Vahşi Lahana Çiçeği, Yapay Seçilim Yoluyla Brokoliden Karnabahar Bitkisine Kadar Birçok Türe Evrimleşti!

Hazırladığımız bu görsele iyi bakın. Sizce buradaki canlılar birbirlerine ne kadar benziyorlar? Eğer ki bu bilgilere erişiminiz olmadan bu bitkileri görseniz, aynı tür, hatta aynı cinste olduklarını düşünür müydünüz?

Muhtemelen cevabınız koca bir "hayır" olacaktır. Bilimsel (yani "teknik") olarak yanılıyor olsanız da, pratik olarak oldukça haklısınız. Bu canlıların birbirlerine benzer neredeyse hiçbir tarafları yoktur. Ancak bu canlılar, evrimsel mekanizmalar arasında en güçlülerden biri olan yapay seçilim kullanılarak insan tarafından tek bir türden evrimleştirilerek yaratılmış türlerdir ve aynı tür içerisinde sayılacak kadar yakın akrabadırlar! 

Yapay Seçilim Bin Yıllardır Devam Ediyor!

Yapay seçilim aslında bin yıllardır insan tarafından kullanılan bir evrim mekanizmasıdır. Zaman zaman başka alanlardaki bilimsel keşiflerde gördüğümüz gibi, faydalandığımız doğa yasalarının farkında olmadığımız dönemler olabilir. Örneğin kütleçekimi neredeyse evren var olduğundan beridir var olan bir kuvvettir ve tüm insanlık evrimi süresince de var olmuştur. Ancak onu tam olarak tanımlamamız 17. yüzyıla kadar beklemek zorunda kalmıştır. Yapay seçilim de böyledir. Binlerce, hatta on binlerce yıldır insanlar bu yasayla yeni türler evrimleştiriyor olsa da, bu yasayı tanımlamamız 19. yüzyılda Darwin'in onu açıklamaya çalışmasını beklemek zorunda kalmıştır.

Yapay seçilim ile ilgili detaylı bilgileri ilgili makalelerimizden alabilirsiniz. Burada değinmek istediğimiz, her ziraat mühendisinin ya da bitkilerle uğraşan insanların bildiği bir evrimsel değişimdir. Günümüzde sıklıkla kullandığımız veya tükettiğimiz bitkilerden bazıları, eskiden doğada var olmayan canlılardır ve tamamen insanın doğaya müdahalesiyle evrimleşmişlerdir. Bunun en güzel örneği, vahşi lahana olarak bilinen Brassica olecea türünden evrimleşen onlarca farklı canlı grubudur: lahana, asefela bitkileri, brokoçiçeği, brokoli, brokoli lahanası, brokolini, brüksel lahanası, karnabahar, ocak kralı lahanası, kai-lan, kıvırcık lahana (mangır), yer lahanası (alabaş), kara lahana, lacinato mangırı, kırmızı lahana, romanesko brokolisi ve savoy lahanası... Bu canlıların tamamı, farklı özellikleri açısından sürekli seçilerek ve elenerek evrimleştirilen vahşi lahanadan evrimleşmişlerdir! 

Günümüzde bilim insanları arasında bu canlıların halen aynı tür olarak görülmesi gerekip gerekmediği konusunda tartışmalar sürmektedir. Ancak klasik biyolojik tür tanımına göre bu canlılar halen birbirleriyle verimli döller vererek çiftleşebildikleri için, bu kadar köklü farklılıkları olmasına rağmen aynı türün farklı alt türleri olarak görülmektedirler. Modern filogenetik tür tanımı dahilinde ise zaten evrimsel olarak artık belli düzeyde türleşmenin meydana geldiği ve sürdüğü görülebilmektedir. Zamanla bu canlıların taksonomik konumları daha net tanımlanacaktır.

