Günümüz İnsanlarında Evrim Örneği: Bajaular ve Dalgıçlık!

2019 Nobel Fizyoloji/Tıp Ödülü, hücrelerimizin oksijen düşüklüğü olarak bilinen hipoksiye nasıl tepki verdiğiyle ilgili araştırmaları nedeniyle Sir Peter Ratcliffe, Gregg Semenza ve William Kaelin'e verildi. Ekip, hücrelerin hipoksiye verdiği tepkinin moleküler mekanizmalarını açıklamayı başardılar.

O zaman soralım: Nefesinizi en fazla ne kadar tutabilirsiniz? 30 saniye? 1 dakika? 2 dakika? İsterseniz deneyin!

Tamam tamam, kendinizi zorlamanın alemi yok. Gerçi nefesinizi istemli olarak tutarak ölmeniz mümkün değil; çünkü oksijen seviyeniz çok düşerse, bilinciniz kapanmaya başlayacaktır ve nihayetinde, bilinçli bir şekilde nefesinizi tutmaya devam edemeyeceksinizdir. Ama nefes tutarken ya da oksijen yetmezliğinde vücudunuza olanlar ilginçtir. Bilgi almak için buradaki yazımızı okuyabilirsiniz.

Siz nefesinizi ne kadar tutabiliyorsunuz bilemiyoruz. Belki arkadaşlarınıza nefesinizi ne kadar uzun süre tutabildiğinizle hava atabilirsiniz; ancak rekorunuz ne olursa olsun, 24 dakika 3 saniye boyunca nefesini tutarak Guinness Rekorlar Kitabı'na giren İspanyol Aleix Segura'nın rekoru yanında sizinki komik kalacaktır.

Hiperventilasyon ile Nefesinizi Daha Çok Tutabilirsiniz!

Segura, nefesini bu inanılmaz süre boyunca tutabilmek için hiperventilasyon denen bir yönteme başvuruyor. Hiperventilasyon, aslında çeşitli hastalıkların semptomu olsa da, eğer ki bilinçli bir şekilde kendiniz yapıyorsanız, alkol fiyatlarının abartılı yüksek olduğu bir ülkede ucuza kafayı bulmanın bir yolu gibidir.

Normal nefes alış veriş hızınızdan çok daha hızlı bir şekilde, birkaç dakikalığına nefes alıp verecek olursanız, vücudunuzdaki karbondioksit miktarını azaltıp, oksijen miktarını arttırmanız mümkün olur. Bu da baş dönmesi, el ve yüzde uyuşma gibi etkilere neden olur. Tıpkı alkol gibi! Aşağıdaki videonun 55. saniyesinde Stephane Mifsud'un hiperventilasyon yapmasını görebilirsiniz:

Hatta bir ara köpeklerin hızla giden arabadan kafalarını çıkarıp havayı hızlı hızlı solumasının nedeninin bu şekilde kafayı bulmak olduğu bile ileri sürülmüştü. Ama asıl nedeni muhtemelen koku reseptörlerine olabildiğince fazla hava molekülü ulaştırmak ve etraflarındaki dünyayı normalde yapabildiklerinden çok daha zengin bir şekilde deneyimleyebilmek...

Sonuç olarak, hiperventilasyon sayesinde nefes tutma sürenizi dikkate değer miktarda arttırabilirsiniz. Örneğin Segura, rekoru kırmadan önce 20 dakika kadar saf oksijen soluyarak hiperventilasyon yapmıştı. Saf oksijen kullanarak hiperventilasyon yapmaksızın nefes tutma rekoru ise 11 dakika 35 saniye ile (yukarıda da izlediğiniz) Stephane Mifsud'a aittir. Gördüğünüz gibi aradaki fark 2 kat kadardır!

Fakat bu videolarda bir şey ilginizi çekmiş olabilir: Her iki rekor da su içinde kırılmıştır. Bu ilginç değil mi? Aslında su basıncının havaya nazaran göğsünüze daha fazla baskı yapması nedeniyle su altında nefesinizi daha az tutabileceğinizi sanabilirsiniz. Ancak ilginçtir, durum tam tersi: Su altında nefesinizi daha uzun tutabilirsiniz!

