Ornitorenkler ve Bazı Balıklar Midelerini Nasıl Yitirdi?

Ornitorenkler dışarıdan bakıldığında garipliklerle dolu canlılardır. Kuyrukları basık, ayakları perdeli, burunları derimsi ve ördeklerinkine benzerdir. Erkeklerinin arka ayaklarında zehirli bir pençenin olması ve dişilerinin yumurtluyor oluşu ayrıca gariptir. Ornitorenkler, içeriden bakıldığı zaman da garip canlılardır; çünkü yemek boruları, doğrudan bağırsaklarına bağlıdır. Yemek borusu ile bağırsağın arasında, sindirim enzimlerinin ve asitlerin üretildiği bir kese bulunmaz. Başka bir deyişle, ornitorenkler midesizdir.

Evrim tarihinde bundan yaklaşık 450 milyon yıl önce ortaya çıkan ve gövdenin bir parçası olan mide; asit üretiminde kullanılır ve sadece omurgalı hayvanlarda görülür. Atalarımız, midelerindeki asitler sayesinde gitgide daha büyük proteinleri sindirebilmeye başlamıştır. Çünkü bu asitler, hem büyük moleküllerin formunun bozulması hem de bunları birbirinden ayıran enzimlerin etkili bir şekilde çalışması için gerekli olan ortamı sağlar.

Sadece omurgalı hayvanların midesi vardır; ancak her omurgalının midesi yoktur. Son 200 yılda yapılmış bazı bilimsel çalışmalar, bazı omurgalıların geçmişte midesinin olduğunu ama zamanla midesiz canlılar haline geldiğini göstermiştir. Ornitorenklerin en yakın akrabası olan dikenli karıncayiyengiller (ekidnalar), açık havada solunum yapabilen ve tatlı sularda yaşayan akciğerli balıklar, köpek balığı ailesinden olan kedi balıkları bunlara örnektir.

Yaşayan balıkların çok büyük bir kısmı, kemikli balıklar üst sınıfına dahildir. Bu üst sınıf, midesiz canlılara örnek arayanlara zengin bir yelpaze sunar. Bu sınıfa dahil olan neredeyse 30 bin tür balığın; lapina, sazan balığı, sandık balığı, zebra balığı dahil olmak üzere yaklaşık dörtte birinin midesi yoktur. Bunların arasına balon balıkları da eklenebilir; çünkü balon balıklarının, normalde midenin bulunduğu yerde bir keseleri vardır ama bu kesede asit üretimi olmadığı için kese bir "mide" sayılamaz.

Oregon State University

Geçmişte midesi olup da zamanla midesiz hale gelen en az 18 omurgalı türü vardır. Bu alanda yapılan araştırmalar sayesinde biliyoruz ki bu türlerin bir kısmı midelerini kaybederken, bazı genlerini de kaybetmiştir.

Oviedo Üniversitesinden Xose Puente, ornitorenklerin midelerini kaybederken mide genlerini de kaybettiğini 2008 yılında keşfetti.^[1] Daha yakın tarihte yapılan çalışmalar gösteriyor ki aynı şey, başka canlılar için de geçerli.

Porto Üniversitesinden Filipe Castro ve Jonathan Wilson; zebra balıklarının, balon balıklarının, Japon pirinç balıklarının, plati balıklarının ve hayalet köpek balıklarının genetik haritasını taradıktan sonra bu hayvanların hiçbirinde proton pompası geninin olmadığını ortaya koydu. Proton pompaları, midede asit üretimi için kullanılan yapılardır. Midede ayrıca protein sindirimini sağlayan ve pepsinojen olarak bilinen enzimler bulunur. Bu çalışma sırasında bu hayvanlarda pepsinojen için gerekli olan genlerin de bulunmadığı görülmüştür. Balon balıkları ise bir istisnadır. Onlarda tıpkı ornitorenklerde olduğu gibi pepsinojen geni bulunur ama sindirim amaçlı kullanılmaz. Çalışmanın sonuçlarını değerlendiren Wilson'a göre zamanla midesiz hale gelen canlılarda bazı gen kayıplarının da olması, ortada "bariz bir örüntü" olduğuna işaret ediyor.

Te Papa / Massey Üniversitesi

Evrimsel tarih içerisinde; sahip olduğu belli bir özelliği zamanla kaybeden bir canlının, o özellikle bağlantılı olan geni de kaybetmesi şaşırtıcı olmasa gerek. Bundan farklı olarak, bazı canlılarda özellik yitirilir ama gen kalır.

Örneğin, kör mağara balıklarının gözleri yoktur ama aslında göz için gerekli olan genleri hala vardır. Öyle ki farklı mağaralardan çıkmış iki kör mağara balığı, görme kabiliyeti olan melez bir "kör" mağara balığı meydana getirebilir. Dişsiz memelilerinin de her ne kadar kullanmasalar da diş minesi üretmek için gerekli olan genleri vardır. Benzer şekilde, kuşlar da dinozorlardan aldıkları miras sayesinde diş yapımı için gerekli genleri barındırır. Puente bu durumu şu sözlerle örneklendiriyor:

Tavuğun genetik haritasına baktığınızda diş minesinin oluşumunda rol oynayan genlerin hala orada, tam da bulmayı bekleyeceğiniz yerde olduğunu görebilirsiniz.

