Canlıların birbirinden farklı olmasının nedeni nedir ?

Canlıların birbirinden farklı olması evrim mekanizmalarından çeşitlilik mekanizmaları olarak adlandırılan mekanizmalar sayesindedir.

Mutasyonlar

Gen Akışı ( Göç)

Genetik Sürüklenme

Crossing-Over (Kromozomal Gen Değişimi)

Transpozonlar

Plazmidler ve Yatay Gen Transferi

Virüsler (Bakteriyofaj)

Yukarıdaki başlıklara tıklayıp detaylı bilgi alabilirsiniz ama kabaca bahsetmek gerekirse;

1) Mutasyon

Çeşitliliğin en meşhur ve en önemli kaynaklarından birisi mutasyonlardır. DNA, en nihayetinde sıradan bir atomlar topluluğudur ve her şey gibi, o da kusurlu bir yapıya sahiptir. Bu kusurlu yapısı dolayısıyla, kusursuz bir şekilde kendini kopyalayamaz ve yapısal bütünlüğünü her zaman eksiksiz olarak koruyamaz. Gerek radyoaktivite, gerek çeşitli mutajen kimyasallar, gerekse de DNA'nın kendi yapısal kusurları dolayısıyla genlerimiz üzerinde sıklıkla hatalar meydana gelir. Bu hatalar, mutasyon olarak bilinir.

Mutasyon; radyoaktif ışınımlar, mutajenler veya DNA'nın normal işleyişi sırasındaki işlevsel hataların etkisi altında bir molekülün veya atomun elektronik yapısının değişmesiyle, kimyasal özelliklerinin değişmesi ve bunun sonucunda bağ kurduğu atomların cinslerinin farklılaşmasıdır.

Dolayısıyla, örneğin, normal olarak bir A molekülüne B, C ve D molekülleri tutunabilirken, örneğin radyoaktif ışınım etkisi sonucunda A molekülünün kimyasal yapısı değişebilir ve bunun sonucunda oluşan yeni molekül B, C, X, Y ve Z gibi yepyeni moleküllere de tutunabilmeye başlar. Kimi durumda ise molekülün yapısı değişmese bile, genetik dizilimin sıralanışı yeri geldiğinde açıklayacağımız sebeplerle ve yöntemlerle değişebilir. Bunların tümüne mutasyon denir.

Mutasyonların rastlantısallığının temelinde yatan noktalardan biri, radyoaktif ışınımların geliş açı ve şiddetlerinin tamamen rastlantısal olmasıdır. Siz şu anda evinizde oturup, bilgisayarda veya dergiden bu yazıyı okurken, uzaydan ve etrafınızdaki cisimlerden durmaksızın radyasyon yayılmaktadır. Bu radyoaktif ışınımlar, bedeninize her açıdan girmektedir. Etrafımızda sürekli bulunan radyasyonun özellikle de iyonize olan versiyonu, genlerimizi tamamen rastgele bir şekilde değiştirebilmektedir. Benzer şekilde, DNA'da meydana gelen kopyalama hataları veya mutajen kimyasalların genlerimizin hangi kısımlarını etkileyeceği de tamamen stokastik (rastgeleliği yüksek, öngörülmesi zor) olaylardır. Ancak her nasıl meydana gelirse gelsin, genlerde rastgele bir biçimde oluşan değişimler, canlıların hem moleküler düzeyde, hem de fiziksel özellikler bakımından ufak tefek farklılıklara sahip olmasını mümkün kılmaktadır. İşte çeşitliliğin yaratılmasının en temel yollarından birisi budur.