Memeli Dalma Refleksi

Bunun sebebi ise evrimsel psikolojiye dayanıyor: Buna "memeli dalma tepkisi" deniyor. Hiçbir eğitim almamış olsanız bile, su altına ilk dalışınızda kalp atışlarınız %10-30 arası yavaşlayacaktır. Profesyonel dalgıçlarda bu yavaşlama oranı %50'ye kadar çıkmaktadır. Bu sadece bizde olan bir şey değil, memelilerin çoğunda suya girdiklerinde ve hatta suratlarına soğuk su geldiğinde bu görülür. Suyla temas edildiğinde memeli hayvanların çoğunun kalp atışları yavaşlar, kanları vücutlarının merkezine doğru çekilir ve dalakları kasılarak, depoladığı oksijen taşıyan alyuvarları serbest bırakır. Böylece su altında son derece kısıtlı olacak olan oksijenden en verimli şekilde faydalanmaya çalışırız.

Ama su içinde öylece süzülürken nefes tutmak bir şey... Peki ya bir yandan nefesinizi tutarken, bir yandan balık avlamanız, su altındaki tehditlerden kaçmanız, yolunuzu bulmanız gerekseydi? Hayır, yunus ve balinalar gibi hayvanlardan bahsetmiyoruz. Şu anda Dünya üzerinde günlerinin büyük bir kısmını suyun altında avlanarak geçiren insanlar var. Gelin sizi Bajau Kabilesi ile tanıştıralım.

Ama önce, biraz evrim...

İnsanların Denizle İlişkisi

Sulardan Karalara Geçiş

İnsanların denizle ilişkisi oldukça eskiye dayanır. Örneğin 400 milyon yıl kadar önce yaşayan atalarımız balıktı! Tabii o dönemde ne insanlar vardı, ne şempanzeler, filler, aslanlar, ayılar... Karalarda tek bir omurgalı hayvan bile yaşamıyordu.

Omurgalıların karalara çıkışı, tüm karasal omurgalı hayvanların, dolayısıyla biz insanların da Tiktaalik gibi ataları, günümüzden 375 milyon yıl kadar önce kara yaşantısına adapte olacak biçimde evrimleşmeye başlamasıyla oldu. Günümüzde bu türleri fosiller sayesinde çok yakından tanıyoruz. Bu atalarımız karalara çıktıkça, bu yeni yaşam alanında daha uzun süre kalabilenler daha avantajlı konuma geçtiler; çünkü buralarda böcekler ve bitkiler vardı, yani besin vardı. Buna karşılık, onları avlayabilecek hiçbir iri avcı yoktu. Yani okyanuslarda muhteşem bir rekabet varken, karalar henüz omurgalı hayvanlarca işgal edilmemişti. Bu durum, karalara ilk çıkan atalarımız için harika yaşam alanları sunuyordu.  

Ama bu geçiş hiç de kolay olmadı. Halihazırda sığ sularda yaşayan akciğerli balık atalarımızın birçoğu, karalardaki ilk denemelerinde öldüler. Bazıları birkaç dakikalığına suyun dışında kalabildi; ancak geri dönemeyerek öldüler. Bazıları çamurlu yüzeylerden faydalanarak onlarca dakika su dışında kalabildi, çünkü hava soluyabiliyorlardı ve derileri de nemli çamura temas edebiliyordu. Bu sayede bu balıklar, peşlerinde olan avcılardan kurtulmayı başardılar; daha güvenli alanlarda üreyebildiler. Bazıları su kıyılarındaki böcekleri ve bitkileri yiyerek kolay besin kaynaklarına erişti. Bu süreçte yine birçoğu öldü; ancak her seferinde daha uzun süre karalarda kalabilenler, daha rahat beslendi, avcılarından daha kolay kaçtı ve daha çok üredi.

