Sistemlerin Evrimi - 2: Dolaşım Sistemi ve Kalbin Evrimi

Bu yazımızda, sizlere belki de çok hücreli ve sistemlere sahip "ileri karmaşıklıktaki" canlıların en ilginç sistemlerinden biri olan Dolaşım Sistemi'ni ve bunun en ilkin kökenlerinden itibaren evrimini izah etmeye çalışacağız. Her ne kadar uzun bir ders konusu kadar ayrıntılı olsa da bu konu, biz, her zaman olduğu gibi mümkün olduğunca yalın ve sıkmadan anlatmaya çalışacağız. Umarız başarılı olabiliriz.

Dolaşım Sistemi Nedir, Neden Evrimleşmiştir?

Bildiğiniz gibi çok hücreli canlılar, isimlerinden de anlaşıldığı ve farklı yazılarımızda da açıkladığımız gibi birçok canlının birbirleriyle ortak olarak çalışmalarıyla varlıklarını sürdürmektedirler. Uzun evrimsel süreçte birbirlerine adapte olacak şekilde evrimleşen hücreler, dokular, organlar ve sistemler, bir bütün olarak çok hücreli, karmaşık canlı formlarının varlığına sürekli katkı sağlarlar. Zaten bu yazı dizimizin amacı olarak, bu sistemlerin evrimlerini ve birbirleriyle olan ilişkilerini incelemekteyiz. Fakat bu sistemler arasında birkaçı, farklı bir özellik sayesinde öne çıkmaktadır: Bazı sistemler, diğer sistemlerin çalışması için vardırlar. Evet, sistemlerin her birinin olmazsa olmaz olduğu doğrudur; ancak bazı sistemlerin, diğer sistemlerle ilişkili olmayan çok spesifik görevleri vardır (sinir sisteminin düşüncelere, reflekslere, hafızaya ev sahipliği yapması gibi). Ancak özellikle Dolaşım Sistemi, sürekli olarak diğer organ ve sistemleri "besleyen" bir besin kaynağı olarak karşımıza çıkmaktadır. Elbette bu görevinin temelinde, yenilen besinlerin sindirimi, dolayısıyla Sindirim Sistemi yatmaktadır -ki bu sistemi bir önceki yazımızda incelemiştik.

Dolaşım Sistemi, yukarıdaki açıklamamızdan da anlaşılacağı üzere vücudun her noktasına ulaşarak oradaki hücrelerin ihtiyaçlarını karşılayan bir hizmetçi görevi görmektedir. Vücut için gerçekten hayati önem taşımaktadır; zira çok hücrelilerin en bariz özelliği olan bu karmaşık hücreler bütününün bir arada kalmasının tek yolu, tüm ihtiyaçlarının eksiksiz ve hızlı bir şekilde giderilebilmesidir. Aşağıda, bir insanın vücudunu saran damar ağı görülmektedir:

Bir hücrenin en temel ihtiyaçları arasında, elbette ki hücre içi faaliyetlerde (metabolizma = anabolizma (yapım) + katabolizma (yıkım)) kullanılacak kimyasalların sağlanması bulunmaktadır. Benzer şekilde, hücre içerisindeki faaliyetler sonucu oluşabilen, hücreye yararı olmayan ve hatta zararı olabilen maddelerin dışarı atılması da, Dolaşım Sistemi'nin görevidir. Bu kimyasallara gaz formunda olan Oksijen, Karbondioksit gibi kimyasallar girebileceği gibi, sayısız karbonhidrat, protein, aminoasit, yağ asidi, nükleotitler, vitaminler, mineraller ve daha nicesi de dahildir. Benzer şekilde hücrelerin sıvı ihtiyacı da Dolaşım Sistemi tarafından karşılanmaktadır. Yani Dolaşım Sistemi, vücutta bulunan hücrelerin ihtiyaç deposudur.

Dolaşım Sistemi, sadece hücrelerin ihtiyaçlarını karşılamaz. Aynı zamanda, vücudun dış etkenlere karşı savunması olan Savunma Sistemi'ne de ev sahipliği yapar. Zaten bu iki sistem neredeyse tamamen iç içedir ve birbirinden ayırmak güçtür. Ancak dolaşım sistemi içerisinde bulunan akyuvarların sayısız çeşidi sürekli olarak vücut içerisine giren yabancı maddelerle mücadele halindedirler. Benzer şekilde, yine kan içerisinde bulunan trombositler ve türevleri de, vücudun beklenmedik şekillerde hasar alması durumunda tamirinden sorumludurlar. Yani Dolaşım Sistemi, çok hücreli bir canlının savunma sisteminin konuşlandığı temel bölgelerden biridir.

