Şempanzelerle %98.77, Diğer İnsanlarla %99.5 Benzerken, İki Kardeşin Benzerliği Nasıl %50 Olabilir?

Bunu mutlaka duymuşsunuzdur: Genlerinizin yarısı annenizden, yarısı babanızdan gelir. Ve bu genler, kardeşlere hep bu şekilde %50-50 gider. Ancak örneğin annenizden size gelen %50 ile, kardeşinize giden %50 farklı olabilir; çünkü mayozla bölünme sırasında crossing-over denen bir kromozomal gen çaprazlanması olayı olur ve ayrıca genler, üreme hücrelerine rastgele dağılır. Ama bu rastgeleliğin neticesinde, yine de kardeşinizle genlerinizin %50'si ortaktır. Farklı akrabalarınızla genetik yakınlığınızı ölçtüğümüz katsayıyla ilgili daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.

Öte yandan şu gerçeği de mutlaka duymuşsunuzdur: Şempanzelerle insanların genomlarının %98.77'si birebir aynıdır. İnsanın daha uzak akrabalarıyla genetik akrabalığı daha düşüktür; ama örneğin bir kedi veya köpekle bile genlerimizin %90 kadarı birebir aynıdır. Dahası, insanlar arasındaki çeşitlilik o kadar düşüktür ki, birbirinden deri rengi, doğulan coğrafya, boy uzunluğu, cinsiyet, vb. açılardan tamamen farklı gözüken iki kişi arasındaki genetik fark %0.02-0.08 arasında olacaktır; yani rastgele seçilen iki insanın genetik benzerliği %99.92 ila %99.98 arasında olacaktır! Ama burada bir tuhaflık var: Nasıl oluyor da şempanzelerle veya rastgele bir insanlar %99 civarında benzeşirken, iki kardeş arası benzerlik sadece %50 olabiliyor?

Bunu birçok farklı açıdan izah etmek mümkün; ancak en kısa cevabı şu: Cümleler çok benzer olsa da, bu iki yüzde, aynı şeyden söz etmiyor (tıpkı babalık testleri konusunda olduğu gibi). "İnsan ile şempanze birbirine %98.77 benzerdir." dediğimizde kastettiğimiz, genomun tamamıdır. Yani nükleotit nükleotit kıyaslamadan söz ederiz. "İki kardeş birbirine %50 benzer." dediğimizde ise tüm genomdan söz etmeyiz; insanlar arası farkı belirleyen o %0.02-0.08'lik genom farkına dahil olan genlerden söz ederiz. Yani iki kardeş arasında da %99.95 civarında benzerlik bulunur; ancak geri kalan %0.05'in %50'si aynıdır. Bu yüzde, daha uzak akrabalar arasında daha düşüktür, daha yakın akrabalar arasında daha yüksektir. Bunu, genetik ilişki katsayısı ile ölçeriz.

Peki bu %50 sayısı tam olarak nereden geliyor? İzah edelim:

Mayoz bölünme sırasında, insan üreme hücrelerini (sperm ve yumurtayı) üreten dokuları oluşturan hücreler içindeki 23 kromozom, ikiye katlanarak 46'ya çıkar. Kromozomların meşhur "X" şeklindeki görünümleri sırasında oluşan bu ikiz kromozom parçalarına kromatit adı verilir. Eğer bu kromatitleri farklı renklerde gösterecek olursak, mayoz bölünme sırasında annenizdeki ve babanızdaki 23 çift kromozom, kabaca şu şekilde gözükür:

The Tech

Bu kromatitler, sperm ve yumurtalara tamamen rastgele bir şekilde, kabaca eşit olarak dağılır. Sonrasında bu sperm ile yumurtaların hangilerinin birleşeceği de büyük oranda rastgele olduğu için, bu kromatitlerden hangilerini alacağınız, özünde tamamen rastgele bir şekilde belirlenmiş. Bu nedenle, her bir yavrunun alabileceği kromatit (veya tek başlarınayken kullandığımız ismiyle "kromozom") dağılımı şöyle olur:

• mavi-kırmızı (mavi anneden, kırmızı babadan)
• yeşil-kırmızı (yeşil anneden, kırmızı babadan)
• mavi-sarı (mavi anneden, sarı babadan)
• yeşil-sarı (yeşil anneden, sarı babadan)

Bunu grafiksel olarak gösterecek olursak:

The Tech

Burada dikkat edilmesi gereken şudur: Yukarıdaki dağılımlar tamamen rastgele belirlenmektedir, yani bir olasılığa karşılık gelmektedir. Bir çift zarın herhangi bir kombinasyonunun gelme ihtimali 36'da 1 olsa da, üst üste birebir aynı kombinasyonu (mesela 5-3 kombinasyonunu) atabilirsiniz. Benzer şekilde, bir anne-babanın 2 ayrı çocuğu birebir aynı kromatitleri alabilir. Yani yukarıdaki dağılım sadece bir olasılığı gösterir. Aynı anne ve baba ne kadar çok çocuk yaparsa, bu çocuklar arası kromatitlerin dağılımının yukarıdaki 4 olasılığın her birinin %25'e yakınsamasını bekleriz. Kimi ailede bunlardan biri %30 olabilir, kiminde bazıları %20 olabilir; fakat genel ortalamada her bir kombinasyon %25'e yakınsayacaktır.

Diyelim ki siz mavi-sarı kombinasyonuna sahipsiniz. Eğer kardeşiniz de mavi-sarı kombinasyonuna sahip olacak olursa, o kardeşle %100 benzeşiyorsunuz demektir. Eğer kardeşiniz mavi-kırmızı kombinasyonunu veya yeşil-sarı kombinasyonunu alacak olursa, o kardeşle %50 benzeşiyorsunuz demektir. Eğer kardeşiniz yeşil-kırmızı kombinasyonunu alacak olursa, o kardeşle %0 benzeşiyorsunuz demektir.

The Tech

Tabii gerçekte işler bu kadar basit değildir; eğer öyle olsaydı, her ailede her zaman en fazla 4 tip çocuk oluşabilirdi. Ama çok sayıda çocuk yapan ebeveynlerden görebileceğimiz gibi, her bir çocuk farklı özelliklere sahip olabilmektedir. Bunun nedeni, mayoz bölünme sırasında olduğunu söylediğimiz crossing-over (kromozomal gen çaprazlanması) olayıdır - ki bu olay, genel olarak rekombinasyon olarak da anılır: Sperm ve yumurta oluşurken, annenin ve babanın kromomlarındaki gen bölgeleri rastgele bir şekilde karıştırılır. Bu nedenle sarı kromatitteki bazı genler kırmızıya geçebilir, yeşildekiler maviye, mavidekiler sarıya ve daha nicesi... Bu durum, mayozla üreyen canlılarda gördüğümüz envai çeşitliliğin ardında yatan ana unsurdur. Tabii mutasyonlar, transpozonlar, vb. çeşitlilik mekanizmaları da bu süreçte aralara çeşitlilik serpiştirmektedir; ancak şu anda bu konumuzun dışındadır.

Rekombinasyon olayından ötürü, anne ve babanın "tek renk" ile boyanmış (aslında onlar da tek renk olarak görülemez elbette; nihayetinde anne-babalarımız da kendi ebeveynlerinden rekombine olmuş kromozomlar almışlardır; ama bunu şimdilik, kolay olması açısından görmezden gelelim) kromatitleri, daha gerçekçi bir şekilde, şöyle dağılır:

The Tech

Buradan da görebileceğiniz gibi, birebir aynı anne-babadan gelen çocuklar, birbirinden köklü bir şekilde farklı gözükebilirler; çünkü kromatitler arasında muazzam bir karışma söz konusudur. Üstlelik burada anne ve babada 1 çift kromozom hesaba katılmaktadır. Bu şekilde 23 çift kromozom olduğunu hatırlayın.

Ancak hem bu karıştırılma, hem sperm-yumurtalara dağılma, hem de sperm-yumurta kombinasyonları büyük oranda rastgele olduğundan, yeterince çok sayıda çocuğun ortalamasını alacak olursanız, bunların kromozomal benzerliğinin %50'ye yakınsadığını görürsünüz. Elbette bazı çocuklar %100'e yakın benzer olacaktır, bazıları %0'a yakın düzeyde farklı olacaktır. Ancak hepsinin ortalaması, %50 dolaylarında olacaktır. Kimi durumda %45 olabilir, kimi durumda %55 olabilir; fakat ortalama, %50'ye yakınsayacaktır.

