Kuş Gagalarını Dinozor Ağızlarına Dönüştürmek: Tavuklar Dinozora Dönüştürülebilir Mi?

Kuşlar, dinozorlardan evrimleşmiş hayvanlardır. Yani dinozorların günümüzde halen temsilcileri aramızda gezmektedir. Bu evrimi genetik, moleküler, fizyolojik, histolojik, morfolojik, anatomik ve paleontolojik bütün veriler tekrar tekrar doğrulamıştır.

Şimdiyse, bir grup bilim insanı tavuk embriyosunun genlerini atasal konuma çekmeyi başararak, gagalar yerine dinozor gibi burunları olan kuşlar yaratmayı başardı! Evolution dergisinde yayımlanan makalenin baş yazarı Bhart-Anjan S. Bhullar şöyle söylüyor:

Kuşlarda gaga, beslenmek için çok önemli bir yapıdır. Ayrıca kuş gagası, kuş iskeletinin de bir parçasıdır ve tüm iskelet içerisinde en fazla ve kökten çeşitlenmiş olan yapıdır. Flamingoları, papağanları, şahinleri, pelikanları, sinekkuşlarını ve tüm diğerlerini bir düşünün! Buna rağmen, bir gaganın anatomik açıdan tam olarak ne olduğuyla ve bu halini evrimsel ve gelişimsel olarak nasıl aldığıyla ilgili çok az çalışma yürütülmüştür.

Kuş evriminin ilk aşamalarında, dinozorların ve sürüngenlerin sahip olduğu burunlarını oluşturan ikiz kemikler – premaxilla adı verilen – daha uzun bir hale gelip, birbirleriyle birleşiyor ve günümüz gagalarının oluşumu sağlıyor. Bhullar şöyle diyor:

Burunu oluşturan iki yanda bulunan küçük iki kemik yerine, diğer omurgalılarda olduğu gibi bunlar kaynaşıp tek bir yapı oluşturdular.

Bu kemiklerin nasıl kaynaştığını daha iyi anlamak için, Bhular ve Harvard Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Arhat Abzhanov ve ekibi, tavuklarda ve devekuşlarında embriyonik aşamada gaga gelişimini ve timsahlar, kertenkeleler ile kaplumbağalarda burun gelişimini analiz ettiler. Dinozorlar ve sürüngenlerde burunlar, benzer şekilde “premaxilla”lardan geliştiği için, kuş evrimi sürecinde, burun gelişim sürecinin değiştiği sonucuna vardılar.

Embriyonun bildiğimiz anlamıyla bir kuş gagası oluşturabilmek için 2 gene ihtiyacı vardır: FGF ve Wnt isimli iki gen. Sürüngenlerde, bu proteinler, emriyodaki iki küçük alanda aktif oluyor ve yüzü oluşturuyor. Kuşlarda ise, tersi bir şekilde, iki protein de embriyonun aynı bölgesinde geniş bir şerit biçiminde açığa çıkıyor. Bhullar, kesin olmasa da değişmiş olan FGF ve Wnt proteinlerinin aktivitelerinin gaga evrimine katkıda bulunduğunu düşündü.

Araştırmacılar, bu genleri baskılayarak susturduklarında ne olduğunu görmek istediler. Bunu yapmak için, gagaya ait genleri bloke eden küçük moleküllü engelleyiciler kullandılar. Elde ettikleri sonuçlar son derece şaşırtıcı!

Tavuk embriyosundaki gaga yapısı, ağzın "damak" olarak bilinen üst kısmındaki palatin kemiği de dahil olmak üzere atasal konumuna döndü! Tavuğun kafatası tıpkı bir sürüngen gibi yassı bir ağza dönüştü; bir gaga oluşmadı! Dinozorların günümüzde kuşlar haricindeki temsilcileri olan timsahların ağız yapısı, bu tavuklarda görüldü.