Bunun haricinde, canlıların yaşadıkları ortam sürekli olarak değişmektedir. Canlılar, tanımları gereği bu değişimlere aktif olarak karşı koyabilen ve adaptasyon sağlayabilen varlık türleridir. İşte çok hücreli canlılarda, Sinir Sistemi ile ortaklaşa olarak bu görei Dolaşım Sistemi yürütmektedir. Örneğin alınan besinlere, ortamdaki gazların durumuna ve hücrelerin toplam faaliyetlerine göre vücudun pH (asitlik) değeri, iyonik konsantrasyonu, sıcaklığı ve benzeri faktörleri sürekli olarak değişmektedir. Bu değişimlere cevabı Sinir Sistemi verir; ancak cevabın bazı kısımlarını (hormonlar gibi) vücudun gerekli yerlerine taşıyan sistem, Dolaşım Sistemi'dir. Yani Dolaşım Sistemi, çok hücreli canlılarda yapılar arası iletişimi sağlayan araçlardan biridir.

Aşağıdaki şemada, Dolaşım Sistemi'nin diğer sistemlerle olan ilişkisi görülmektedir. Tam da yukarıda izah ettiğimiz şekilde, Dolaşım Sistemi, diğer tüm sistemlerin merkezinde olarak çizilmiştir. Bu merkezilik, Sinir Sistemi'ne de atfedilebilir (bunu da gelecek yazılarımızda ele alacağız) ancak taşımacılık ve iletişim anlamında Dolaşım Sistemi'nin önemi tartışılmazdır. 

Fotoğraf incelendiğinde, yiyeceklerin Sindirim Sistemi'ne girip sindirildikten sonra Dolaşım Sistemi'ne verildiği görülmektedir. Hormonal (Endokrin) Sistem, gerekli hormonları Dolaşım Sistemi aracılığıyla gerekli yerlere taşır. Salgı Sistemi, Dolaşım Sistemi ile salgılarını ilgili bölgelere iletir. Savunma Sistemi, neredeyse tüm yapılarıyla Dolaşım Sistemi içerisinde konuşlanmıştır. Solunum Sistemi, Dolaşım Sistemi'yle en yakından ilişki halinde olan, bütünleşik bir sistemdir. Ve hatta genel olarak vücut, Dolaşım Sistemi ile sürekli olarak etkileşim halindedir.

Bunların tamamı bir arada düşünüldüğünde, Dolaşım Sistemi'nin neden gerektiği, neden evrimleştiği, daha doğrusu bu sistemin parçalarını adım adım geliştirebilenlerin, diğerlerine göre neden avantajlı konuma geçtiği anlaşılabilecektir. Zaten sistemlerin oluşmasının sebebi, özelleşmiş yapılara sahip olarak enerji tasarrufu yapmaktır. Dolaşım Sistemi'nin özelleştiği konu da temel olarak "iletim"dir.

Dolaşım Sistemi, gayet iyi bir şekilde bilindiği üzere bu görevini iletim sıvıları ile sağlar. Pek çok canlıda bu sıvının adı kan olarak geçer. Ancak kan, Dolaşım Sistemi'nin tek iletim sıvısı değildir. Bir diğer iletim sıvısı olarak karşımıza lenf sıvısı çıkmaktadır. Lenfler de, kan kadar akışkan olmayan; ancak iletimde çok önemli rolü olan iletim sıvılarıdır. Dolayısıyla Dolaşım Sistemi'nin kardiyovasküler sistem ve limfatik sistem olarak iki sistemden oluştuğu düşünülebilir. İlki, kan ve kanın içerisinde taşındığı organlar bütünü olarak görülebilirken, ikincisi lenf sıvısının görev aldığı organlar ve bölgeleri içine alan sistemdir.

Her Canlıda Dolaşım Sistemi Bulunur mu?

