Zararlı Mutasyonlar, Yararlı Mutasyonların Popülasyonda Yayılma Hızını Artırıyor!

Yapılan çalışmalar popülasyonların evrimine dair muhteşem bir gerçeği açığa çıkardı. Hesaplamalara göre, zararlı mutasyonların yayılması, yararlı mutasyonların birikme hızını yükseltiyor. 

Çevresine neredeyse tamamen uyum sağlamış bir popülasyon düşünün. Çevresel koşulların da sabit olduğu varsayıldığında, doğal seçilim baskısının fiilen bulunmadığı bir noktaya ulaşılır. Canlılar ortamına o kadar uyum sağlamıştır ki, en ufak değişimler bile muhtemelen zararlı olacaktır. 

Bildiğiniz gibi evrim mutasyonların zamanla birikmesiyle gerçekleşiyor. İşlevsel bölgelerde meydana gelen yeni mutasyonların ezici kısmının zararlı olduğu kesin olarak bilinen bir gerçektir. Ancak doğal seçilim, bu zararlı mutasyonların ezici çoğunluğunu popülasyondan eler. Fakat bunların bir kısmı canlının yaşamını ciddi şekilde etkileyecek kadar zararlı değildirler. Aralarında nötrale yakın derecede hafif etkileri olan zararlımsı mutasyonlar da bulunur ki bunlar, genetik sürüklemenin etkisiyle tesadüfen sabitlenebilirler. Bu hafif zararlı mutasyonların birikmesiyle, binlerce nesil içinde popülasyonun veriminin oldukça azalması ve hatta neslinin tükenmesi söz konusu olabilir. 

Peki bundan bir kaçış yolu yok mudur? İşte burada evrimsel biyolojinin muhteşem bulguları devreye girer. Popülasyonun verimi rastgele biriken zararlı mutasyonlardan dolayı düştükçe, ortamına başlangıçtakinden daha az uyumlu bir nesil oluşmuştur. Bu durum faydalı mutasyonların görülme sıklığını artıracaktır. İlk başta söylediğimiz gibi, sabit bir ortamda çevresine çok iyi uyum sağlamış bir durumda meydana gelen hemen her değişim, canlıları mevcut optimum'dan ayıracaktır. Ancak zararlı mutasyonlar birikip sistemler bozuldukça, onların etkilerini gideren ''telafi edici'' mutasyonların görülmesi mümkün olacaktır. 

Optimum değere ulaşmış bir proteinde meydana gelen yeni mutasyonlar zararlı olurlar. Ancak biriken zararlı mutasyonlarla çevresel optimumdan uzaklaşan sistemlerde, başka bir proteindeki, başka bir düzenleyici sistemdeki değişimler, onun etkisini kompanse edebilirler. İlk mutasyon A proteini etkileyerek canlının kalp atış hızını hafifçe azalttıysa, başka bir proteindeki başka bir mutasyon bu hızı eskisine yaklaşacak şekilde yükseltebilir. Kısacası zararlı mutasyonların zamanla birikmesi, yeni doğan mutasyonların yararlı olma potansiyelini belirgin derece yükseltir. Verim düşüşüyle çevresel optimumdan uzaklaşan popülasyon, çok sayıda ''telafi edici'' faydalı mutasyon biriktirerek eski optimuma yaklaşır. 

Zararlıların ardından yararlılar, yararlıların ardından zararlılar gelir. Popülasyonun net verimi bir azalır bir artar. Eğer popülasyon yeterince büyükse, bu dalgalanmaların genliği daha ufak olur ve popülasyon çok uzun süreler bir aşağı bir yukarı dalgalanır. Bu dalgalanmalar sayesinde ortalama verim hemen hiç değişmese bile, bir sürü mutasyon birikmiştir. Böylece, çevresel koşulların değişmesinden kaynaklanan hiçbir seçilim baskısı olmasa bile, hafif zararlı ve hafif yararlı mutasyonlar etki-tepki prensibi gereğince birikerek moleküler değişimleri gerçekleştirecektir. Dikkat edilmesi gereken nokta, sabitlenen mutasyonların ezici kısmının hafif etkili olmasıdır. Son olarak da popülasyon büyüklüğü ve moleküler evrim hızı arasındaki ilişkiye değinmek gerekiyor. 

Yapılan analizler, daha önceki bilgilerle uyum içinde. Popülasyon büyüdükçe sabitlenen mutasyon sayısı azalıyor çünkü kuvvetlenen doğal seçilim hafif zararlı mutasyonların sabitlenmesini zorlaştırıyor. Popülasyon küçüldükçe çok sayıda hafif zararlı mutasyon zayıflayan doğal seleksiyondan kaçarak sabitleniyor. Onların hızla birikmesiyle düşen verimi telafi eden faydalı mutasyonların oranı da yükseliyor. Elbette popülasyonların moleküler evrim hızını etkileyen onlarca değişken var, ancak bu çalışmalar hiç çevresel seçilim baskısı olmadığında bile; rastlantısal olarak birikmiş olan zararlı mutasyonların etkisiyle verim düştükçe; düşen verimi telafi eden faydalı mutasyonların seçilim sayesinde sabitlenmesi gözlemleniyor. 

Bilim insanları bu fenomene ''adaptasyon olmadan doğal seçilim'' diyor. Gerçekte ise bu tamamen mümkün değildir zira çevresel koşullar kaçınılmaz olarak devamlı bir değişim içindedir.