Karnabahar ve brokolide yediğimiz kısım, diğer çeşitlerde yediğimizin aksine bitkinin çiçek kısmıdır. Daha doğru söylemek gerekirse, bu bitkilerde yediğimiz kısım, bitkinin en üst kısmında öbeklenmiş olan çiçek topağıdır. Diğer akrabalarına göre bu iki bitkideki çiçek topağı çok daha büyük ve yoğundur. Atalarında ve kuzenlerinde bu kadar bariz bir durumun gözlenmiyor olması bilim insanlarının dikkatini çekmektedir. Bunun bu şekilde olmasının tek bir sebebi vardır: vahşi lahanın çiçeklerinin üstte öbeklendiği genetik varyasyonlarının sürekli çiftleştirilmesi ve dış gruplardan izole edilmesi... Bu ikisi yapıldığında, sadece birkaç nesillik seçilim sonucu öncelikle karnabahar ve lahanaya benzeyen "ara basamaklar", sonrasındaysa bildiğimiz karnabahar ve brokoli elde edilebilmektedir.

Soil Association

Yapay Seçilim Yoluyla Evrimin Genetik Kanıtları

Günümüzdeki moleküler çalışmalar da bu evrimsel değişimi ispatlamaktadır. Bu bitkilerin tekil genleri üzerinde yapılan çalışmalar, yapay seçilim sonucunda belli başlı genlerin, özellikle de CAULIFLOWER olarak isimlendirilen bir genin ifadesindeki farklılaşmanın bu evrimi tetiklediğini göstermiştir. Brassica cinsinin en yakın akrabalarından olan Arabidopsis cinsinde de bu gene rastlanmıştır ve iki cinste de bu gene ait birçok farklı alel (gen çeşidi) bulunmuştur. Fakat bu cinste keşfedilen ilginç bir durum şudur: Bu canlılarda bulunan APETALA1 isimli genin etkisi çok daha baskın olduğundan, doğal popülasyonlarda CAULIFLOWER geni fenotip (dış görünüş) üzerinde etkisiz olmaktadır. Cinsin bazı bireylerinde, genetik yapıdan ötürü APATELA1 geni aktive olamaz ve bu durumda CAULIFLOWER geni baskın hale geçer. İşte bu durumda, bu genin farklı alellerinin özellikleri bireylerde görülebilir. APATELA1 geninin çalışmadığı bireylerde Apatela1 isimli protein üretilemez ve bu da çiçek yapısının ciddi anlamda farklılaşmasına neden olur. 

Yapay seçilimi kullanarak insanların CAULIFLOWER geninin farklı çeşitlerini seçmesi sonucu, tek bir bitkiden günümüzdeki bu geniş Brassica olecea tür grubu evrimleştirilebilmiştir. Örneğin karnabaharda CAULIFLOWER geni üzerinde bir işlev-kaybı tipi mutasyon oluşmakta ve bu sayede yediğimiz beyaz çiçek kısmı oluşabilmektedir. Brokolide ise Kent-2 isimli bir alelin etkisiyle yoğun bir çiçek oluşumu gözlenmektedir ve bu alelin sürekli seçilmesi günümüz brokolilerinin evrimleşmesine neden olmaktadır. 

Burada önemli olan bir nokta ise şudur: 2000 yılında Michael Purugganan, Abee Boyles ve Jane Suddith tarafından yapılan bir araştırmada, bu varyasyonlara neden olan mutasyonların tek başlarına bu evrimsel değişimlere neden olamayacağı ispatlanmıştır. Yani tek bir mutasyon, bir vahşi lahanayı karnabahara evrimleştirememektedir. Bunun olabilmesinin tek yolu, bu mutasyonun sebep olduğu varyasyonların sürekli olarak yapay yollarla seçilerek 37 farklı CAULIFLOWER alelinin istenen kombinasyonda bir araya gelmesini sağlamaktır.

Yaptıkları genetik analizler de bunu doğrulamaktadır: bahsettiğimiz mutasyonları analiz eden araştırmacılar, GAG kodonunun TAG kodonuna dönüşerek işlevini yitirdiğini doğrulamışlardır. Bu tip bir mutasyon, vahşi lahananın 11 alelinden sadece 2'sinde bulunurken, mangırın 7 alelinden 3'ünde, brokolinin 9 alelinden 8'inde ve karnabaharın 10 alelinin tamamında bulunmaktadır. 