Doğayı ve Evrimsel Geçmiş'i incelediğimizde, canlıların hepsinin dolaşım sistemine gerek görmediğini fark ederiz. Dolaşım Sistemi ile canlıların özellikleri ilişkilendirildiğinde karşımıza ilk olarak "canlı büyüklüğü" çıkmaktadır. Canlı, büyüklük olarak küçüldükçe, Dolaşım Sistemi'ne duyulan ihtiyaç da azalmaktadır. Çünkü küçük bir canlıda ortam ile doğrudan alışveriş yapılabilir ve alınan/verilen materyaller doğrudan hücrelerin her birine ulaşabilir. Ancak canlının fiziksel büyüklüğü arttıkça, yüzeyden iç kısımdaki hücrelere materyal iletimi sağlıklı bir şekilde gerçekleşemez. Bu sebeple, bunu yapmak üzere özelleşmiş yapılara ihtiyaç duyulur. İşte Dolaşım Sistemi, tek hücreli canlılardan çok hücreli canlılara geçişten sonra, çok hücreli canlıların karmaşıklaşması ve fiziksel olarak büyümesiyle evrimleşmeye başlamıştır. 

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Neden Desteğe İhtiyacımız Var?

Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.

Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.

Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.

Destek Ol

Canlılara genel olarak baktığımızda, yukarıdaki tablo net bir şekilde karşımıza çıkmaktadır. Çok küçük deniz ve kara hayvanlarında hiçbir dolaşım sistemi bulunmaz, doğrudan difüzyon ve benzeri materyal transferi yöntemleri ile gerekli kimyasallar vücut içerisindeki hücrelere taşınır ve buradaki artıklar benzer şekilde dışarı atılır. Benzer şekilde, küçük (pek çok omurgasız), yassı (bazı omurgasız filumları) veya delikli (süngerler gibi) hayvan türlerinde de, dolaşım sistemi görememekteyiz.

Omurgasızlar içerisinde daha geniş ve özelleşmiş gruplara, dolayısıyla daha büyük canlılara baktığımızda ve özellikle omurgalılar gibi, omurgasızlardan evrimleşmiş ve oldukça özelleşmiş canlı grupları incelendiğinde, birçok sistemle birlikte, Dolaşım Sistemi'nin evrimleştiğini görmekteyiz. Bu sistemin evrimini anlayabilmek için, basitçe doğayı incelemek yeterlidir. Çünkü günümüzde hala bu sistemin evriminin hemen her basamağını temsil eden dolaşım sistemlerine sahip canlılar mevcuttur. Şimdi, bu sistemin evrimine girelim:

Dolaşım Sistemi'nin Evrimi

Bu yazı dizimizin bir önceki yazısından hatırlayabileceğiniz üzere, canlıları vücut boşluklarının yapısına göre üç ana kategoriye ayırmaktayız: Asölom (boşluksuz), pseudosölom (sahte-boşluklu) ve sölom (boşluklu) canlılar. Dediğimiz gibi, tüm sistemlerin evrimi birbirine paralel ve birbiriyle ilişkili olmaktadır; ancak Dolaşım Sistemi bunların merkezinde yer alan bir sistem olarak, diğer sistemlerle çok daha doğrudan bir ilişkisi bulunmaktadır. Gerçekten de, canlıların vücut boşluklarının yapısı, sistemlerinin evrimine doğrudan etki etmekte ve onlar arasındaki ilişkilere yön vermektedir. İşte vücut boşlukları bulunmayan (ve hatta sahte vücut boşluğuna sahip) canlıların hiçbirinde, Dolaşım Sistemi de bulunmamaktadır. Bir diğer deyişle, sadece vücut boşluğu bulunan, yani sölom canlılarda Dolaşım Sistemi evrimleşmiştir.

Hayvanlar Alemi'nin en ilginç filumlarından olan süngerler, günümüzden yüz milyonlarca yıl önce yaşamış en ilkin hayvan türlerini günümüzde halen temsil etmektedirler. Bu canlıların vücudunda hiçbir doku yapısı bulunmaz, sadece birbirine tutunmuş hücreler yığını olarak çalışmaktadırlar. Süngerlerin bir çeşit hücresi olan koanositler (choanocytes), su içerisinde yaptıkları titreşimlerle süngerin etrafında bulunan suyun, sünger içerisindeki kanallara akmasını sağlarlar. Bu, bir Dolaşım Sistemi olarak sayılmamakla birlikte, sistemin en ilkin basamaklarını temsil etmektedir.