İşte burada yaptığımız kromozom-seviyesinde kıyaslamadır. Bu nedenle %50 oranından söz ederiz; kromozomu, içerisinde binlerce gen barındıran paketler olarak değil, bir bütün olarak görürüz. Ancak unutmamak gerekiyor ki o paket içinde, insan için toplamda 3.2 milyar baz çifti bulunmaktadır. Bu yapıları nükleotit-seviyesinde kıyaslayacak olursak, ne kadar karıştırılırsa karıştırılsın nükleotitlerin %99.92-99.98 civarının birebir aynı olduğunu görürüz. Çünkü anne-babanın kromozomları karıştırılıyor olsa da, en nihayetinde bu kromozomların köken aldığı türün genelindeki çeşitlilik sınırlıdır. Eğer türün tüm bireyleri birbirine ortalamada %99.95 civarında benziyorsa, kromozomların karıştırılmasının etkisi de belli kısıtlara sahip olacaktır.

Ki bu çok mantıklı! Düşünsenize, eğer kromozomlar böylesine çılgınca karıştırılıyorken ve tüm canlılar birebir aynı genetik alfabeyi kullanıyorken, eğer ki tür içerisindeki nükleotit çeşitliliği sınırlı olmasaydı, her karışım sonucunda bambaşka türler ortaya çıkardı! Kromozomların karıştırıldığı kısımlarda sonuç özünde çok değişmediği için, canlının genel türü de değişmemektedir; sadece tür içerisinde çeşitlenme olmaktadır.

İşte bu çeşitlenme içerisinde mutasyonlar veya yeni gen kombinasyonları sonucunda oluşan fiziksel özellikler, diğerlerine göre avantajlı olursa, doğal seçilim gibi bir mekanizmanın etkisi altında yayılarak popülasyon içinde sabitlenebilmektedir ve böylece türün genel görünümü değişmektedir. Buna evrim diyoruz.

Burada unutulmaması gereken en önemli detay, iki farklı tür veya bir türün iki farklı bireyi arasındaki genetik benzerliğin veya farklılığın farklı şekillerde ölçülebilmesidir. Bu konuda bilgi almak isterseniz, buradaki yazımızı okuyabilirsiniz. Kısaca özetleyecek olursak, şempanzelerle insanları nükleotit nükleotit kıyaslayacak olursak, %98.77'sinin birebir aynı olduğunu görürüz.^{[1], [2], [3]}

Ancak kimi zaman mutasyonlar tek bir nükleotiti değiştirmek yerine, bir geni olduğu gibi ters çevirebilir veya bir başka yere kopyalayabilir. Eğer bunları "değişim" olarak saymamayı seçerseniz, benzerlik oranları değişecektir. Örneğin insan genomuyla en yakın kuyruksuz maymun akrabalarımızın genomlarını kıyaslayacak olursanız, arada 600.000 ayrı noktada farklılık olduğunu görürsünüz. Bunlardan 17.789 tanesi insanlara özgü değişimlerdir; yani insanı "insan" yapan mutasyonlardır.^[3]

Bunları yüzdeye dökmek birazcık daha zordur; çünkü bir türde var olan mutasyonlarla, diğer türde var olmayan olmayan mutasyonları birbiriyle kıyaslayıp yüzdeleştirmek zordur. 2005 yılında şempanze genomu ilk defa yayınlandığında, araştırmacılar bu anlamsız yüzdeyi hesaplamaya çalışmışlardır ve %96 gibi bir orana ulaşmışlardır - kimi zaman insan-şempanze benzerliğinin %98.77 değil de %96 olduğunun söylenmesi bundandır.

Unutmayın ki hangi yöntemi kullandığınız çok da önemli değildir; önemli olan, hangi yöntemi kullanıyor olursanız olun, tüm türlerin ve bireylerin kıyasında birebir aynı yöntemi kullanmanızdır. Yani bir yöntem sonucunda insan-şempanze benzerliği %98, insan-kedi benzerliği %90, insan-muz benzerliği %50 çıkıyorsa; bir diğer yöntemde insan-şempanze benzerliği %96, insan-kedi benzerliği %88, insan-muz benzerliği %48 çıkabilir. Önemli olan, insan ile şempanzeyi bir yöntemle kıyaslarken, insan ile kediyi bir başka yöntemle kıyaslamamaktır. Nihayetinde elde edeceğiniz, türlerin birbirlerine göreli akrabalığıdır (genetik yakınlığıdır). Hangi yöntemi kullanırsanız kullanın, evrimin öngörüsüyle birebir tutarlı sonuca ulaşmanızı bekleriz - ki bu, Evrim Teorisi'nin gücünü gösterir.