Laboratuvar Şişesinde Türleşme: Biyologlar, Yepyeni 2 Virüs Türünün Evrimini Gözlemeyi Başardılar!

Biyologlar, yeni bir türün evriminin, basit bir laboratuvar şişesinde gözlenebilecek kadar hızlı gerçekleşebileceğini keşfettiler.

İnsanlara zararsız bir virüs üzerinde yapılan ve 1 ay süren bir deneyde, San Diego'daki Kaliforniya Üniversitesi ve Michigan Eyalet Üniversitesi'nden biyologlar, bir virüsün iki yeni türe evrimleştiğini belgelediler. Bu süreç, Charles Darwin'in evrim sürecinde hayat ağacındaki dallanmayı açıklamak için önerdiği, bir türün iki farklı türe bölündüğü "türleşme" olarak bilinen süreçtir. San Diego'daki Kaliforniya Üniversitesi'nde biyoloji yardımcı profesörü ve Science dergisinde yayınlanan çalışmanın baş yazarı Justin Meyer, şöyle anlatıyor:

Türleşmenin nasıl gerçekleştiğini açıklamak için birçok teori önerildi ve fosillerin, genomların, bitki ve hayvanların doğal popülasyonlarının özellikleri analiz edilerek test edildi. Bununla birlikte, türleşmeyi derinlemesine araştırmak çok zor olmuştur; çünkü türleşme, doğrudan gözlemeyi zorlaştıracak biçimde çok yavaş gerçekleşir. Türleşmeye dair doğrudan kanıt olmadığını iddia eden bazı insanlar, evrimin ve Darwin'in doğal seçilim teorisinin öneminden şüphe duymuştur.

Science dergisinde çevrimiçi olarak yayınlanan Meyer'in çalışması, Michigan Eyalet Üniversitesi'nde mikrobiyal ekoloji profesörü ve uzun vadeli evrim dinamiklerini incelemek için mikroorganizmaların kullanılmasına öncülük etmiş olan Richard Lenski'nin laboratuvarında doktora öğrencisi olarak çalışırken başladı.^[1] Çalışmanın ortak yazarı Lenski, şöyle diyor:

Amacımızın laboratuvarda türleşmeyi araştırmak olduğunu baştan beri biliyor olmamıza rağmen, türleşmenin bu kadar hızlı olmasına ben de şaşırdım. Yine de Justin, virüslerin farklı konakçılara nasıl bulaştığından, viral DNA dizilerine kadar her şeyi derinlemesine araştırdıkça, görüğümüzün gerçekten de türleşmenin ilk aşamaları olduğunu gösteren kanıtlar giderek daha güçlü hale geldi.

Meyer ise şöyle diyor:

Bu deneyler sayesinde, artık türleşmenin gerçekten meydana gelip gelmediğinden hiç kimse şüphe edemez. Daha da önemlisi, süreç hakkında önceden test edilemeyen birçok fikri test etmek için artık deneysel bir sistemimiz var.

Science

Meyer, Lenski ve meslektaşları, deneylerini gerçekleştirmek için bakteriyofaj lambda olarak da bilinen bir virüs kültürü ürettiler. Bu virüs, E. coli bakterilerini enfekte etmek için iki ayrı reseptörü kullanır. Reseptörler, virüslerin konaklarına kendilerini bağlamak için kullandıkları, hücre duvarının dışındaki moleküllerdir. Virüsler reseptörleri kullanarak hücreleri enfekte ederler.

Biyologlar, virüsün bulunduğu ortama, reseptörleri birbirinden farklı olan iki tip hücre eklediklerinde; virüs, her biri spesifik 1 adet reseptör tipine özelleşen iki yeni türe evrimleşti. Meyer, şöyle diyor:

Deneylere başladığımızda elimizdeki, bakteriler arasında ayrım yapmayacak kadar iştahlı olan bir virüs vardı ve bu virüsün nesli kısa sürede tükendi. Türleşme süreci sırasında, daha rafine bir palete [daha spesifik reseptör tercihlerine] sahip, daha evrimleşmiş torunları atanın yerini aldı

Yeni Virüsler Neden Atanın Yerini Aldı?

Meyer, bu soruyu şöyle cevaplıyor:

Cevap, o eski deyim kadar basit: "Her şeyin ehli, hiçbir şeyin ustası..." Uzmanlaşmış virüsler, tercih ettikleri reseptör yoluyla enfekte etmede çok daha iyiydi ve "her şeyin ehli" olan atalarının hücreleri enfekte etmesini ve çoğalmasını engelledi. En uygun olanın hayatta kalması, iki yeni özel virüsün ortaya çıkmasına yol açtı.

Meyer'in çalışması iki ayrı laboratuvarda, 6 yıl boyunca yürütüldü. İlk deneyler, kısmen Ulusal Bilim Vakfı'nın İş Başındaki Evrim Çalışmaları Merkezi olarak bilinen BEACON tarafından desteklenen Michigan eyaletinde gerçekleştirildi ve analizler, UC San Diego'da tamamlandı.