Bazı embriyolarda, “premaxilla”lar kısmi olarak kaynaşmıştı, diğerlerinde ise bu iki kemik belirgin ve ve daha kısaydı, bazı dönüştürülmüş embriyolarda ise normal gelişen tavuklardan farklılık görünmüyordu. Ekip bilgisayarlı tomografi tarayıcılarla, bu iskeletlerin dijital modellerini çıkardılar ve erken kuşlara (Archaeopteryx gibi) ve Velociraptor gibi dinozorlara, dönüştürülmemiş tavuklara göre daha yakından benzerlikler gösterdiklerini gördüler.

Bhullar tüm bunları şöyle yorumluyor:

Bu son derece beklenmedik bir sonuç ve tekil, çok basit bir gelişimsel mekanizmanın ne kadar geniş ve beklenmedik etkili olabileceğini bizlere gösteriyor.

Bu tavuklarda aslında tam bir dinozor ağzı oluşmadı; ancak embriyonun kendisindeki değişimler barizdi: Genleri değiştirilmiş tavuk embriyolarında, aslında gaga olacak bölgeyi küçük bir deri tabakası kaplamıştı. Bhullar şöyle diyor:

Bu hayvanlara dışardan baktığınızda, bu yapının gaga olduğunu düşünürdünüz. Fakat eğer iskeletini görürseniz, kafanız karışabilirdi. Fakat kuşlara burunlar verdiğimizi söyleyemem.

Tabii belirtilmesi gereken bir diğer nokta, genleri değiştirilmiş embriyoların yumurtadan hiçbir zaman çıkmadıklarıdır. Bu, etik kurallarla sınırlandırılan bir alan ve Bhullar şöyle söylüyor:

Buradaki amacımız çok önemli bir evrimsel geçişin/değişimin moleküler alt yapısını anlamaktır. Yoksa sırf yaratmış olmak için 'dino-tavuklar' yaratmak istemiyoruz.

Henüz doğada evrimleşen ilk gagaların özelliklerini tam olarak anlamaktan oldukça uzağız; ancak genlerin tesbiti bunun için harika bir başlangıç oldu. Merak etmeyin; ekip yakın bir gelecekte dino-tavuklardan oluşan bir parkı, uzak ve yeşil bir ada üzerine inşa etmeyecek. Araştırma, günümüzdeki canlıların var olmasını sağlayan evrimsel süreci daha iyi anlamaktan ibaret... Jurassic Park için biraz daha beklememiz gerekiyor.

Diğer Bilim İnsanlarının Görüşleri

Harvard Tıp Okulu’ndan gelişimsel biyolog Clifford Tabin, Bhullar’ın ekibinin tavuk gagasını şekillendiren FGF ve Wnt’nin ifade biçimini değiştirmesinin güçlü bir çalışma olduğunu, ayrıca, bu sorumlu genetik değişimleri belirlemenin çok daha zor olduğunu belirtti.

Montana Eyalet Üniversitesi’nden paleontolog Jack Horner ise dinozor benzeri kuyruğa sahip olan tavukların oluşturulmasında yeni bir genetik yaklaşım olduğunu umuyor. Önceki bir çalışmasında Horner’ın ekibi modern tavuklarda kuyruklarının kaybolmasıyla ilişkili mutasyonların tanımlandığını duyurmuştu. Fakat, “dinozor-tavuk” ların üretilmesinin zor olduğunu söylüyor. Horner şöyle söylüyor:

Biz kuyrukla ilgili biraz sorun yaşamaktayız. Çok fazla bileşen bulunmakta. Diğer anatomik özellikler gelişimsel proteinler üzerinde çalışarak dönüştürülebilir. Bu bize yeni çeşit hayvanların üretilmesi konusunda düşünmemiz için bir çok fırsat sunmaktadır.

Bhullar ise Horner’ın vizyonunu hayran olduğunu, fakat kendisinin daha çok evrimin nasıl yeni biçimler ürettiği konusuyla ilgilendiğini söylüyor. Bhullar’ın laboratuvarı, memeli kafatasının ve kertenkelelerin alışılmıştan farklı olan alt uzuvlarının nasıl geliştiğini, geçmiş döneme ait anatomileri canlandırarak anlamaya çalışmayı planlamakta. Bhullar şöyle bitiriyor:

Bence bu çalışmalar bize zaman makinesine ihtiyaç olmadan geçmişin derinliklerine erişebilme fırsatı sunmaktadır.