Yani farklı alellerdeki mutasyonların sürekli olarak yapay biçimde seçilmesi, günümüz bitki çeşitliliğinde ciddi değişimlere neden olabilmektedir. Karnabaharı, brokoliyi, lahanayı ya da mangırı sever misiniz bilemiyoruz... Ancak bir dahaki sefere tüketirken, yediğinizin evrimin en ilginç ispatlarından biri olduğunu hatırlayın.

Evrim Kuramı ve Mekanizmaları Kitabımızdan Bir Kesit...

Evrim Ağacı olarak çıkardığımız ilk kitap olan Evrim Kuramı ve Mekanizmaları'nda da izah ettiğimiz gibi...

(...) Sezai’nin bu yeniden keşfettiklerine ve babadan öğrenerek uyguladıklarına bilimsel terminolojide Yapay Seçilim diyoruz. Adından da kolaylıkla anlaşılacağı üzere bu, bir canlının belli özelliklerine göre seçilmesi ve bu canlının hayatta kalmasına ve üremesine izin verilirken, kendi soyundan olan kardeşleri ya da türdeşlerinin hayatta kalmalarına veya en azından üremelerine engel olmak demektir. Başlı başına Evrim Mekanizmaları arasında yer almaktadır ve bu kitap içerisinde göreceğimiz ilk Seçilim Mekanizmasıdır. Yapay Seçilim sayesinde, Sezai’nin detaylıca irdelediği gibi, bir türe ait nesillerin kademe kademe değişmesi yapay yollarla sağlanabilir.

Açıkçası bu yöntem hemen her çiftçi, her besi hayvancılığıyla uğraşan insan, her ziraatçı tarafından bilinmekte ve yüz yıllardır uygulanmaktadır. Son derece etkili olan bu yöntem, kimi zaman gıda ürünlerinin besin değerlerini yükseltmek için kullanılmış (sürekli daha etli domatesleri seçip üretmek gibi), kimi zaman yepyeni bitkilerin yaratılmasını sağlamış (karnabahar, brokoli, lahana gibi bitkilerin vahşi lahanadan evrimleştirilmesi gibi), kimi zamansa insana asırlarca dostluk edecek hayvanların yaratılmasını (evcil köpeklerin vahşi kurtların en sakin, ağırbaşlı, cana yakın olanlarının seçilmesiyle var edilmesi gibi) sağlamıştır. 

Gerçekten de herhangi bir ziraatçılık ya da genel biyoloji kitabını açarsanız karşınıza çıkan ilk örnek bir tür hardal bitkisi olan ve "vahşi lahana" veya "yabani lahana"olarak bilinen Brassica oleracea türünden evrimleştirilen, günlük yaşantımızda bolca yer bulan bitkilerdir: karnabahar, brokoli, lahana, mangır ve alabaş bitkileri, bundan birkaç bin yıl önce doğada rastlamadığımız bitkilerdi. Yani bundan 10.000 yıl kadar önce, yerleşik yaşama yeni geçmiş insan grupları akşam yemeğinde brokoli pişirip yiyemezdi, çünkü doğada böyle bir canlı bulunmuyordu. Nesilden nesle aktarılan botanik bilgisi ve biliminin gelişmesiyle, farklı canlıların çaprazlanması ve doğada hükmettiği keşfedilen seçilime bağlı değişim yasalarının fark edilmesinden sonra bu canlıları evrimleştirmek mümkün oldu.