Dolayısıyla nasıl ki şimdi suda nefes tutmaktan bahsediyoruz; o zamanlarda da sudan çıkıp karada "nefes tutmak" avantajlı idi. Bunu daha çok yapabilenler, daha kolay hayatta kalıp, daha kolay ürediler. Bu nedenle her nesilde kara yaşantısına daha uyumlu olanlar daha çok yavru verdiler, onlar da kendileri gibi kara yaşantısına bir nebze daha adaptif olan bireylerdi. Çünkü avantajlı olan ebeveynlerinin genlerini taşıyorlardı! Bu devam ettikçe omurgalılar kalıcı bir şekilde karalarda yaşayabilmeye başladılar. Bunlar hayal ürünü hikayeler değiller! Bu geçişin basamaklarını günümüzde halen gösteren akciğerli balıklar var: Çamur Zıpzıpları, balık olmalarına rağmen karalarda yaşayabilirler ve karada üremeyi tercih ederler! Bu konuda çok daha fazla bilgiyi buradan alabilirsiniz.

Karalara ilk adımlarını atan bu balık ataların torunları karalara uyum sağladıkça, öncelikle hem sularda hem karalarda yaşayabilen, günümüzde kurbağa ve semender gibi canlılarla temsil edilen amfibiler evrimleşti. Onların soyundansa, tam zamanlı bir şekilde karada yaşayabilen sürüngenler evrimleşti. Bu noktada ayrılan bir kol, bizi de içinde barındıracak olan memelilerin evriminin ilk basamaklarını oluşturdu. Bu konularda daha fazla bilgiyi buradaki yazı dizimizden alabilirsiniz.

Ama işin özü şu: Bugün ilk bakışta bir balığa pek benzemiyor olsak da, kafamızdan çıkıp karnımıza inen ve sonrasında ses kutumuza dönen reküran larinks sinirimizden tutun da ana rahminde insan bebeklerinde gelişen ve sonradan farklılaşan solungaç yarıklarına kadar, balıklardan kalma genlerimizden tutun da hıçkırma gibi çok temel reflekslerimize kadar birçok özelliğimizde balık atalarımızın izini bir damga gibi taşımaya devam ediyoruz.

Deniz Kıyısını Takip Eden İnsan Göçleri

Ama okyanuslarla ilişkimizi görmek için o kadar geriye gitmemize gerek yok. Son 6 milyon yılda hominidlerin, yani insansı türlerin evrimsel yolculuğu bize oldukça net bir görüntü sağlıyor:

Bazı atalarımız gibi biz insanlar da Afrika'da evrimleştikten sonra diğer kıtalara yayılmış bir türüz. Ancak bunu yaparken oldukça ilginç bir rota izledik: Neredeyse hep deniz kenarlarını takip ettik; hatta o sayede Japonya ve Filipinler gibi adalara ulaştık; hatta Bering Boğazı üzerinden Amerika kıtasına geçebildik.

Çünkü deniz kıyısında olmak, en azından bir taraftan gelecek tehditleri azaltır. Sonuçta denizden karalara saldırabilen hayvanlar yok denecek kadar az. Üstelik deniz kenarında olmak, karalarda besin bulamadığınızda deniz hayvanlarıyla beslenme imkanı sunar. Deniz kıyılarında daha çok yeşillik vardır ve bu, daha fazla besin demektir. Hem de dürüst olalım, sahil boyunca bulunabilecek deniz kabukları gibi cisimler türümüzün hep hoşuna gitmiş, sanatsever tarafımıza hitap etmiştir.

Denizle ilişkimiz öylesine sıkıdır ki, bazı deniz biyologları insanların aslında "sucul maymunlar" olduğu ileri sürdüler. Alister Hardy ve Elaine Morgan tarafından geliştirilen Sucul Maymun Hipotezi, insanın kılsız vücudunu ve iki ayak üzerinde durma becerisini aslında su içinde zaman geçirmeye yönelik adaptasyonlar olarak yorumlamaya çalıştı. Bu hipotez bugün büyük oranda çürütülmüştür ve üzerinde duran pek kimse kalmadı. Ama türümüzün denizlerle ilişkisini görmemizi sağlıyor diyebiliriz.

Bajau Kabilesiyle Tanışın!

