Tür İçerisindeki Zayıf/Uyumsuz Bireylerin Varlıklarını Koruma Nedenlerinin Evrimsel Analizi

Evrimsel biyolojiyle derinlemesine ilgilenmeye başlayan birçok kişi, bir süre sonra bayağı sorulardan kurtularak evrimin özünü anlamaya yarayacak, birçok mekanizmanın işleyişinin kavranmasını sağlayacak, türler ve çevre arasındaki karşılıklı ekolojik ilişkileri algılamaya yarayacak sorular sormaya başlayacaktır. Bu soruların etraflıca irdelenmesi ve cevaplanması, modern bilimin en güçlü teorilerinden biri olan Evrim Teorisi'nin anlaşılmasını kolaylaştıracaktır. Örneğin, bir evrim konferansında anlatılanlar üzerine akla şöyle bir soru takılabilir:

Fırtınada ilk kaybolan, en narin çiçekler olur. Dayanıklı olanlar kendisini savunmasını bilir. Biliyoruz ki evrimin motoru, "güçlü olan hayatta kalır ve zayıf olan ölür" işleyişine dayanan bir doğa mekanizmasıdır. Sözü edilen bu narin çiçeklerin fırtınada kendisini savunmada yetersiz olmasına rağmen, hala doğada var olmaya ve yaşamaya devam etmesini nasıl açıklayabiliriz?

Bu, elbette ki buna benzer olabilecek devasa bir soru grubunun bir örneği olarak seçilmiştir. Özünde sorulan soru şudur:

Eğer ki evrimsel süreçte en uyumlular hayatta kalıyorsa ve zayıf olanlar eleniyorsa; günümüzde neden zayıf bireyleri etrafımızda görüyoruz?

İşte bu makalemizde, bu önemli sorunun cevabını birkaç farklı açıdan inceleyeceğiz. Umuyoruz ki evrimi kavramaya katkı sağlayacaktır. Öncelikle sorunun özü açısından inceleyelim:

En "Güçlünün" Hayatta Kalması... Peki Ya "Güçsüzler"?

İnsanlar evrimi kısaca "En Güçlünün (Uyumlunun) Hayatta Kalması" olarak özetleyip bu şekilde hatırladıkları için, sanki tüm canlı popülasyonlarının tamamının güçlü, daha doğrusu uyum başarısı yüksek bireylerden oluşması gerektiğini düşünmeye meylederler; dolayısıyla türlerin popülasyonlarında uyum başarısı düşük (kısaca "zayıf") bireylerin varlığına anlam veremezler. Bunun arkasında yatan temel sorun, şu anda evrimin sonuna geldiğimizi düşünme yanılgısıdır. Halbuki evrim süreklidir, dolayısıyla hiçbir zaman sonlanmaz, sona ermez, nihayete ulaşmaz; en azından çevre her zaman olduğu gibi durmaksızın değiştikçe ve canlılar bildiğimiz genetik özelliklerini sürdürdükçe... Dolayısıyla hiçbir zaman popülasyonlarda sadece uyum başarısı en yüksek (İng: "fittest") bireyler kalmaz ve kalamaz. Örneğin herhangi bir anda Dünya'daki insanların %30-60 arasının tıbbi olarak "hasta" olduğu hesaplanmaktadır. Diğer tüm türlerde de yüksek miktarda "uyumsuz" veya "potansiyel olarak başarısız" birçok birey bulunur. Ancak bu durum, onların yok olacağı veya yok olması gerektiği anlamına asla gelmez! Çünkü koşullar değişir. 

Bunun sebebi, çevre değiştikçe, popülasyon içerisinde "uyumlu" kabul edilen bireylerin özelliklerinin ve bu özelliklerin dağılımının da değişmesidir. Birkaç bin sene önce uyumlu varsayılan bireyler ve özellikler, birkaç bin yıl sonra uyumsuz olabilir veya en azından eskisi kadar uyumlu olmayabilir. Bunun tam tersi de geçerlidir. Dolayısıyla popülasyonlarda her zaman uyum başarısı düşük bazı bireyler ve gruplar bulunacaktır; ancak uyum başarısının düşüklüğü veya yüksekliği evrensel ve sürekli değildir; dinamik ve zaman-mekana bağlı olarak değişkendir.

Güçsüzlerin popülasyondaki varlığı ile ilgili daha derinlemesine bir kavrayışa erişmek için, varyasyonların evrime etkisine kısaca göz atmamız gerekiyor.

Rob Scholte Museum

Varyasyonların Etkisi

Peki bu güçsüzler ilk etapta nasıl var oluyorlar? Eğer ki bir nesilde kısmen uyumlu olanlar, kısmen uyumsuz olanlara karşı seçiliyorsa, uyumsuzlar nasıl her popülasyonda ve her nesilde varlıklarını koruyorlar? Bunun sebebi evrimin Çeşitlilik Mekanizmaları'dır. 