Vücudunuzdaki her bir hücrede, her bir gün binlerce mutasyon meydana gelmektedir. Ancak bunların büyük bir kısmı DNA'daki tamir mekanizmalarıyla tamir edilir. Fakat bir kısmı tamir edilemez. İşte bu tamir edilemeyen mutasyonlar, eğer ki bir somatik hücrelerde (üreme hücreleri haricindeki tüm hücreler) değil de, üreme hücrelerinde meydana gelirse, evrimsel olarak anlamlı mutasyonlardır. Üreme hücreleri olan sperm ve yumurtada, bunu üreten dokularda, yumurta ve spermin birleşiminden meydana gelen zigotta ve zigotun ilk birkaç bölünmesi sonucunda oluşan erken embriyoda meydana gelen tüm mutasyonlar, bireyin tüm hücrelerini etkileyeceği ve gelecek nesillere aktarılacağı için evrimsel olarak anlamlı ve önemli mutasyonlardır. Bu sayede çeşitlilik yaratılıp, gelecek nesillere aktarılabilir. Ancak mutasyonların evrimle ilişkisi büyük oranda bu çeşitlilik yaratımı düzeyindedir. Mutasyonların rastgele oluşu, evrimin rastgele ve öngörülemez bir şekilde ilerlediği anlamına gelmez. Mutasyonların tesadüfen şu değil de bu geni değiştiriyor olması, evrimin tesadüflere dayalı olduğu anlamına gelmez. Çünkü çeşitlilik rastgele yaratılıyor olsa da, seçilim mekanizmaları rastgele ve öngörülemez bir şekilde çalışmamaktadır. Biyolojik süreçlerle yaratılan çeşitlilik, çevrenin dikte ettiği kurallar çerçevesinde, son derece öngörülebilir ve analitik bir şekilde seçilmektedir. Dolayısıyla evrimin tesadüflüğü, kuantum mekaniğinin tesadüflüğünden daha fazla değildir. Tesadüfler, yani beklenmedik ve öngörülemez olayların bir arada yaşanması olgusu, Evren'in bir parçasıdır. Dolayısıyla bilimin her dalında tesadüfler ne kadar varsa, evrimsel biyolojide de o kadar vardır.

2) Gen Akışı (Göçler)

Hepimizin aşina olduğu göç kavramı, evrimsel biyolojinin en önemli mekanizmalarından birisidir.

Gen akışı, temel olarak, henüz aralarında türleşme gerçekleşmemiş, yani aynı türlere mensup ancak normal olarak birlikte yaşamayan bireylerin, yaşam alanlarının birbirine yakın olmasından ötürü birbirleriyle üremeleri, birbirlerinin alanlarına geçmeleridir.

Bunu şöyle düşünün: Her canlı popülasyonu, içinde bulunduğu ortama uyum sağlayacak biçimde evrimleşecektir, öyle değil mi? Öyle ki, aynı türe ait, birbirinden farklı coğrafyalarda bulunan popülasyonlar, o coğrafyaların gereksinimlerine göre evrimleşeceklerdir. Dolayısıyla, bu popülasyonlar aynı türe mensup olmalarına rağmen, birbirlerinden bağımsız olarak, kendi coğrafyaları için daha uyumlu olan özellikleri daha sık göstermeye başlayacaklardır. İşte bu durumda, eğer ki bir popülasyondan diğerine göç yaşanıyorsa, bu coğrafyaya-özgü seçilmiş özellikler de, diğer popülasyona taşınmış olacaktır. Böylece, bu diğer popülasyon içerisinde, ötekinden gelen çeşitlilik bulunmaya başlayacaktır. Bu, birbirinden bağımsız coğrafyalarda evrimleşen canlı popülasyonlarının birbirlerine genetik çeşitlilik taşımasının en kolay ve etkili yöntemlerinden birisidir.

Gen akışının, yani göçlerin en ilginç sonuçlarından birisi, türleşmeyi yavaşlatıyor olmasıdır. Çünkü birbirinden izole olan popülasyonlar, türleşmeye en fazla aday olan popülasyonlardır. Eğer ki bu canlılar arasında gen akışı olmayacak olsa, yeterince nesil geçtikten sonra bu popülasyonlar büyük olasılıkla ayrı türlere evrimleşeceklerdir. Ne var ki genetik göçün yaşanması durumunda, türleşmeyi mümkün kılacak olan genetik farklılaşma miktarı azalacaktır. Dolayısıyla göç olayı, bir yandan türleşmeyi yavaşlatan bir mekanizmayken, bir yandan popülasyon içi çeşitliliği arttırarak evrimin yeni yolaklara girmesini mümkün kılan bir mekanizmadır.

3) Genetik Sürüklenme

Evrimde şans faktöründen bahsederken insanların aklına ilk gelen mekanizma mutasyonlar olsa da, aslen bu konuyla en yakından ilgili olan mekanizma Genetik Sürüklenme'dir.

Genetik Sürüklenme, belirli özellikleri temsil eden genlerin (alellerin) frekanslarının, nesiller içerisinde yönlü olarak değil de, rastlantısal olarak değişmesi demektir.