Şimdi gelelim nefes tutma ile okyanuslar arasındaki ilişkiye... Nasıl ki balık atalarımız karalarda daha uzun kalabilme becerilerine göre hayatta kalıyor veya ölüyorlardı ve buna bağlı olarak karalarda yaşayabilen türler evrimleşiyordu, türümüzün bazı popülasyonları da ada bölgelerde hapsolduklarında bu sıra dışı coğrafi koşulların şartlarına göre evrimleştiler. Bajau Halkı, buna harika bir örnek!

Malezya, Endonezya ve Filipinlerin çevresinde bulunan Bajaular, en az 1000 yıldır su üzerine inşa ettikleri evlerde yaşıyorlar. Deniz, onların her şeyi. Kabilelerinin dalıcıları, günün 5 saatini su altında balık ve deniz hıyarı avlayıp, takı ve süs eşyası yapmak için siyah mercanlar toplayarak geçiriyorlar. Bu onlar için o kadar hayati ki, su altında nefeslerini ortalama 5 dakika tutabiliyorlar! Bazı bireylerde bu süre 13 dakikaya kadar çıkıyor. Ve dikkatinizi çekeriz: Bunu yaparken öylece durmuyorlar: Suyun 70 metre altına dalıyorlar, avlanıyorlar, su tabanında yürüyorlar, yüzüyorlar, mızrak kullanıyorlar!

Burada şunu diyebilirsiniz: "Aman canım, yazının başında söylediniz işte. Çok çalışırsan sen de tutarsın nefesini 5-10 dakika. Evrim bunun neresinde?" diye. Evet, eğer bu nefes tutma becerisi Bajaular'da sadece çalışmayla olsaydı, dediğiniz doğruydu. Ancak Bajauların sadece yetişkinlerinde değil, yavrularında da dalmaya yönelik adaptasyonlar görülüyor. Hiç pratik yapmamalarına rağmen! İzah edelim:

Daha önceki yazılarımızda anlatmıştık: Bir insanın kendi ömrü içinde maruz kaldığı etkilerden ötürü fiziksel özelliklerinin değişmesine modifikasyon diyoruz. Bunlar geçici değişimler; saç renginizin güneşte açılması ama sonra tekrar eski haline dönmesi gibi. Ya da ağırlık çalışınca kaslanmak ama bırakınca kaslarınızın eski haline dönmesi gibi... Bunlar evrimsel değişimler değiller; gelişimsel değişimler. Çünkü bu değişimlerin genler üzerinde hiçbir etkisi bulunmuyor. Yani kaslı birinin DNA'sını, kassız biriyle kıyaslayacak olursak, kaslara yönelik bir genetik farklılık bulmayı beklemeyiz. Ayrıca kaslı birinin çocukları kaslı, Güneş'te bronzlaşmış birinin yavrusu bronz tenli doğmayacaktır. Modifikasyonlar genlere işlemez! (Bu kuralın iki istisnası için buraya ve buraya bakabilirsiniz.)

Ama... Eğer ki kas miktarınız ya da su içinde nefes tutma beceriniz, sizin hayatta kalma ve üreme başarınızı doğrudan belirliyor olsaydı, işler değişirdi. Sonuçta kas çalışan biri, modern dünyada kas miktarına göre daha kolay hayatta kalıp, daha kolay üremiyor; çünkü vahşi doğada yaşamıyoruz. Ancak suyun altına daldığınızda nefesinizi yeterince tutamazsanız, boğularak ölürsünüz. Besin avlayacak kadar tutamazsanız, aç kalır ölürsünüz. Doğru düzgün dalarak yeteneklerinizi sergileyemezseniz, kabile içinde zayıf olarak görülebilirsiniz ve bu nedenle üreyemezsiniz. Bu sayede, sizi başarısız kılan genler de gelecek nesle aktarılamaz. Mesela 2019 yılında Tanzanya'da bir adam, sevgilisine su altında evlenme teklifi etmeye çalışırken boğularak öldü. Yani eğer nefes tutmak günlük yaşamınızda her an "hayat memat meselesi" olsaydı, gelişimsel farkların ötesine geçmişsiniz demektir. Artık doğal seçilim yoluyla olan adaptasyonlardan, yani evrimsel süreçten bahsediyoruz demektir.