Evrimsel süreçte biraz daha ileri gidilip, sölenterler (Cnidaria) ele alındığında, Dolaşım Sistemi'nin evriminin bir ileri basamağı görülebilir. Bu canlılarda gastrovasküler boşluk bulunmaktadır. Basitçe, iki katmanlı bir doku yapısına sahip bu canlı grubunda, bu boşluk sayesinde iç kısımdaki ve dış kısımdaki canlılar doğrudan ortam ile temas edebilirler. Böylece, yine herhangi bir özelleşmiş Dolaşım Sistemi'ne gerek kalmadan besin ve atık alışverişi gerçekleşebilir.

Bir adım öteye gidildiğinde, yassısolucanları görmekteyiz. Bu hayvan grubunda halen bir gastovasküler boşluk bulunmaktadır; ancak ayrıca bu canlılar yassı yapıda oldukları için besinlerin hücrelere iletimi ve atıkların dışarıya atılması çok daha kolay bir şekilde gerçekleştirilebilir.

Tüm bu canlılar, sölomsuz canlılardır. Sölomsuz canlılar içerisinden bir kol olarak evrimleşen sahte-boşluklu (pseudocoelomate) canlılarda, bu saydığımız canlılardan biraz daha gelişmiş; ancak halen Dolaşım Sistemi olarak adlandıramayacağımız yapılar günümüzde halen bulunmaktadır. Bu canlıların sahte vücut boşluklarına dışarıdan sıvı alınır ve hücreler, bu sıvı içerisindeki besinleri emer, bu sıvıya ise atıklarını bırakırlar. Sahte boşluklularda dolaşım bu şekilde sağlanır. Bu, bir Dolaşım Sistemi'nin net olarak evrimleşmesinden önceki son basamaktır.

Ancak bir adım öteye gidip, vücut boşluğuna sahip canlılara geldiğimizde, artık Dolaşım Sistemi'ni kolaylıkla görebiliriz. Bunun ilk adımları, derisidikenlilerin dolaşım sisteminde görülür. Tıpkı solungaç yarıklarına benzeyen yapılara sahip olan derisidikenliler, bu yarıklardan aldıkları sıvıyı vücut boşluğundan geçirerek hücrelere iletirler. Yani derisidikenlilerde "sölom sıvısı" adı verilen bir sıvı sayesinde besinler hücrelere taşınır, bildiğimiz haliyle madde taşıyıcı kana bu canlılarda rastlanmaz.

İşte bu noktada, Evrimsel Süreç'te yine kademeli bir gelişim görmekteyiz ve Dolaşım Sistemi bu noktada ikiye ayrılmaktadır: Açık Dolaşım Sistemi ve Kapalı Dolaşım Sistemi. Bu noktada artık yukarıdaki özelleşmekte olan yapılar tam olarak sıvı taşımaya özel yapılar kazanırlar ve vücut içerisinde bu sıvı sürekli olarak dolaşır. İşte bu sistemler içerisinde bulunan vücut sıvısına kan denmektedir. Şimdi, bu iki farklı sistemi inceleyecek olursak:

Açık Dolaşım Sistemi, kanın bir "pompa" (kalp) aracılığıyla hareket ettirildiği; ancak sürekli olarak kapalı damarlar içerisinde değil, belirli noktalarda vücut boşluğu içerisine açıldığı sinir sistemi tipidir. Yani bu sistemde bir kalp bulunur, bu kalp kanı sürekli pompalar; ancak kan, bildiğimiz (ve kendimizde de olan) Kapalı Dolaşım Sistemi aksine sürekli damar içerisinde bulunmaz. Vücut boşluğuna dökülür, bu döküntüde birikerek organların ve hücrelerin beslenmesini sağlar. Daha sonra tekrar kılcal damarlar vasıtasıyla toplanarak (vakumlanarak) damar içerisine döner. 

Kapalı Dolaşım Sistemi'nde ise kan daima damarlar (veya kalp gibi kardiyovasküler organlar) içerisinde bulunmaktadır ve asla (bir dış etken olmadıkça) vücut içerisine akmaz. Bu sistemde, geri akışı önlemek için kapakçıklar da evrimleşmiştir.

