiyle her kombinasyon her rengi doğuramamaktadır. Yani genlerin birbirlerine etkisi önemlidir. Bu durumda, elimizdeki 3 genden A en baskın olan, sonra B, en çekinik olansa C...

Tıpkı yukarıda açıkladığımız gibi, seçilim mekanizmaları sebebiyle bir zaman diliminde bu varyasyonlar arasında bir çan eğrisi dağılımı olacaktır. Ancak seçilimle beraber bu çan eğrisi açıkladığımız şekilde kayabilecektir. Burada önemli olan, bu çan eğrisinin uçlarındaki ekstrem örneklerin nasıl var olduğu, popülasyona dahil olduğudur. İşte burada yazımızın başlarında bahsettiğimiz crossing-over, mutasyon, transpozon, plazmid, viral transformasyon, vb. çeşitlilik mekanizmaları devreye girer.

Normalde, biz her ne kadar yan yana yazmış olsak da, okullarda hep öyle öğrendiğimiz için DNA'nın dikey olarak okunduğunu düşünelim ve crossing-over'ı incelediğimizi varsayalım. Crossing-over, mayoz bölünmenin profaz-I evresinde meydana gelir. 

Şimdi, bir anne ve bir baba düşünelim. Soldakiler annenin kromozomu, sağdakiler babanın:

A   B      B   C

B   C      C   C

A   B      B   C

Bu durumda, baskınlık durumlarından ötürü annenin tablosu satır satır şöyle olacaktır:

A   (A, B'ye baskındır)

B   (B, C'ye baskındır)

A   (A, B'ye baskındır)

Babanınki ise:

B   (B, C'ye baskındır)

   C   (2 C olduğu için baskınlık yoktur)

B   (B, C'ye baskındır)

Tablomuza bakacak olursak anne Kahverengi-3 (ABA), baba ise Koyu Mavi-3 (BCB) göz renklerine sahiptir.

Daha sonra, eşlenme sırasında homolog kromozomlar oluşacaktır:

A   B    A   B             B   C    B   C

B   C    B   C            C   C    C   C

A   B    A   B             B   C    B   C

Sol taraftaki 4'lü, annedeki homolog kromozomları gösteriyor. Sağ taraftaki 4'lü ise babadaki. Bu genetik durumda, baskınlık durumlarından ötürü anneni

Profaz-I'de bu kollar arasında crossing-over olacaktır. Bu durumda, crossing-over sonrası şöyle bir durumla karşılaşabiliriz (karşılıklı olarak değişenler koyu mavi yazılmıştır):

A   A    B   B            B   C    B   C

B   C    B   C            C   C    C   C

A   A    B   B            B   B    C   C

Daha sonra iki telofaz evresi sonrası 4 hücre oluşacak ve bunların her biri ayrı hücrelere gidecek, annede ve babada:

A      A      B      B       B      C      B      C

B      C      B      C      C      C      C      C

A      A      B      B       B      B      C      C

Daha sonra bunlardan ilk 4 tanesinden biri ile son 4 tanesinden biri (sperm ile yumurtalardan ikisi) rastgele birleşecektir. Diyelim ki ikincisi ile sonuncusu döllenmiş olsun:

A   C

C   C

A   C

Bu durumda, zigotun baskınlık tablosuyla değerlendirdikten sonraki durumu:

A   (A, C'ye baskındır)

   C   (2 C olduğu için baskınlık yoktur)

A   (A, C'ye baskındır) 

olacaktır. Bu durumda çocuğun göz rengi Yeşil-2 olacaktır. Anne ve babasından tamamen farklı yeni bir kombinasyon doğmuştur. Eğer ki Yeşil-2 göz rengi bu popülasyonda daha önce görülmeyen ya da çok nadir görülen bir göz rengiyse, bu kombinasyon sonucu yeni bir göz rengi popülasyona dahil olmuştur; ya da popülasyondaki bu renge ait frekans artmıştır. İşte yeni kombinasyonlar böyle doğar. 

Kaldı ki mutasyonlar meydana gelebilir. Bir örnek verelim: yukarıdaki zigotun oluşumundan hemen sonra, 1 ve 3 numaralı bölgelerde birer nokta mutasyon oluşsun. Böylece yukarıdaki ACA kombinasyonu tamamen farklılaşabilir. Örneğin:

C

C

C

olsun. Yani ilk ve son lokustaki (alel bölgesindeki) A genleri C'ye dönüşmüş olsun. Bu durumda çocuğun göz rengi Buz Mavisi-2 olacaktır.

Sonuç

Görebileceğiniz gibi evrimsel süreç son derece basit ve adım adım takip edilebilir bir olaylar silsilesidir. Eğer ki bir birey, evrimsel biyoloji hakkında yeterli donanıma sahipse, kolaylıkla bu basamakları takip edebilecek ve evrimin nasıl gerçekleştiğini anlayabilecektir. Her şey, genlerin popülasyon içerisindeki dağılımı ve bu dağılım üzerindeki çevresel baskılar çerçevesinde meydana gelmektedir. Genlerin çevreyle etkileştiği gerçeği anlaşıldığında, evrimin anlaşılmaması için hiçbir neden kalmayacaktır. Burada, çok çok kısıtlı bir örnek üzerinden giderek, evrimsel değişimi net olarak izah ettiğimizi umuyoruz. Burada anlattıklarımızı çok daha geniş skalada, çok daha geniş bir varyasyon ile değerlendirmeyi ve düşünmeyi size bırakıyoruz. Bunu yaptığınızda, türlerin birbirlerinden nasıl farklılaştıklarını ve yeni türlerin nasıl evrimleştiğini anlamanız çok kolay olacaktır.