Partenogenez Yoluyla "Bakire Doğum": Bazı Türlerin Dişileri, Erkekler Olmadan Üreyebiliyor!

Smithsonian Ulusal Hayvanat Bahçesi’nde bir Asya su ejderi yumurtasından çıktığında, bakıcıları olan bitene inanamadı. Neden mi? Çünkü bu bebeğin annesi, ömründe 1 kere bile erkek bir su ejderhasıyla birlikte olmamıştı! Hayvanat bahçesinde görev alan bilim insanları, yaptıkları gen testleri sonucunda, 24 Ağustos 2016'da kabuğundan çıkan bu dişi yavrunun, partenogenez adı verilen bir üreme şekli sonucunda dünyaya geldiğini keşfettiler.^[1]

Partenogenez, dişilerde görülen eşeysiz bir üreme yöntemidir ve Yunancada "bakire yaratılış" anlamına gelir. Birçok insan; bu durumun gerçeklikten uzak, bir bilimkurgu aleminde veya sadece dini metlerde geçen bir olay olduğunu zannetse de, partenogenez aslında yaşam ağacında şaşırtıcı bir şekilde yaygındır ve bugüne kadar bin bir çeşit organizmada; bitkilerde, böceklerde, balıklarda, sürüngenlerde ve hatta kuşlarda bile görülmüştür.^[2] Biz insanlar da dahil olmak üzere memeli hayvanlar üreyebilmek için spermlerden gelen bazı genlere ihtiyaç duydukları için, bilindiği kadarıyla memelilerde partenogenez mümkün değildir (insanlardaki "bakire doğum" mitolojisine yazının ilerleyen kısımlarında geleceğiz).^[3]

Sürüngen Harici Omurgalılarda Partenogenezin Keşfi

Omurgalı hayvanlarda balıklardan, sürüngenlerden ve kuşlardan bahsettik; ancak bunların keşfi çok eski zamanlara dayanmıyor. Yakın geçmişe kadar omurgalı hayvanlar arasında sadece sürüngenlerin partenogenez ile üreyebildiği bilinmekteydi.

Omurgalı hayvanlarda eşeysiz üremeyle ilgili tüm kayıtlar, hayvanat bahçesi gibi koruma alanlarında barındırılan nadir hayvanlardan gelmektedir. İlginç bir örnek olarak, yeryüzünde yaşayan en büyük sürüngen olan Komodo Ejderi'nin belli koşullar altında eşeysiz olarak ürediği tespit edilmiştir. Benzer şekilde, bazı kertenkelelerin vahşi yaşamda da belli koşullarda eşeysiz olarak üreyebildiği raporlanmıştır. Bunun haricinde köpekbalıklarında, çıngıraklı yılanlarda ve boa yılanlarında eşeysiz üremeye dair izler bugüne kadar tespit edilmiştir. Fakat bunların hepsinin ortak noktası, erkeklerin katkısı olmaksızın, doğrudan yumurtadan oluşan yavrular aracılığıyla üremenin çok nadir olması ve ana üreme yöntemi olarak kullanılmıyor oluşudur. Bu nadir eşeysiz üreme ürünü olan yavruların da hayatta kalıp kalmadığına dair güvenilir miktarda veri bulunmamaktadır. Dolayısıyla bilim insanları, omurgalı hayvanlarda eşeyli üreme üzerinde pek durmamaktaydı.

Bu beklentileri yıkacak bir şekilde, Florida'da yaşayan ve elektrikli testereye benzer ağız/burun yapılarıyla meşhur olan testere balıklarında ilk defa ana üreme yöntemi olarak eşeysiz üremenin gerçekleştiği tespit edildi. Küçükdişli Testere Balığı olarak bilinen bu canlılar, testere dişli balıkların 5 türünden birisidir ve köpekbalıklarının çok yakın bir akrabasıdır. Bu canlıların ağız/burun yapısı evrimsel süreçte testere benzeri bir şekilde uzamıştır ve bunu kullanarak ufak balıkları parçalarlar. Tıpkı köpekbalıkları gibi kıkırdaklı bir iskelete sahip olan ve 7.6 metreye kadar büyüyebilen bu ilginç canlıların soyları ne yazık ki aşırı avlanma ve yaşam alanlarının tahribi nedeniyle tükenme tehdidi altındadır. Stony Brook Üniversitesinden deniz biyologu Demian Chapman şöyle söylüyor:

Vahşi doğada sadece seks yoluyla üremek zorunda olduklarını düşündüğümüz omurgalı hayvanların, seksi içermeyen bir üreme alternatifi olduğunu tespit ettik. Bazı türler belli koşullar altında, örneğin yepyeni bir yaşam alanını işgal etmeye başladıklarında, bu şekilde üremeye başvuruyor olabilirler. Yaşam, bir yolunu buluyor.

The Independent

Aslında bu ilginç keşfi tetikleyen araştırma, bu canlıların insanlar yüzünden soylarının tükenme tehdidi altında olması nedeniyle yapılmaktaydı. Son asır içerisinde neredeyse tüm ortak yaşam alanlarında yok olan bu canlıların çok küçük popülasyonları bulunmaktadır ve bunlarda akrabalar arası üremenin yok oluş ile ilişkisinin ne olduğu araştırılmaktaydı. Stony Brooks Üniversitesinden baş yazar Andrew Fields şöyle anlatıyor:

Sıradan DNA izi araştırmaları yapmaktaydık. Amacımız, ensest olarak da bilinen akraba çiftleşmelerinin etkisini tespit etmekti. Ancak DNA'nın bize söyledikleri, beklediğimizden çok daha şaşırtıcıydı. Dişi testere balıkları, kimi zaman erkeklere ihtiyaç olmaksızın ürüyor!

2004-2013 yılları arasında araştırmacılar 190 farklı küçük dişli testere balığını etiketledi ve DNA'sını topladı. Sonrasında doğaya geri bırakılan bu hayvanların göç yolları da gözlendi. Bu örnek popülasyon içersinde bile tam 7 adet eşeysiz üreme sonucu oluşmuş yavru (partenojen) tespit edildi. Bunlardan 5 tanesi aynı yaşlarda olan akrabalardı ve muhtemelen tek bir anneden gelmekteydi.

Sperm Olmadan Yavru Üretmek!

Eşeyli üremede bir dişi ve bir erkek birey vardır; bunlar, genetik materyallerini, yani yumurta veya spermlerini bir araya getirerek, kendilerinden farklı bir yavru (bir "döl") yaratırlar. Canlıların büyük bir kısmı eşeyli üreme yoluyla ürer; ancak bazı türlerin dişi bireyleri, üreme için gerekli olan bütün genetik materyali içerisinde barındıran yumurtalar üretebilmektedir.^[4]

buccaneership

Yaban arıları, kertenkeleler, kabuklular gibi bazı türlerin dişi bireyleri, sadece partenogenez yoluyla üreyebilir. Bu şekilde partenogeneze muhtaç olma durumuna zorunlu partenogenez denir.^{[5], [6], [7]}

Öte yandan daha fazla sayıda tür, spontane partenogenez adı verilen, sadece spesifik durumlarda tetiklenen "bakire doğumlar" deneyimler. Bu durumları doğada görmek (onlara rast gelmek) çok zordur; bu nedenle bu tür spontane partenogenez olaylarına sıklıkla hayvanat bahçelerinde tutulan hayvanlarda rastlarız. İşte Ulusal Hayvanat Bahçesi’ndeki Asya su ejderhası veya Virginia Akvaryumu’ndaki bir siyah uçlu köpek balığı gibi örneklerde olan da budur.^[8]

Spontane partenogenezle üreyen türlerin normal üreme biçimi partenogenez değildir; onlar, normalde eşeyli ürerler; ancak gelişimsel olarak bireye dönüşmeye hazır yumurtalar ürettikleri üreme döngülerine de sahip olabilirler. Ancak bu, dediğimiz gibi, o türün kendi üreme döngüsü içinde daha nadir görülür.