Şimdi, bir anda hızlı atladığımızı düşünebileceğiniz için durup, daha yavaştan alarak tekrar edeceğiz:

Dediğimiz gibi, sahte-boşluklu hayvanlarda herhangi bir Dolaşım Sistemi bulunmaz; ancak Dolaşım Sistemi'nin bildiğimiz hallerinin oldukça yakın bir görüntüsü, özelleşmemiş bir şekilde bulunmaktadır. Daha sonraki basamaklarda, derisidikenlilerde olduğu gibi sıvı akışını sağlamak amacıyla bazı kaslar birer pompa görevi görmeye başlarlar. Aslında yaptıkları iş, eskiden yaptıklarının bir benzeridir: kasılıp, gevşemek. Ancak özelleştikleri konu, bu kasılma hareketleri sırasında içlerinde bulunan vücut içi sıvıyı damarlar içerisine pompalamak olmuştur. Evrim konusunda pek bir fikri olmayan biri bile, sölomsuz canlılardan sölomlu canlılara geçişi aktardığımız yukarıdaki açıklamalardan, bir ilkin bir kalbin nasıl sıvı pompalayacak biçimde özelleştiğini anlayabileceğini düşünüyoruz; ancak yine de az sonra bu konuya biraz daha derinlemesine gireceğiz.

Agora Bilim Pazarı

En Güzel Ülke

Dedim ki: “Şimdi hayvanlar lazım.” Kağıttan kuşlar, yünden tavşanlar, keçeden kedi ve köpekler yaptım. Tüylü ayılar, çizgili leoparlar, ateş kusan pullu ejderhalar yaptım. Sonra dedim ki: “İnsanlar lazım.” Yüzler, eller, dudaklar, dişler ve diller yaptım. Onları giydirdim, peruk taktım, akciğerlerine hava üfledim. İnsanlara baktım, hayvanlara baktım ve toprağa baktım. Güzel olduklarını gördüm.

Desmond Elliot En İyi İlk Kitap Ödülü
“Yılın Kitabı”
Guardian

Hiç görmediği annesinden kalma eşyalarla dolu bir evde, dindar babasıyla yaşayan küçük Judith, dünyaya bambaşka gözlerle bakmakta, başkalarının önemsiz bulduğu şeylerde olasılıklar görmektedir. Okulda zorbalığa maruz kalan küçük kız, teselliyi kendine ait güzel bir yer yaratmakta bulur. Aynadan deniz, keçeden tarlalar, çaputtan dağlar, tel parçalarından insanlar, hayvanlar yapar… Ve bu minyatür dünyaya En Güzel Ülke adını verir. “Belki,” der, “ülkemde kar yağdırırsam dışarıda da yağar, pazartesi okula gitmek zorunda kalmam.” Öyle de olur. En Güzel Ülke’de başlayan kar, kasabaya çöker. Her eylemin sonuçları varken, mucizelerin olmaz mı?

“Bu roman kendi içinde küçük bir mucize.”
Daily Mail

Devamını Göster

₺160.00

Satın Al Tüm Ürünler

• Dış Sitelerde Paylaş

İşte kalbin evrimleşmesiyle birlikte, Dolaşım Sistemleri'nin özelleşmesi çok daha hız kazanmıştır. İşte bu noktada, bir grup canlı öncelikle Açık Dolaşım Sistemi'ni evrimleştirmeyi başarmıştır. Açık Dolaşım Sistemi'nin, kendi öncüllerinden evrimini anlamak da oldukça basittir. Zaten vücut içerisindeki boşluğa akan sıvılar, kalp ve damar yapılarının kademeli evrimi sonucunda, yine vücut içerisine akmış; ancak bu defa vücut içerisinde kalmaya başlamıştır. Yani Evrimsel Süreç'te edinilen kalp ve damarlar, zamanla sıvının dışarıdan alınmasına gerek bırakmamış, sürekli vücut içerisindeki bir sıvının vücut içerisinde dolanmasını sağlamıştır.

