Beyin neden kafadadır?

Merhaba,

Her şey, 550 milyon yıl önce, hayvanların beyinleri, kafaları ya da tüm bunlar için bir şeylerin olmadığı zamanlarda yaşayan canlılarla başladı. O zamanlar radyal hayvanlar olarak bilinen neredeyse iki boyutlu görünen canlılar yaşıyordu. Bu bilinen en ilkin "gerçek hayvan" grupları (Eumetazoa), adeta hücrelerin kolonileşip, çok hücreli hale gelmesi sonucu, herhangi bir yönde simetriye sahip olmayan "radyal" simetri (her yönden simetrik dairesel) özelliği taşıyor. Simetri hayvanların evriminde çok önemli bir rol oynuyor, çünkü yüksek organlaşma ve özelleşme bu simetri sayesinde gelişebilmiştir.

Hayvanlar evrimleştikçe, hareket kabiliyetleri çeşitlendikçe yeni boyutlar kazanmaya başladılar. Bu radyal simetrik canlılar evrildikçe, karşımıza yavaş yavaş, bilateral olarak simetrik olan hayvanlar çıkmaya başlıyor. Taksonomide bu canlılara, Bilateria (Çift-Ynalı Simetrikler) denmektedir. Bu canlıları ayırt eden özellik, evrimsel gelişimleri sonucunda ön-arka ve alt-üst şeklinde parçalara ayrılabilir olmalarıdır. Bu da doğrudan sistemlerin evrimleşmesiyle ilgili bir durumdur. Örneğin sinir sisteminin evrimi sayesinde ön ve arkayı ayırmak mümkün olmaktadır. Ayrıca dokuların dağılımından ve hareketlerin yönünden ötürü de alt ve üst şeklinde ikiye bölmemiz mümkün olmaktadır. Radyal simetrik hayvanlarda ise alt ve üst şeklindeki ayrım mümkünken, ön ve arka diye bir ayrımdan bahsedemezdik.

Bu yeni canlılar, mevcut formlarını nasıl organize bir şekilde kullanacaklarını, aynı set gen yapısıyla kontrol ediyorlardı. Bu genler hox genleri olarak bilinir ve kromozomda, organize ettikleri vücut parçalarıyla aynı sırada kümelenir.

Zamanla, bilateral hayvanlar evrimleşmeye devam ettikçe, duyular gelişmeye başlamış; bu anlamda, duyular geliştikçe reseptörler de güçlenmiş, reseptörler güçlendikçe büyüyen veri yığınlarını daha efektif şekilde işleyecek merkezler ihtiyacı doğmuş ki beyinler evrimleşmiştir. Böylesi bir bilgi işlem birimini koruma ihtiyacı doğacaktır elbette; dolayısıyla, biz insanlara gelene kadarki safhada (ve hala devam eden) evrim pek çok metot geliştirmiş bulunuyor. Bunlardan biri ise özelleşmiş dokuların meydana getirdiği sertleşmiş kafatasıyla sarmak. Elbette bilginin hızlı işlenmesi adına beynin, gelişen duyu organlarına yakın olması gerekti.

Şimdi ise daha detaya inelim:

Duyusal girdi, oluşumun kaynağından (duyu organı) beyne kadar olan yolculuğunda sinir kanallarını gerektirir. Deri gibi geniş yüzey alanına sahip bir duyu organı, her yerden pek çok küçük kanal gönderecektir; ancak gözler, kulaklar, burun ve dil gibi konsantre bir duyu kanalı, tüm bilgileri sinirlerin karmaşık bir demetine gönderir. Optik sinir buna iyi bir örnektir.

Evrimsel olarak, beyin oluşumunun konumu iki adımda meydana geldi; ilk olarak, çok önceleri, beyin, vücudun önündeki duyu organlarına yakın bir yerde oluşmaya başladı. Bunu, köpekbalıkları ve tarih öncesi balıklar gibi eski deniz canlılarında görebiliyoruz.

Bu durum evrimsel açıdan avantaj niteliğindedir. Her duyu organından beyne giden sinir kanalı/kanalları karmaşıktır ve çok fazla besleme gerektirir. Sinyalin iletildiği herhangi bir kanalında olası paraziti, bozulmayı ve gereksiz birçok bilgiyi azaltmak isteriz. Bu yüzden, büyük duyu organlarından kısa duyusal kanallara sahip olmanın muazzam bir avantajı vardır. Organın hassasiyetini (sinyal işleme becerisi) arttırır, kanalı korumayı kolaylaştırır ve sinir demeti tarafından besin tüketimini azaltır.

Bu yüzden, beyni koruyan-böylesi önemli sinir kanallarına sahip bir bölgeyi koruduğu kadar iletişim ağındaki duyu organlarını da koruyan- bir kafatasının gelişimi, mücadelenin kıyasıya yaşandığı doğada evrimsel bir mühendislik çözümüdür.

Omurganın gelişmesi ve sinir demetlerinin artması, kafatasının boynun üzerinde yer alması avantajını geliştiren canlılar, baş ve boyunlarını kullanarak, duyuların yönlendirilmesiyle çevresel uyaranlardan daha keskin bir sinyal elde etme kapasitesi kazanırlar.

Bu canlılardan biri, ağaçlardan inerek, bipedal yeteneklerinin zamanla gelişmesiyle Savannah'ta yolculuğuna başlar, uzak ufukları görüp aramaya başlar. Uzadıkça, daha fazlasını görmeye başlar. Uzağı görme yeteneği artması demek avantajın artması demek; öyle ki avcılardan korunmak kadar yemek ve suya ulaşma imkanı arttı. Böylece gözler daha da gelişti; iki ayaklı olma ihtiyacı doğdu, çünkü gözler zeminden ne kadar yükselse daha fazlasını görebildiğini öğrendi. Yükseldikçe, öğrendi; öğrendikçe gelişti. Ayağa kalktı, dik durabilenler daha fazlasına ulaştı; böylece daha uzun yaşayıp, üreme şansları daha da arttı.

Gözlerden, kulaklardan, burundan, dilden çıkan sinir kanallarının kısa kalması, bilginin daha efektif taşınmasına, yorumlanmasına ve iletimine büyük katkı sağladığı gibi kafada yer alarak daha korunaklı olması yanı sıra, kan akışı ve bunun beslemesi açısından enerji kaybını mümkün mertebe azaltarak ciddi bir evrimsel avantaj sağlamıştır.

Bunun yanı sıra, böylesi bir bilgi işlem ünitesi, güçlü bir ısı kaynağıdır aynı zamanda. İnsan beyni, vücut sıcaklığının neredeyse üçte birini yayması ve vücut kütlesine oranlandığında bu ısının yayılması daha zor olduğundan ana gövdeden farklı bir noktada konumlanmıştır ki bu durum daha etkili bir ısı yayılımı sağlamaktadır.

Bu bakımdan, vücudumuzun üstündeki bir kafa ve gözlerimiz dahil temel duyu organlarımızın yakınındaki bir beyini koruyan kafatası etkili bir evrimsel çözümdür.