Yapılan araştırmalar, doğada kendi atalarından evrimleşerek doğal olarak bulunan vahşi lahana bitkisinin farklı özellikteki çeşitlerinin (varyasyonlarının) çiftleştirilmesi ve elde edilenlerin, tıpkı Sezai’nin ve dedelerinin inekler için yaptıkları gibi, istenilen özelliktekilerinin üremesine izin verilip diğerlerinin üremesinin engellenmesinin sonucunda yukarıda saydığım bitkilerin ortaya çıkması sağlanmıştır. Örneğin vahşi lahana bitkisinin sarı renkli çiçeklerinin daha gür ve öbekler halinde oluştuğu bireylerinin birbirleriyle sürekli çaprazlanması (çiftleştirilmesi) ve her seferinde elde edilen yeni bireylerden sadece çiçekler bakımından daha gür ve öbeklenmiş olanlarının seçilmesi sonucunda nesiller sonunda bugün Brassica oleracea italica alt türü olarak bilinen “brokoli” canlısı elde edilmiştir. Antik Yunan ve Antik Roma'dan öncesinde Brassica cinsine ait neden böyle bir seçilim uygulandığına veya bunun tam olarak ne zaman başladığına dair net bir bilgi yoktur. Ancak bu antik topluluklarda bilinçsizce yapılan seçilimin nedenlerini, M.Ö. 371-287 yılları arasında yaşamış ve Plato ile Aristo'dan ders almış olan Theophrastus'un Deipnosophistae isimli kitabından görebiliyoruz. Daniel Zohary tarafından yazılan Eski Dünya'da Bitkilerin Ehlileştirilmesi başlıklı kitapta aktarıldığı üzere ve Theophrastus'un anlattığına göre o dönemin insanları, şarap yapılan üzüm sarmaşıklarının yanında büyüyen vahşi lahana bitkisinden tiksiniyorlardı; çünkü şarabı yapacak üzümlerin tadının bozulmasına neden olduğunu düşünüyorlardı. Bu da, dönem insanlarının istemsiz bir seçilim yapmalarına neden olmuş olabilir. İnsanın hoşuna gitmeyen popülasyonları elemesi ve üzümlerin yanında büyümeyenlere izin vermeleri, nesillerin birbirinden farklılaşmaya başlamasına neden olmuş olabilir. Yani Yapay Seçilim, illa bilinçli ve hedefli bir şekilde de yapılmak zorunda değildir, içinde belli bir "istek" olması yeterlidir. 

Benzer şekilde vahşi lahananın çiçek yapılarının üremeye daha elverişsiz olanlarının sürekli birbiriyle çiftleşmeye zorlanması, birkaç nesil içerisinde bugün karnabahar dediğimiz türün evrimleşmesine sebep olmuştur. Aynı vahşi lahananın ilkin bireylerinin dal bağlantılarının kısa olanlarının birbiriyle çaprazlanması nesiller içerisinde bildiğimiz lahananın ortaya çıkmasını, yapraklarının daha geniş olanlarının birbiriyle çaprazlanması mangır bitkisinin (Brassica oleracea acephala) evrimleşmesini ve vahşi lahananın yan meristemlerinin daha üretken olanlarının sürekli birbiriyle çaprazlanması ise nesiller içerisinde alabaş bitkisinin (B. o. gongylodes) evrimleşmesini sağlamıştır. Kısaca tek bir ata türden, alt tür grubu elde edilmiştir. Burada önemli olan nokta, seçimi insanın yapmasıdır. Bu seçilim günümüze kadar devam etmiştir. Öyle ki, günümüzdeki birçok botanikçi, bu vahşi lahanadan elde edilen yeni canlıların aynı tür, hatta aynı cins olarak sayılmasına bile karşı çıkmaktadırlar. Canlıların ayrı cinsler olarak ayrılabilecek kadar farklılaştıklarını söylemektedirler. Ancak evrimsel genetik alanında en azından bugüne kadar yapılan çalışmalar, bu türler yapay seçilim sonucunda ne kadar farklılaşmış olurlarsa olsunlar, halen aynı türün alt türleri olduğunu göstermektedir. Genler yalan söylemez. (...)

Devamını ve çok daha fazlasını öğrenmek için, kitabımızı buraya tıklayarak edinebilirsiniz.