Paralel Evrim Nedir? Yakın Soy Hatlarının, Bağımsız ama Benzer Evrimsel Süreçleri...

Evrimsel biyolojinin birçok ilgi çekici alanı vardır. Bu ilgi çekici alanları araştırması keyifli olsa da, oldukça zor da olabilir. Çünkü bazı evrimsel süreçler, biyologların kafasını karıştırıp sonuçlara varmasını güçleştirebilirler. Bunların başında homoplazik evrim denen bir dizi süreç gelir. Bunlarla ilgili olarak buradaki yazımızda genel bilgileri vermiştik. Burada ise daha özel bir başlığa değinmek istiyoruz. Bir çeşit homoplazik evrim türü olan paralel evrim konusuna...

İsminden ve başlığımızdan anlayabileceğiniz gibi paralel evrim, birbirinden bağımsız soy hatlarının, birbirine benzer ve eş zamanlı sayılabilecek evrimsel değişimler geçirmesidir. Burada birbirinden bağımsız diyor olsak da, genellikle bir at ile kelebek kadar uzak türlerden söz etmeyiz. Yakın bir atayı paylaşan; ancak bariz bir şekilde farklı türlere, cinslere, hatta takımlara ayrılmış canlıların paralel bir evrimsel süreç geçirmesini kastetmekteyiz. Bu canlılar, dikkate değer bir süre önce türleşmiş olsalar bile, halen birçok ortak noktayı, özellikle moleküler/genetik düzeyde taşıdıkları için ve muhtemelen yakın çevrelerde yaşıyor oldukları için, benzer seçilim baskıları altında benzer evrimsel değişimler geçirebilirler. İşte buna paralel evrim adını veriyoruz. 

Buna çok sayıda örnek verilebilir; fakat en güzel örneklerden biri, deniz kabuklularının ayaklarının beslenme uzantılarına evrimleşmesidir. Birçok deniz kabuklusunun atalarının hareket için kullandıkları ayak yapıları, seçilim baskısı altında nesiller içerisinde yavaş yavaş değişerek, beslenmeye yardımcı olan maksiliped adı verilen yapılara dönüşmüştür. Bunlara ağız aparatı da denir. Bu aparatlar genellikle yiyecekleri parçalamaya veya parçalanmış yiyecekleri ağzın içine göndermeye yaramaktadır. Birbirinden dikkate değer bir süre önce ayrı gruplara ayrılmış deniz kabukluları takımlarında, bağımsız olarak ayaklar ağız aparatlarına evrimleşmiştir.

Michael Averoff ve Nipam Patel tarafından 1997 yılında yapılan araştırmalar, bu tür bir paralel evrimin temel nedeninin, birbirinden yeterince uzun bir zaman önce ayrılmasına rağmen halen göreli olarak yakın akraba olan canlı gruplarında, ortak genlerin halen ortak faaliyetleri yürütmesi olduğunu göstermiştir. Örneğin deniz kabuklularının farklı takımlarında bulunan Ultrabithorax (kısaca Ubx) geni ile abdominal A (kısaca abdA) genleri, denizkabuklularının da içerisinde yer aldığı eklembacaklılar (Arthropoda) şubesindeki canlıların vücut segmanlarının nasıl ve ne şekilde oluşacaklarını kontrol etmektedir. Bu genler canlıların bacaklarının bulunduğu göğüs bölgelerinde aktiftir; ancak ağızların bulunduğu kafa segmanlarında işlevsizdir. İkilinin yaptığı araştırma, birbirinden bağımsız deniz kabuklusu takımında bu iki genin de paralel olarak işlevlerini yitirdiklerini göstermektedir. Bu işlev yitimi, canlıların bacaklarının ağız parçalarına evrimine neden olmuştur. 