Bu grup içerisinde, Evrimsel Süreç'in ilerleyen basamaklarında Kapalı Dolaşım Sistemi evrimleşmeye başlamıştır. Çünkü açık bir dolaşım sistemine sahip olan canlıların kanları son derece yavaş akmaktadır (boşluğa dökülen kanın basıncı ciddi miktarda düşmektedir; ayrıca bu canlıların kalpleri oldukça küçüktür). Bu da canlının hareketlerini kısıtlamakta ve yavaşlatmaktadır. Bazı canlılar, bunu çözmek üzere kasların dolaşıma etkisini arttırmıştır. Örneğin Açık Dolaşım Sistemi'ne sahip böcekler (Insecta) sınıfında, kasların sürekli hareketi sayesinde kan dolaşımı açık olmasına rağmen hızlandırılır, böylece böcekler hızlı bir şekilde hareket edebilirler. Genel olarak eklembacaklılar ve yumuşakçalarda açık dolaşım sistemi görülür.

Böceklere daha yakından baktığımızda, vücut içerisindeki boşluğun hemosöl (hemocoel) adı verilen özelleşmiş lenf yapılarına dönüştüğü görülmektedir. Kalbin pompaladığı kan, aort damarından geçerek bu lenflere ulaşır. Böceklerin kanı, içerisinde solunumsal pigmentlerin bulunmamasından ötürü renksizdir. Bu kan, besin maddelerini taşır ve gaz taşıyamaz; dolayısıyla böceklerin kanında oksijen ve karbondioksit bulunmaz. Böceklerin hızlı hareket etmesini sağlayan bir diğer adaptasyon, trake solunumu sayesinde Açık Dolaşım Sistemi'nin yavaşlığının bertaraf edilebilmiş olmasıdır. Aşağıdaki fotoğrafta bir çekirgenin (böcek) Açık Dolaşım Sistemi görülmektedir:

Açık Dolaşım Sistemi'ne sahip canlılardan bazıları böcekler gibi adaptasyonlarla bu sorunları çözmekteyken, bir grup canlının evrim sürecinde dolaşım sisteminin açıldığı boşluklar, dolaşımın içerisine dahil edilmiş ve kapanmıştır. İşte bu canlılarda Kapalı Dolaşım Sistemi bulunmaktadır ve normal dolaşım sırasında kan asla damar dışına dökülmez. Bu durum, kanın akış hızını katlarca arttırmakla birlikte, canlının hareketlerini de özgürleştirmekte ve hızlandırmaktadır. Genel olarak halkalı solucanlarda, mürekkepbalıklarında, ahtapotlarda ve Evrimsel Süreç dahilinde daha ileri karmaşıklığa sahip canlı gruplarında (omurgalılar gibi: balıklar, kuşlar, sürüngenler, memeliler, amfibiler) Kapalı Dolaşım Sistemi bulunmaktadır.

Görüldüğü gibi, canlı gruplarını karmaşıklık sırasına koyduğumuzda, Dolaşım Sistemleri'nin karmaşıklığı da doğrudan Evrimsel bir gelişim göstermektedir. Bu da bize Evrimsel Biyoloji'nin açıklayıcı gücünü bir kere daha göstermektedir.

Şimdi, son olarak kalbin evrimine değinerek bu konumuzu noktalayacağız.

Kalbin Evrimi

Kalp, yukarıda da açıkladığımız gibi kanın vücut içerisine sürekli olarak pompalanmasını sağlayan bir kastır. Bu kas, Dolaşım Sistemi'ne aittir; Sinir Sistemi tarafından kontrol edilir ve durmaksızın, ölene dek çalışır. Kalbin evrimi de, tıpkı Dolaşım Sistemi'nin geneli gibi canlılar içerisinde oldukça net bir birikimli ilerleme göstermektedir.

Kalbin nasıl evrimleştiğini anlayabilmek için, öncelikle kalbin kısımlarını bilmek gereklidir. Kısaca değinecek olursak, kalp temel olarak iki ayrı kısımdan oluşan bir organdır: karıncık ve kulakçık kısımları bulunur. Kimi canlılarda bunların sayısı 1'er tane olmaktayken, kimisinde 2'şer tane, kimisinde biri 1, diğeri 2 tane, kimisinde sayısal olarak daha bile fazla olabilmektedir. Ancak dediğimiz gibi, canlıları karmaşıklık sırasına koyduğumuzda, yani Evrim Ağacı üzerindeki filogenetik konumlarını incelediğimizde, kalplerinin evriminin de son derece kademeli olduğunu görmekteyiz. Şimdi, bunları inceleyeceğiz:

Dediğimiz gibi, topraksolucanları gibi Kapalı Dolaşım Sistemi'ne sahip canlılarda, sadece kulakçık ve karıncıktan oluşan, ilkin bir kalp yapısı bulunmaktadır. Bu ikili kasılma, kalbin sürekli olarak kan pompalamasını sağlamaktadır. Aşağıdaki fotoğrafta, bu şekilde ilkin bir kalp yapısı görülmektedir:

Görsel incelenirse, sol taraftaki kısım kulakçık (atrium), sağ taraftaki kısım ise karıncık (ventricle) dediğimiz yapıdır. Kulakçığa giren kan, önce karıncığa, oradan da vücuda pompalanır. Genel olarak karıncıktan pompalanan kan, akciğerlerde veya solungaçlarda temizlenmektedir.