Tüm bu konular hakkında daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.

Bajaular'ın Nefes Kapasitesi Neden Evrimdir?

Bajau Kabilesi üzerinde araştırmalar yürüten Melissa Ilardo, 54 Bajau ile çevredeki çiftçi topluluklardan 34 kişinin dalaklarını karşılaştırdı. Sonuç ise açık: Bajau halkının hem yetişkinlerinde hem de çocuklarında akciğer ve dalak kapasitesi %50 daha geniş! Yani bu özellik doğuştan geliyor.

Ve bu, sadece pratik yapmakla ilgili değil. Melissa Ilardo, daha sonra bu iki grubun tükürüklerinden elde edilen DNA'larını karşılaştırmıştır. Böylece Ilardo, Bajaular'da bulunan 25 genin, hem komşu topluluklardan hem de daha önceki çalışmalarla genleri dizilenmiş olan Han Çinlilerinden farklı olduğunu göstermiştir.

Bu çalışmada, bu kabileden olan insanların genomlarında bulunan ve kemirgenlerde dalak boyutunu arttırdığı bilinen PDE10A isimli bir gende, diğer popülasyonlarda görülmeyen bir mutasyon olduğunu gösterilmiştir. Bu da, bu özelliğin evrimleştiği anlamına geliyor; pratik yapmakla doğrudan bir ilgisi yok. Çünkü bir mutasyon, çok çalışma ile meydana gelmez. İhtiyacınız var diye mutasyon yaşanmaz. Mutasyonlar, bir türü kurtarmaya çalışmaz. Tam tersine, popülasyonlar içinde sürekli, rastgele çeşitlilik yaratılır. Bunun kaynağı mutasyonlar, eşeyli üreme sırasında görülen crossing-over, sıçrayan gen elemanları (yani transpozonlar) gibi sayısız genetik mekanizmadır. Bu çeşitlilik mekanizmaları nedeniyle bir türün bireyleri birbirine benzemez; tür içinde varyasyonlar vardır.

Bajau halkının da ataları arasından bu mutasyondan ötürü daha iri dalaklara sahip olan bireyler daha avantajlı olmuş, daha kolay hayatta kalmış ve daha çok üremiştir. Böylece Bajau halkının dalak yapısı her nesilde giderek daha iri olacak biçimde evrimleşmiştir. Şu anda ararsanız, herhangi bir popülasyonda, örneğin Türkiye'de yaşayan insanlar arasında da, hiçbir pratik yapmamış olmalarına rağmen çok iri bir dalağa veya akciğere sahip bireyler bulabilirsiniz. Bu çeşitliliktir. Ancak bunların dalak boyutu üzerinde herhangi bir seçilim baskısı olmadığı için, yani Bajau halkının aksine, dalak boyutlarına göre hayatta kalıp ölmedikleri için, burada yaşayan insanlar iri dalaklı olacak biçimde evrimleşmezler. Yani çeşitlilik envaidir; ancak onu anlamlı kılan, çevrenin değişimine bağlı olarak etki eden seçilim baskısıdır.

Yani sürekli kas çalışmak, hoplayıp zıplamak, su altına dalmak, eğer ki bu davranışlar hayatta kalma ve üreme başarınızı belirlemiyorsa evrimsel değişim yaratamazlar. Evrimsel olmayan değişim de geçicidir; o davranışı sergilemeyi kestiğinizde, bir süre sonra eski halinize dönersiniz. Ne zaman ki bu davranışlar, türünüzün hayatta kalma ve üreme ihtimalini etkilemeye başlar, işte o zaman evrimden söz etmeye başlarız. Burada da spesifik olarak size olanlar çok önemli değilir; çünkü bireyler asla evrimleşmezler. Hiçbir Bajau bireyi ömrünün başında bir türken, ömrünün sonunda bir başka tür olmayacaktır. Evrimleşen, bireylerden oluşan popülasyonlardır. Bu popülasyonların genelindeki gen ve özelliklerin görülme sıklığı, hayatta kalma veya üreme başarısına bağlı olarak nesilden nesle artar veya azalır. Daha uyumlu olmayı sağlayan genlerin sıklığı artar, dezavantaja sebep olan genler (ve onları taşıyan bireyler) elenir. Böylece her nesil, yaşadığı çevreye bir öncekinden bir miktar daha uyumlu olur.