Elbette bu genler artık aktif değildir ancak hala oradadırlar. Dolayısıyla, eğer doğru genetik ayarı tutturabilirseniz, dişli tavuk üretmeniz mümkün olabilir.

Konuyu tekrar midesiz türlere getirdiğimizde daha farklı bir durum ile karşılaşıyoruz. Bu türlerde mide için kullanılan genler inaktif olmanın ötesinde, tamamen ortadan kalkmış durumda. Puente'ye göre bu genlerin "izini bulmak" mümkün değil.

Bu sebepten ötürü, midesini kaybetmiş bir türün yeniden mideli hale gelebilmesi için mide için gerekli olan şeyleri en baştan, tekrar geri kazanması gerekiyor ki hem Castro hem de Wilson buna pek ihtimal vermiyor. Bu da akıllara Dollo Prensibi'ni getiriyor. Dollo'nun Tersinmezlik Yasası olarak da bilinen bu prensip, evrimsel bir değişim sonucunda kaybedilmiş bir özelliğin, birebir aynı şekilde atasal duruma geri dönemeyeceğini ileri sürmektedir.

Mide Neden Yok Olur?

Castro ve Wilson, bu sorunun yanıtının beslenme düzeninde yatıyor olabileceği kanısında. Hayvanlar, geçirdikleri evrimsel değişimler sonucunda kendi beslenme düzenleri dahilinde tükettikleri proteinler neyse, o proteinleri sindirmeye yarayacak pepsinojenlere sahip olur. Midesi olan bir tür zaman içerisinde bu enzimi kullanmayı gerektirmeyecek bir beslenme düzenine geçmiş ve bu sebeple midesini kaybetmiş olabilir.

Günümüzde hala midesi olan bazı hayvanlara baktığımızda bu sürecin nasıl başlıyor olabileceği ile ilgili bazı ipuçlarına rastlıyoruz. Yeni doğan birçok memeli, Cym olarak bilinen bir gen sayesinde sütteki proteinleri sindirebilir. Ama insan sütü protein bakımından zengin olmadığı için bu gen bizde inaktif hale gelmiştir.

Pepsinojenlerin tam randımanla çalışabilmesi için asidik bir ortam gerekir. Eğer pepsinojeniniz yoksa vücudunuzda asidik bir yer olmasına da gerek kalmaz. Proton pompaları midedeki asit seviyesini muhafaza eder ve bunu yaparken çok fazla miktarda enerji harcarlar. Eğer midedeki asit seviyesini korumaya artık gerek kalmadıysa, proton pompası da gereksiz hale gelir ve yitirilir.

Ne var ki bu açıklama şu aşamada spekülasyondan öteye gidemiyor. Ancak farklı bir açıklama daha var. Bazı hayvanlar çok fazla mercan ve kabuklu deniz canlısı yer. Bunların kabuğu kalsiyum karbonat bakımından zengindir. Kalsiyum karbonat, midedeki asidi nötrler. Bu maddeyi lapina gibi bazı dip balıkları da tüketir. Bu hayvanların tükettiği şey aslına bakıldığında antiasittir.

Midedeki asidi nötrleyen şeyler yiyorsanız, mide asidi üretmekle uğraşmanıza gerek kalır mı? Bu noktada proton pompaları gereksiz hale gelir ve zamanla yitirilmeye başlanır. Ortam artık asidik olmadığı için pepsinojen de proton pompalarının izinden gider. Nitekim, "Mide gibi bir organ neden kaybedilir?" sorusuna Wilson'ın yanıtı şu şekilde:

Burada muhtemelen beslenme düzeni büyük bir rol oynuyor ama bu rolün ne olduğunu hala anlamaya çalışıyoruz.

Wilson ayrıca midesini kaybeden türlerin tamamının suda yaşadığına dikkat çekip, cevabın bununla bağlantılı olabileceğini belirtiyor.

Şu aşamada netlik kazanmış tek bir şey var: Midesi olmayan ama yaşamını sorunsuz bir şekilde sürdüren pek çok hayvan var. Mideye alternatif olabilecek pek çok şey var. Örneğin bağırsakta da protein yıkımı için gerekli bazı enzimler vardır. Bazı balıkların boğazlarında ise yedikleri şeyi parçalara ayırabilmek için ekstradan bir diş takımı bulunur. Wilson son olarak şöyle diyor:

Midenin işlevi, göbeğin daha farklı bölgelerine aktarılabilir. Nereye bakarsanız bakın, midesi olmadan da gayet iyi yaşayabilen türlerle karşılaşıyorsunuz. Bunlar anormal değil, hatta gayet yaygınlar.