Rastlantıların her bilimde olduğu kadar, evrimde de yeri olduğundan bahsetmiştik. Bunu, kendi yaşantılarımızda da durmaksızın deneyimlemekteyiz. "Doğru zamanda doğru yerde olmak." veya "Yanlış zamanda yanlış yerde olmak." biz insanlara hiç de yabancı olmayan kavramlardır. Bu kavramlar, doğada da kendilerine karşılık bulurlar. Bir kurbağa sürüsü, bir otoyoldan karşıdan karşıya geçerken, arabalar onları rastgele bir şekilde ezebilecektir. Bir kurbağanın hayatta kalma başarısı, "otoyoldan geçme başarısına ait genler" ile ilgili değildir. Böyle bir gen (veya gen grubu) bulunmamaktadır! Arabalar da, kurbağaları uyum başarısına göre ezmemektedir. Yanlış zamanda, yanlış yerde olan kurbağa ezilerek ölmektedir. Bu ölen kurbağaların uyum başarısı, diğerlerinden daha düşük olmak zorunda değildir. Keza, karşı tarafa geçmeyi başaran kurbağalar, uyum başarıları çok yüksek olduğu için hayatta kalmamışlardır! Basitçe, doğru zamanda doğru yerde olmayı başarmışlardır.

İşte Genetik Sürüklenme, bu tip şans faktörünün popülasyonun gen ve özelliklerini değiştirmesi sürecine verilen isimdir. Genetik Sürüklenme sayesinde bir popülasyondaki belirli genler tamamen yok olabileceği gibi, tamamen avantajlı konuma gelerek baskın ve sık frekanslı hale de gelebilirler. Mutasyonlar bir yana, evrim üzerindeki şans faktörlerinin tamamının toplamına Genetik Sürüklenme demek mümkün olabilir.

Tahmin edebileceğiniz gibi Genetik Sürüklenme, daha küçük olan popülasyonlarda özellikle etkilidir. Bu oldukça mantıklı: Çünkü bir popülasyonda az sayıda birey varsa, şans etkisine bağlı yaşanan olayların evrimsel sürece anlamlı etki yapma ihtimali daha yüksek olacaktır. Daha büyük popülasyonlarda ise, şans ve şanssızlık etkisi büyük oranda birbirini nötrleyecek ve popülasyonun genel evrimsel patikası üzerindeki etki daha kısıtlı olacaktır. Buna rağmen, büyük popülasyonlarda bile Genetik Sürüklenme'nin etkisinin hissedilir, hatta Doğal Seçilim gibi yönlü mekanizmalardan bile daha güçlü olduğu birçok durum tespit edilmiştir. Öyle ki, Allopatrik ve Peripatrik Türleşme gibi türleşme tiplerinde, yeni türler büyük oranda Genetik Sürüklenme etkisi altında evrimleşir.

İkincil (Minör) Mekanizmalar

Ne yazık ki günümüzde insanlar yanlış yönlendirmeler ve bilimi bilim insanlarından öğrenmek yerine çarpık kaynaklardan öğrenmeyi yeğleyen insanlar yüzünden evrim dahilinde, daha doğrusu doğada, tür içerisinde çeşitlilik sağlayan tek mekanizmanın mutasyonlar olduğu sanılmaktadır. Bu gerçekten çok ciddi bir yanılgı ve Evrim'in anlaşılmasının önündeki en büyük engellerden biridir. Çünkü buna bağlı olarak, mutasyonların rastlantısal olmasından ötürü, Evrim'in de rastlantısal olması gerektiğine dair bir yanılgı oluşmaktadır. Ne var ki doğada çeşitliliği sağlayan ve seçici Evrim Mekanizmaları'nın bu çeşitlilik arasında eleme yaptığı pek çok ikincil mekanizma vardır. Bu mekanizmalar, sürekli olarak popülasyonlar içerisinde genetik değişimler yaratmakta, bu değişimlerin fenotip üzerinde etkileri ise doğa karşısında Evrim sınavına tabi tutulmaktadır. Başarılı olanlar yavrularına bu modifiye edilmiş genleri aktarabilmekte, başarısız olanlar ise elenmektedir.

Bu yazı dizisi içerisinde bu mekanizmaların da özelliklerine ve Evrim için önemine değinerek, sizlerin de muhtemelen sandığı gibi mutasyonların Evrim'in tek materyal üretici mekanizması olmadığını göstereceğiz.