Bu ilkin yapılardan sonra, omurgalılar içerisindeki en eski sınıf olan balıkların Dolaşım Sistemi incelenirse, şöyle bir şema ile karşılaşılır:

Yukarıdaki şemadan da görüleceği üzere vücuttan (Body) gelen kirli kan (mavi çizgi) önce kulakçığa (A), oradan karıncığa (V), oradan da tamamen kirli bir şekilde solungaçlara iletilir. Görüldüğü gibi balıklarda kirli ile temiz kan kalpte karışmaktadır, bir ayrım görülemez. Aşağıdaki görselde bir balık kalbi görülmektedir:

Yukarıdaki görselde de net bir şekilde vücuttan gelen kan ile vücuda pompalanan kanın doğrudan kirli kan olduğunu görmekteyiz. Ancak solungaçlarda temizlenen kan, vücutta ilerlerken gittikçe kirlenir (hücreler atıklarını bu kana bırakır, kan içerisindeki çözünmüş gazlar ve besinleri alırlar) ve kalbe bu şekilde ulaşır. Döngü böyle devam eder.

Ancak tahmin edilebileceği gibi, kirli ve temiz kanın sürekli karışıyor olması, balıklar için tam olarak sağlıklı bir özellik değildir. Bu durumun getirdiği olumsuzlukları telafi etmek amacıyla balıkların solungaçları kanı tam olarak besleyecek ve temizleyecek adaptasyonlara sahiptirler. Zaten sürekli su altında kalan bir canlının sürekli temiz kan kullanımı, ısı dengesinin sağlanamaması (sıcak/soğuk kanlılık) sebebiyle gereksiz bir adaptasyon olacaktır.

Balıklardan evrimleşmiş olan amfibilerde, kalp yapısının biraz daha karmaşık olduğunu görürüz:

Amfibilerde, ilk defa kalp odacıkları birbirinden ayrılı ve iki kulakçık, bir karıncık olacak şekilde evrim görülür. Böylece amfibilerde, balıklara kıyasla daha verimli bir kan ayrımı görülür; ancak halen en verimli versiyona ulaşılamamıştır. Çünkü yukarıdaki şemadan da görüleceği üzere, vücuttan (body) gelen kirli kan (mavi ok), sağ kulakçığa (RA) girmektedir. Akciğerlerden gelen temiz kan ise sol kulakçığa (LA) girmektedir. Ancak bu iki kan, karıncığa (V) geçtiklerinde karışmaktadır ve buradan hem vücuda hem akciğerlere geri pompalanmaktadırlar. Bu süreçte temiz/kirli karışık kanın bir kısmı vücuda, bir kısmı akciğerlere gitmektedir. Görülebileceği gibi, bu doğrudan kirli kanın pompalanmasından daha başarılı bir adaptasyondur; ancak halen yeterince iyi değildir (en azından doğada gördüğümüz bazı diğer versiyonlara kıyasla).

Yukarıda bir kurbağanın kalbi görülmektedir. Kanın akışı ve kirli ile temiz kanın karışımı net bir şekilde görülmektedir.