Bilim insanları, kendiliğinden gelişen partenogenezin kalıtsal bir özellik olabileceğini keşfetmiştir. Tahmin edebileceğiniz üzere bu şu anlama geliyor: Beklenmedik bir partenogenez deneyimleyen dişi bireylerin, dünyaya getirdikleri dişi yavrularının da anneleriyle aynı kabiliyete sahip olması çok muhtemeldir.^[9]

Dişiler Kendi Yumurtalarını Nasıl Dölleyebiliyor?

Bir partenogenezin gerçekleşmesi için bir dizi hücresel olayın başarılı bir şekilde gelişmesi gerekir.^[10] Öncelikle, dişi bireyler bir spermin veya çiftleşmenin teşviğine ihtiyaç duymadan yumurta hücresi üretebiliyor olmalıdır - ki buna biyolojide oogenez denir. İkinci olarak ise dişiler tarafından üretilen bu yumurtalar, erken evre bir embriyo oluşturacak kadar kendi kendine gelişmelidir. Son olarak, bu yumurtalar başarıyla çatlayabilmelidir.

Bu sürecin herhangi bir aşamasında işler ters gidebilir ve partenogenezde bu, gayet muhtemeldir. Özellikle ikinci aşamada işler zorlaşır; yumurtanın içindeki DNA’nın bu aşamada kromozomlarını ikiye katlaması ve bir yavrunun gelişimi için gerekli olan genleri tamamlaması gerekir. Alternatif olarak ise yumurta, "sahte döllenebilir" (İng: "faux fertilized"), yani yumurta üretim sürecinden arta kalan ve polar cisimler olarak bilinen hücreler, yumurtayı dölleyebilir.^[11] Bu iki yöntemden hangisi embriyonun gelişimini başlatırsa, anne ve yavru arasındaki genetik benzerliğin seviyesini tamamen o belirlemiş olur.^[12]

Partenogenezi tetikleyen olaylar silsilesi henüz tamamen anlaşılabilmiş olmasa da, çevresel değişimle ilişkisi olduğu düşünülmektedir. Yaprakbiti gibi hem eşeyli üreme hem de partenogenez kabiliyeti bulunan canlılarda, kalabalıklaşma ve avlanma gibi stres faktörleri, dişilerin partenogenezi bırakıp eşeyli üremeye geçmesine sebep olabilir.^{[13], [14]} En azından 1 tür tatlı su planktonunda da yüksek tuzluluğun bu değişime sebep olduğu görülür.^{[15], [16]}

İnsan Tarihinde Partenogenez Mitolojisi

İnsanlar arasında partenogenez ("babasız doğum" veya "bakire doğum") iddialarının kökenlerini Yahudi mitolojisine kadar takip etmek mümkündür. Örneğin Genesis Rabbah metnine göre yaşı dolayısıyla artık üreyemeyecek olan Sarai, kutsal bir dokunuş (bir "mucize") ile üreyebilir hale gelmiştir (ve bundan sonra adını Sarah olarak değiştirmiştir) ve İsrailoğullarının üç önemli büyüğünden biri olan İshak'ın doğumu mümkün olmuştur (Sarah, bunun bir mucize olduğunu ispatlamak için bölgedeki kadınları ve çocuklarını bir yemeğe davet ettiği ve tüm çocuklara kendi sütünden verdiği anlatılır). Benzer şekilde, 2 Enoch'ta anlatıldığına göre Kral Melchizedek, Nir'in eşi ve Nuh peygamberin erkek kardeşi olan olan Sofonim (veya Sopanima) isimli kadından, bakire doğum yoluyla, babasız bir şekilde doğmuştur.

İlginç bir şekilde, tarihteki bazı yazarlar Büyük İskender ve Kral Sezar gibi büyük isimlerin de bakire doğum yoluyla dünyaya geldiğini savunmuşlardır. Örneğin Antik Mısır yazıtlarından elde edilen metinlere göre Büyük İskender, Amon Cenneti'ne yolculuk yapmış ve burada "Tanrı'nın oğlu" olarak kutsanmış ve bu sayede Mısır'ın haklı kralı haline gelmiştir. Bu rölyeflere göre Büyük İskender ve sonrasında gelen Ptolemaios Hanedanı üyelerinde partenogenez sıklıkla görülmüştür. Ancak bu görüş, modern tarihçiler arasında kabul görmemektedir.