Yukarıdaki görselde, bu durum detaylıca gösterilmektedir. En sol tarafta, farklı canlı gruplarının bir evrim ağacına yer verilmektedir. Bunlardan bizi aslen ilgilendiren Leptostraca ve Mysida takımlarıdır. Oratadaki kutucuklar, hayvanların segmanlarını (vücut bölütlerini) göstermektedir. Dikkat edilecek olursa hepsinde 3 kafa, 4 göğüs segmanı vardır. Ancak dikkat edecek olursanız, Anostraca isimli dallıbacaklı takımından (ki bu, bizim odak noktamızdaki iki canlıya göreli olarak uzak bir akrabadır) Copepoda isimli takıma doğru geldikçe, göğüs bölgesindeki segmanların renkleri değişmektedir. Bu renk değişimi, oradaki genlerin faaliyetini göstermektedir. Evrimsel süreçte giderek T1 ve T2 segmanlarındaki gen faaliyetinin azaldığı ve hatta tamamen durduğu görülür (mor renk aktif genleri, açık mavi zayıfça faaliyet gösteren genleri, beyaz ise işlevsiz genleri göstermektedir). 

Görselde, sağ taraftaki gerçek mikroskop fotoğraflarına bakacak olursak, üstte Leptostraca takımına ait Paranebalia cinsini görmekteyiz. Bu canlı, atasal özelliklerini korumaktadır. Yani vücudundaki tüm segmanlarda bacaklar bulunur ve hiç ağız aparatı görülmez. Alttaki fotoğrafta ise Mysida takımına ait Mysidium cinsi görülmektedir. Bu canlının T3 segmanında normal bir bacak bulunurken, T2 ve özellikle T1 segmanında bacak yapısının farklılaşarak ağız parçasına dönüştüğü görülmektedir. Bu, evrimin genlerle birebir ilişkilendirilebilen en net örneklerinden biridir. 

Burada paralel evrim ise, fotoğrafta gösterilmeyen Mesocyclops cinsi ile, az önce sözünü ettiğimiz Mysidium cinsi arasındadır. Mesocyclops'ta da, tıpkı Mysidium cinsinde olduğu gibi bacakların ağız parçasına evrimleştiği görülmektedir (segman ve renklerden bu durum görülebilir). Fakat dikkat edecek olursanız, bu canlıların ortak atasında (ata olarak kabaca Anostraca takımını kullanabilirsiniz) böyle bir ağız evrimi bulunmamaktadır. Dolayısıyla Mysidium ile Mesocyclops, bu özelliği atalarından almamıştır! Neredeyse birebir aynı özellik, bağımsız olarak, bu ayrı soy hatlarında evrimleşmiştir!

Bunun neden kafa karıştıcı olduğunu anlamak kolaydır: bu iki canlıya bakan bir evrimsel biyolog, bunların ortak bir atayı paylaştığını düşünebilir; çünkü birebir aynı evrimsel süreç yaşanmıştır. Ancak başka özelliklerin ve genlerin dahil edilmesiyle yapılan daha kapsamlı ve derin analizler, bu iki türün birbirine daha yakın akraba olmadığını göstermektedir. Hatta öyle ki biri Copepoda takımı içerisinde, diğeri Mysida takımı içerisindedir. 

Bu noktada gördüğümüz önemli bir şey, bilimin dürüstlüğüdür. Eğer ki evrimsel biyologlar birilerini kandırmak isteyecek olsa (ki niye kandırsınlar ama diyelim ki öyle bir amaçları olsun), birbirine daha yakın gözüken her canlıyı bir arada gruplandırmaya çalışırlardı. Böylece evrimin gücünü göstermek daha kolay olurdu. Fakat evrimsel biyologlar bilim insanı oldukları için gerçeklerin peşinden giderler. Gerçekler, aynı özelliğin bu iki takımda birbirinden bağımsız olarak evrimleştiğini göstermektedir. Araştırmalarını dürüstçe bilim camiasına ilan eden uzmanlar, bu durumun nedenlerini sorgulamakta ve cevaplara ulaşmaktadır.