Evrimsel süreçte amfibilerin bir kolunun evrimleşmesi sonucu var olan sürüngenlere baktığımızda, kalbin biraz daha özelleştiğini görürüz. Doğrudan kalp yapısına bakacak olursak:

Yukarıda görüldüğü gibi sürüngenlerin kalplerinde de üç odacık görmekteyiz: iki kulakçık ve bir karıncık. Ancak amfibilerden bir adım ileri olarak, sürügnenlerin kalplerinin karıncık kısmında yarı tamamlanmış bir ayırıcı bölme bulunmaktadır. Bu bölme, yukarıdaki şemada dikey bir çizgi olarak gösterilmiştir. Bu bölmenin uzunluğu ve karıncığı tam olarak bölme miktarı, sürüngenler içerisinde türden türe değişim göstermektedir (yani yukarıdaki şemadaki dikey çizginin karıncığı ne kadarlık bir uzunlukta ikiye böldüğü sürüngenler içerisinde türden türe değişim gösterir). Yani sadece sınıflar arasında evrimsel olarak ilerlediğimizde değil, türler bazında da bir sınıfı incelediğimizde, o sınıf içerisinde kademeli bir evrim görmekteyiz. Bu bölmenin varlığı, temiz ile kirli kanın birbirine karışım miktarını azaltmaktadır. Hatta sürüngenlerin bir üyesi olan timsahlarda, bu bölme bir adım daha ileri gider ve karıncığı tam olarak ikiye böler, böylece karıncıkta vücuttan gelen kirli kan ile, akciğerlerden gelen temiz kan birbirine karışmaz. Aşağıda bir timsah kalbi görülmektedir:

Görüldüğü üzere bölme tam olarak ikiye bölmektedir. Ancak kalpten çıkan kan, Panizza kanalı denen bir kanal sebebiyle sonradan birbirine karışır. Bu adaptasyon, timsahların saçma bir evrim geçirmesinden ya da evrimlerinin tamamlamamalarından ötürü değil, hem karada hem suda yaşıyor olmalarından ötürü, gerektiğinde bu kanalı kullanarak su altında, dolaşım sisteminin kanın akışını akciğerlere hiç göndermeden, baypas edebilmesini sağlamaktır. Bu son derece incelikli ve Evrimsel Süreç'in önemli sonuçlarından biri olan bir adaptasyondur. Sürüngenlerdeki bu değiştirilebilir dolaşım sistemine Çift Dolaşım Sistemi denir.

Sürüngenlerin iki ayrı kolu olarak evrimleşen kuşlarda ve memelilerde ise 4 odacıklı kalp görülmektedir. Yani sürüngenlerde tamamlanmaya başlayan karıncık duvarı, bu iki sınıfta tamamen evrimleşmiş ve kalp karıncığını tam olarak ikiye bölmüştür. Bu sınıflardaki dolaşım, aşağıdaki gibi şematize edilebilir:

Görüleceği gibi vücuttan (body) gelen kirli kan (mavi ok), sağ kulakçığa (RA) girer. Akciğerlerden (lungs) gelen temiz kan (kırmızı ok) ise sol kulakçığa (LA) girer. Sol ve sağ kulakçıklardan pompalanan kirli ve temiz kan, sırasıyla sol karıncık (LV) ve sağ karıncığa (RV) girer, burada kesinlikle karışma meydana gelmez. Daha sonra, bu iki karıncık odasından farklı damarlara pompalanan kan (sol karıncıktan vücuda, sağ karıncıktan akciğerlere), vücut içerisinde asla birbirine karışmaz. Bu da, kuşlar ve memeliler için çok büyük bir avantajdır.

Aşağıda bir kuş kalbi görülmektedir:

Burada ise bir memeli kalbi:

Görüldüğü gibi arada pek bir fark yoktur. İki sınıfta da, kalp odacıkları tam olarak dört tanedir ve kan vücut içerisinde asla karışmaz. Bu da, bu canlıların sürekli hareketli olabilmelerini ve sıcakkanlı olmalarını sağlar. Böylece canlılar, ortam sıcaklığına göre kendi sıcaklıklarını belirlemek zorunda kalmazlar, aktif olarak, vücut sıcaklıklarını sabit tutabilirler.

Canlıların her birince Evrim'in izlerini görmek mümkün. Canlılar değişiyor, gelişiyor, evrimleşiyor. Bunu, çıplak gözle görmemiz zor olabiliyor; ancak uçsuz bucaksız Evrim Tarihi incelendiğinde, her canlının kademeli evrimine net örnekleri bulmak gerçekten çok kolay. Önemli olan, bu örnekleri görmek isteyip istemediğimiz? Hoş, aslında doğa da pek bizim onu anlamamızla ilgileniyor gibi görülmüyor. Biz onun umrunda değiliz, ne yazık ki o da bizim umrumuzda değil. Ve sonunda, kazanan elbette ki o olacak.

Teşekkür: Kutsal Bora