Bu durumun neden "adaptasyon" değil, "evrim" olarak adlandırıldığı ile ilgili daha fazla bilgi almak için lütfen bu yazımızı okuyunuz.

Evrimde Hayatta Kalım Değil, Yok Oluş Normdur!

Tabii şunu da söyleyelim: Bu tarz bir adaptasyon, her zaman başarılamaz. Aslına bakarsanız çoğu zaman başarılamaz! Eğer çevre çok ani ve köklü bir şekilde değişecek olursa ve popülasyon içinde, içine girilen bu yeni ortama uyumlu (yani avantajlı) hiçbir birey bulunmazsa, popülasyonun tamamı yok olacaktır. İşte buna da soy tükenmesi diyoruz. Bu, evrim tarihinde sıradan bir gerçek: Var olmuş tüm türlerin %99'undan fazlası bu şekilde yok oldu. Dolayısıyla çevrenin değişmesi ve popülasyon çeşitliliği her durumda soyun devam edeceğini garanti etmez.

Bajaular'dan Öğreneceğimiz Çok Şey Var!

Bajaularla ilgili öğrenmemiz gereken hala çok fazla şey var; çünkü onların nefeslerini nasıl bu kadar uzun tutabildiği, inme ve kalp krizi gibi sorunlar sonrasında oksijensiz kalan dokuların tedavisi için yepyeni keşiflere ve Nobel Ödüllerine kapı aralayabilir. Üstelik sadece PDE10A geni de değil. Örneğin BDKRB2 isimli bir diğer genin kalp, beyin ve akciğer gibi organlara oksijen gidişini kontrol ettiği biliniyor. FAM178B isimli bir diğer gen, kandaki karbondioksit oranlarını ayarlıyor. Bunlar, Bajau halkında diğer insanlara göre farklı gibi gözüküyor. 1990'da yapılan bir araştırma da, Japon inci avcılarının dalaklarının normalden daha fazla kasıldığını ve kandaki oksijeni 9% artırdığını gözlemlemişlerdi.

Daha da ilginç olanı, bu genlerin yakın geçmişte keşfedilen ve bizden ayrı bir tür olan Denisova İnsanları'nın genlerine benziyor olması. Yani Denisovalılar, Bajau halkının atalarıyla yavrular vererek onların bu genleri kazanmasına katkı sağlamış olabilir. Bu bir ilk olmazdı; çünkü Denisova genlerinin, Tibet'in engin dağlarında yaşayan halkların düşük oksijen seviyesine adapte olmasını sağlayan gen mutasyonlarına da katkı sağladığı biliniyor. Yani farklı türler arası çiftleşmeler de evrime yön veriyor ve insanların evrimi, modern çalışmaların insanın son 2000 yıldaki evrimi ortaya koymasından da görüleceği gibi, hızlı bir şekilde devam ediyor.

Tek Bir Özellik Değil, Çok Sayıda Özellik Seçilim Baskısı Altındadır!

Son olarak anlaşılması gereken şey şu: Seçilim baskısı, sadece tekil özelliklerde meydana gelmez. Yani sadece dalak, sadece akciğer, sadece boy uzunluğu değişmez. Çevre değiştikçe, sayısız fiziksel özelliğin hepsi farklı miktarlarda seçilim baskısı altında kalır. Buna bağlı olarak türün her özelliği yavaş yavaş evrimleşir. İşte bu sayede, binlerce nesil sonrasında, atasal türlere hiç de benzemeyen, yepyeni türler ortaya çıkar. Mikroevrimden, makroevrim doğar. Ama bu torunlar, öyle veya böyle, atalarının izlerini bir damga gibi vücutlarında taşımaya devam edecektir.