Hinduizm'de de benzer hikayeler bulmak mümkündür. Örneğin Krişna'nın hikayesinde tanrılar, üremenin ve yavrunun ana kaynağı olarak görülmektedir. Bu anlatılara göre tanrı Vişnu, Dünya'ya karşı sempati beslediği için Devaki'nin rahmine inerek, Krişna adıyla doğmuştur. Anlayacağınız, bu tür bakire doğum hikayeleri, Hristiyanlık-harici dinlerde de yaygın olarak görülmektedir.^[17]

Ancak kuşkusuz insanlık tarihinin en meşhur bakire doğumu, Meryem'in oğlu İsa peygamberin, herhangi bir erkek ile cinsel birleşme olmaksızın, "mucizevi bir şekilde" doğduğuna yönelik inançtır. Luka İncili'nde (1:26-38) olaylar tam olarak şöyle anlatılmaktadır:^[18]

Elizabet'in hamileliğinin altıncı ayında Tanrı, melek Cebrail'i Celile'de bulunan Nasıra adlı kente, Davut'un soyundan Yusuf adındaki adama nişanlı olan bir kıza gönderdi. Kızın adı Meryem'di. Onun yanına giren melek, "Ey Tanrı'nın lütfuna erişen kız, selam! Rab seninledir" dedi. Söylenenlere çok şaşıran Meryem, bu selamın ne anlama gelebileceğini düşünmeye başladı. Ama melek ona, "Korkma Meryem" dedi, "sen Tanrı'nın lütfuna eriştin. Bak, gebe kalıp bir oğul doğuracaksın, adını İsa koyacaksın. O büyük olacak, kendisine 'en yüce Olan'ın Oğlu' denecek. Rab Tanrı O'na, atası Davut'un tahtını verecek. O da sonsuza dek Yakup'un soyu üzerinde egemenlik sürecek, ve egemenliğinin sonu gelmeyecektir."

Meryem meleğe, "Bu nasıl olur? Ben erkeğe varmadım ki" dedi.

Melek ona şöyle cevap verdi: "Kutsal Ruh senin üzerine gelecek, en yüce Olan'ın gücü senin üstüne gölge salacak. Bunun için doğacak olana kutsal, Tanrı Oğlu denecek. Bak, senin akrabalarından Elizabet de yaşlılığında bir oğula gebe kalmıştır. Kısır bilinen bu kadın şimdi altıncı ayındadır. Tanrı'nın yapamayacağı hiçbir şey yoktur."

"Ben Rab'bin kuluyum" dedi Meryem, "bana dediğin gibi olsun." Bundan sonra melek onun yanından ayrıldı.

Elbette, dini metinlerdeki ve kültürel mitolojideki anlatıları objektif bir şekilde doğrulamanın herhangi bir yolu bulunmamaktadır. Bu nedenle dini inanç kategorisinde değerlendirilmektedirler ve bilimsel bir veri olarak kullanılamazlar.

Kendi Kendine Üremenin Avantajları ve Dezavantajları

Her ne kadar kendiliğinden gelişen partenogenez nadir görülse de, bunu başarabilen dişilere birçok katkısı vardır. Eşeysiz üreme, erkeklerin bulunmasının zor olduğu ve seçilim baskısının yüksek olduğu zamanlarda soyun tükenmesini önleyici bir mekanizma olması muhtemel gözükmektedir. Çünkü gözlenen birçok partenogenez örneğinde popülasyonlarda ortam koşulları normale dönüp, kaynaklar bollaştığında erkeklerin yeniden sayıca çoğaldığı ve dişilerle normal bir şekilde çiftleştiği görülmektedir. Ancak kaynaklar azaldığında ve erkekleri üretmek bir "israf" olduğunda, tür içi çeşitlilik azalacak olsa bile dişiler kendi başlarına üremektedirler ve böylece kaynakları daha fazla korumaktadırlar. Bazı durumlarda dişiler, partenogenez yoluyla, kendileriyle çiftleşecek eşler bile üretebilirler!

