Cep Fareleri ve Evrim: Mutasyonlar Genoma Bilgi Ekler mi? Mutasyonlar Evrimi Nasıl Etkiler?

Her zaman değil ama evet, eklerler. 

Mutasyonlar tanımı gereği genetik kodda meydana gelen rastlantısal değişimlerdir. Bu değişimlerin sonuçları duruma ve türe göre birbirinden farklı olabilir. Çoğu mutasyon neredeyse hiçbir değişim yaratmaz ve nötral etkilidir. Nötr mutasyonlar bir araya gelerek uzun vadede değişimler yaratabilirler. Geri kalan mutasyonların çoğu ani etkili ve zararlıdır, dolayısıyla hızla negatif seçilime uğrayarak popülasyondan silinir. Geriye kalan mutasyonlar ise ani etkili ve yararlıdır, ortalama uyum başarısını arttırarak pozitif yönde seçilirler, popülasyonda varlıklarını korurlar.

"Mutasyonlar genoma bilgi ekler mi?" sorusu kolayca art niyetli bir şekilde çarpıtılabilecek bir sorudur. Çünkü soru, içsel olarak mutasyonları evrimin ana mekanizması olarak kabul eder. Çünkü "bilgi eklenmesi", bir türün evriminde bir basamakta ortaya çıkan yeni bir özelliğin, bir anda mutasyonlarla ve rastgele var olduğunu ima eder. Halbuki mutasyonların genoma bilgi eklemesi ile bir türün yepyeni ve tamamen farklı bir özellik evrimleştirmesi aynı şey değildir. Evrim tek başına mutasyonlara bağlı olarak gerçekleşemez, asla da gerçekleşmemiştir!

Mutasyonlar Genoma Nasıl Bilgi Ekler?

Genellikle kromozomal çoklanma (çiftlenme), ekleme tipi mutasyonlar, genom çiftlenmeleri ve benzeri mutasyonlar buna sebep olur. Örneğin ABD'nin New Mexico eyaletinde bulunan Ateş Vadisi'nde yaşayan Chaetodipus intermedius türü cep farelerinde bulunan Mc1r geninde meydana gelen bir mutasyon, popülasyonda daha önceden hiç görülmeyen siyah renkli farelerin oluşmasını sağlamaktadır. Bu, bariz bir şekilde genoma eklenen bilgiye bir örnektir; çünkü daha önceden var olmayan bir renk kombinasyonu popülasyona dahil olmuştur. Sadece renk de değil, organların, yapıların, davranışların fiziksel özellikleri, şekilleri, biçimleri, sayıları, sıklıkları, uzunlukları, genişliklikleri, büyüklükleri ve daha nice değişken mutasyonların etkisi altında sürekli değişir.

Ancak bu, evrim değildir! Evrim, bu varyasyonlar (çeşitlilik) rastgele meydana gelen mutasyon aracılığıyla popülasyona dahil olduktan sonra, rastgele olmayan seçilim mekanizmaları etkisi altında popülasyonda bu özelliğin yayılması ve görülme sıklığının artmasıyla meydana gelir. Bu tür mutasyonlar sadece farelerde değil, Dünya üzerinde var olmuş, olan ve olacak olan her canlı organizmada ve bu organizmaların her özelliğinde görülür.

1.000 yıl kadar önce New Mexico'daki bu vadide meydana gelen bir volkanik patlama sonucunda donan lavlar eskiden sapsarı olan yüzey rengini kapkara olacak şekilde değiştirmiştir. Bu bölgede, siyah renkli farelerin son 1.000 yıl içerisinde baskın hale geldiği tespit edilmiştir. Yapılan araştırmalar koyu renk, öncesine göre sadece %5 avantaj sağlasa bile 1.000 yılda tek bir bireydeki varyasyonun popülasyonda baskın özellik haline gelebileceğini göstermektedir. Çünkü bu mutasyon birçok bireyde aynı anda olmaz, tek bir bireyde oluşur ve sağladığı avantaja göre popülasyonda sabitlenir ya da elenir.

Yapılan matematiksel analizler, eğer ki avantaj %10 dolaylarındaysa, tek bir bireydeki siyah rengin tüm popülasyona yayılması ve sabitlenmesi için sadece 100 yılın yeterli olacağını göstermektedir. Bu, mutasyon sonucu popülasyona dahil olan bilginin sabitlenmesi sonucunda gözümüzün önünde meydana gelen evrimin sonsuz örneğinden sadece bir tanesidir. 

Ancak mutasyonlar illa bilgi eklemek ya da çıkarmak zorunda değildirler; var olan bilgiyi değiştirebilirler de. Zaten evrimin büyük bir kısmı var olan malzemenin farklı şekillerdeki kombinasyonu ve bu yeni kombinasyonların seçilimi ile olur.

Ancak mutasyonlar, yukarıda anlatıldığı gibi bir yandan sürekli olarak popülasyona yeni varyasyonlar eklemeyi de sürdürürler. Bitkiler gibi daha basit yapılı canlılar kromozomal çiftlenmelere, hatta tüm genomun çiftlenmesine daha dirençlidirler. Bitkilerin evriminde sıklıkla gen sayısının ikiye katlandığı görülür. Bu durumda, yeni sette meydana gelen mutasyonlar kolaylıkla yeni bilgiler yaratabilir (çünkü orjinal set hala korunmaktadır ve bitki orjinal işlevlerini sürdürebilir), bu da yüksek hızlı bir çeşitlenmeyi mümkün kılar. Bu durum hayvanlarda da, daha düşük ölçekte olsa da görülür.

Üstelik bilgi eklenmesi için, yine yukarıda görüldüğü gibi çok büyük eklenme ve çıkarmalara gerek yoktur, tek gendeki değişimler bile yeterli olabilir.