Partenogenetik bir yavrunun cinsiyeti, türün kendisinde cinsiyet nasıl belirleniyorsa, aynı yöntemle belirlenir. Bazı organizmalarda cinsiyet, kromozomlar tarafından belirlenir. Örneğin böceklerde, balıklarda ve sürüngenlerde XX dişi ve XY erkek kromozomları vardır. Fakat partenogenetik bir dişi, sadece elindeki kromozomları kullanarak bir yavru üretebilir – yani daima XX kromozomlu dişi bir döl üretecektir. Ancak dişileri ZW cinsiyet kromozomuna sahip olan yılanlar ve kuşlar gibi bazı türlerin yavruları, ya her zaman ZZ kromozomlu erkekler olacaktır ya da çok daha nadir görülen WW kromozomlu dişiler olacaktır.^[19] Başka bir deyişle, partenogenetik bir dişi, türüne bağlı olarak tek başına hem dişi hem erkek bireyler üretebilir.^[20]

Phoenix Hayvanat Bahçesi’nde tutulan bir damalı garter yılanı, 1997 ve 1999 yılları arasında iki tane erkek yavru dünyaya getirdi.^[21] Bu yavrular, yetişkinliğe kadar hayatta kaldı. Bir dişi, kendi partenogenetik oğluyla çiftleşirse bu, bizim tabirimizle bir akraba evliliği teşkil ederdi. Akraba çiftleşmesi bir dizi soruna sebep olabilse de, evrimsel bir perspektiften bakılırsa, akraba çiftleşmesinin hiç ürememekten daha iyi olduğu söylenebilir. Dişilerin partenogenez ile erkek döller üretebilme kabiliyeti, doğada eşeysiz üremenin bilim insanlarının şimdiye kadar keşfettiğinden çok daha yaygın olabileceğinin bir işaretidir.

Tabii ki, yukarıda da değindiğimiz gibi eşeysiz üremenin en büyük sıkıntısı, eşeyli üremenin sağladığı çeşitliliği büyük oranda kısıtlamasıdır. Buna bağlı olarak popülasyonlar tektipleşmektedir. Bu sınırlı çeşitlilik, olası bir tehdit unsuruna daha zor direnebilecektir ve popülasyonun yok olması hızlanabilecektir. Biyologlar uzun süreleri kapsayan incelemeler ve araştırmalar sonucunda, zorunlu partenogenez ile üreyen türlerin çoğunlukla hastalıklardan, parazitlikten veya habitatlarındaki değişimlerden dolayı öldüklerini gözlemlemiştir.^{[5], [22], [23], [24]} Partenogenetik türlerin doğasında bulunan akraba çiftleşmesi, onların evrimsel süreçlerine kısa vadede de olsa katkıda bulunuyor gibi gözükmektedir.

Sonuç

Dolayısıyla burada ilginç bir evrimsel denge gözükmektedir: eşeyli üreyen hayvanlarda eşeysiz üremeye geçmek, kaynak sarfiyatını azaltmak bakımından yok oluşu yavaşlatan bir adaptasyon olsa da, çeşitliliği de azaltması bakımından soyu tehdit altına sokmaktadır. Bu nedenle, bu iki olgunun etkileşimi ve çatışması, bir türde ne çeşit bir üreme sistemi evrimleşeceğini belirliyor gibi gözükmektedir. Bu ilginç konu üzerine halen birçok araştırma yürütülmektedir ve heyecan verici sonuçlar alınmaktadır.

Partenogenez üzerindeki güncel araştırmalar, neden bazı türlerin hem eşeyli hem de partenogenez üreme kabiliyeti olduğu ve az rastlanan eşeyli üremelerin bir türün hayatta kalması için yeterli olup olmadığı sorularının cevaplarını arıyor.