Tüm türlerin her neslinde yeni çeşitlilik unsurlarına sahip bireyler var olurlar. Örneğin hiçbir zaman herhangi bir andaki popülasyonun boy dağılımı ile onlardan doğan bir sonraki neslin boy dağılımı %100 aynı olmaz ve olamaz. Çünkü doğa kaotiktir, süreçler çoğu zaman öngörülemez bir şekilde işler. Daha önemlisi süreçler kusursuz değildir; tam tersine sıklıkla kusur ve eksikliklere rastlarız. Bu iki unsur (kaotiklik ve kusurluluk) birleştiğinde, türlerin özellik dağılımının "rastgele" diyebileceğimiz şekilde değiştiğini görürüz. Örneğin bir popülasyonun bir neslinde 10 kişi 1.70 boya sahipken, bir sonraki nesilde bu boya sahip olanların sayısı 8'e düşebilir; popülasyonun genel büyüklüğü değişmemiş olsa bile. Bunun sebebi, genetik ve fiziksel çeşitliliğin (varyasyonların) rastgele ve sürekli olarak yaratılıyor olmasıdır.

Varyasyonların bu rastgeleliği, kaçınılmaz olarak bazı yeni doğan bireylerin, ortalama uyum başarısından düşük uyum başarısına sahip olmalarına neden olacaktır. Bu rastgeleliği bir torba içerisinde "daha uyumlu" olarak belirlediğimiz mavi renkli ve "daha uyumsuz" olarak belirlediğimiz kırmızı renkli bilyeleri çekerek yeni bir popülasyon üretilmesine benzetebilirsiniz. Mutasyonların uzun vadede tekil etkisinin olumsuz olmasından ötürü, daha uyumsuz bilyeleri çekme şansımız biraz daha fazladır. Dolayısıyla her nesilde yeni "daha uyumsuz" bireyler popülasyona dahil olur; elbette daha uyumlu bireylerle birlikte. Zaten evrimin "rastgelelik" oranı bununla sınırlıdır. Bu noktadan sonra, yani yeni popülasyona katılacak bireylerin uyum başarısının ne yönde değişeceğinin rastgeleliği haricinde, rastgele veya tesadüfen olan hiçbir tarafı yoktur. Bu yeni popülasyon içerisinde uyum başarısı yüksek olanlar daha kolay hayatta kalır ve ürerler; uyum başarısı daha düşük olanlar daha zor hayatta kalır ve daha zor ürerler.

İşte bu kalın yazılı cümle kritiktir; çünkü kurulumu özenle seçilmiştir. Evrimde sadece uyumlular hayatta kalır, tüm uyumsuzlar elenir diye bir kaide yoktur. Uyumsuz olanlar da hayatta kalabilir; sadece hayatta kalma ve üreme oranları ve olasılıkları daha düşüktür. İşte zaten tam olarak bu sebeple tek bir nesilde evrimde büyük sıçramalar görmeyiz. Her nesilde uyumsuzlardan da hayatta kalanlar ve üreyenler olur. Bunu evrimin "olumsuz" bir yanı olarak görmemek gerekir. Çünkü eğer ki evrim tarihinin en önemli basamaklarından biri olan mayoz bölünmenin evrimi ve nedeni hatırlanacak olursa, en temel sebebin çeşitliliği yüksek tutmak olduğu görülecektir. Çeşitlilik, her zaman iyidir. Bugün "uyumsuz" olarak addedilen bireylerin birkaç nesil sonra "uyumlu" olmamaları için hiçbir neden yoktur. Bunun sebebi, çevrenin değişimidir. Dolayısıyla varyasyonlar, çevrenin değişimine göre uyumlu ya da uyumsuz hale gelebilirler; bu sebeple de popülasyonlarda her zaman o an için uyumsuz olanlar da bulunur.

Elbette her uyumsuz olan nihayetinde uyumlu olacak diye bir şey yoktur. Benzer şekilde, uyumlu olanlar bu özelliklerini illa kaybedecekler diye bir şey de yoktur. Ya da illa bu değişim yaşanacaksa, bu öyle birkaç nesilde olmak zorunda değildir; kimi zaman on milyonlarca yıl sürebilir. Eğer ki uyumsuz özellikler tür ile çevrenin özelliklerine göre değişen belli bir süre boyunca uyumlu hale gelmezse, nihayetinde elenecektir. Fakat az sonra göreceğimiz gibi, bu elenme de her zaman o kadar kolay olmaz; hem genetik sebeplerle, hem de evrimsel biyolojinin bazı diğer mekanizmalarından ötürü. Uyumlu olan özellikler de çevrenin az değişmesinden ötürü uzun vadede uyumsuz hale gelmezse, "yaşayan fosil" adını verdiğimiz tür özellikleri oluşmaya başlar: Bazı özellikler, milyonlarca yıl boyunca çok az değişerek korunur ve bu sayede türün atalarının özelliklerini günümüze kadar taşımayı başarır. Ancak bunlar ayrı konulardır ve burada sadece bilgi olması açısından vermeyi faydalı görüyoruz. Şimdi, uyumsuzların tamamen elenmesine engel olan diğer sebeplere bakalım ve sözünü ettiğimiz genetik nedenlere de göz atalım:

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

Taringa!

Özelliklerin Uyum Başarısının Dağılımı ve Genetik Sürüklenme

En tepedeki sorunun bir diğer cevabı, belli bir zaman ve mekanda, belirli bir popülasyonun tekil bireylerinin uyum başarısının siyah-beyaz veya 0-1 şeklinde ikili (dikotomik, binary) olmamasıdır. Uyum başarısı genellikle 0 (en uyumsuz) ve 1 (en uyumlu) arasında dağılan ondalık sayılarla ifade edilir ve bir popülasyondaki bireylerin uyum başarısı genellikle sürekli bir dağılım gösterir: 0.1 olan da vardır, 0.3 olan da, 0.6 olan da, 0 olan da, 1 olan da... Aslında uzun vadede sadece en yüksek uyum başarısına (1 değerine) sahip olanların hayatta kalması beklenir; ancak canlılar tek bir özelliklerine göre seçilmezler ve doğanın sürekli değişmesi, bu sayıların da her yeni nesil ve her yeni günde çok az da olsa, istikrarlı bir şekilde değişmesi anlamına gelir. Bu sebeple sadece Doğal Seçilim'in etkisi altında bile tüm zayıflar elenmez, geriye sadece en başarılılar kalmaz. Çünkü "zayıf" ve "başarılı" bireyler sürekli değişir.

Burada kritik olan nokta, türlerin bireylerinin tek bir özelliğe göre seçilmiyor oluşudur. Örneğin anlatım kolaylığı sağlaması açısından evrim anlatılarından genellikle tek bir özelliğe odaklanılır: uzun boy, belli bir uzvun belli bir yapısı, deri rengi, kıllılık, yüzgeçlerin yapısı vs. Ancak bir canlıda bu ve bunun gibi binlerce özellik bulunur ki zaten "varyasyon" ("çeşitlilik") dediğimiz budur. Canlılar, bu özelliklerin her birinin ayrı ayrı ve aynı zamanda birbiriyle ve çevreyle ilişkili olarak uyum başarılarına göre seçilirler. Dolayısıyla "uyum başarısı", bir insanın düşünebileceğinden ve hesaplayabileceğinden çok daha karmaşık bir matematiksel ifadedir. Ancak genellikle belli bir çevrede, belli özelliklerin hayatta kalma ve üreme başarısına etkisi, diğer binlercesine göre kat kat etkili olacak şekilde öne çıkar. İşte bu varsayım sayesinde matematiksel analizler kolaylaşır ve algılamak da öyle... Ancak unutmamak gerekiyor ki bazı özellikler, bazı diğerlerinin seçilimi altında "sürüklenir"ler. Dolayısıyla bugün gördüğümüz bazı "uyumsuz gibi görünen" özellikler, uyumlu bazı özelliklerle birlikte sürüklenmiş olabilir.

Örneğin makalenin başında verdiğimiz bitkilerin fırtınada savrulmasıyla ilgili soruda bu tür bir analiz gerekebilir. Fırtınada savrularak "ölen" bazı bitkiler, aslında bu "intihar uçuşları" sırasında polenlerini binlerce metre uzağa taşıyor olabilirler. Yani kendilerinin ölmesi pahasına, güvende tuttukları polenlerini veya döllenmiş yumurtalarını (tohumlarını) uzak mesafelere götürüyor olabilirler. Üreme konusundaki bu seçilim, onların "uyumsuz" olduğunu sanmamıza neden olan "fırtınada savrulma" özelliklerini peşi sıra sürüklemiş olabilir. 

Bu sürüklenmeyi 2 seviyede görebiliriz: organizma seviyesinde ve genetik seviyede... Organizma seviyesindeki sürüklenme, yukarıda sözünü ettiğimiz gibi fiziksel özelliklere göre yapılan seçilimin bir sonucudur. Bazı özellikler, diğerleriyle birlikte sürüklenirler. Diğer seviyesi ise genellikle genetik seviyede incelenir ve evrimin Genetik Sürüklenme ve buna paralel olan Otostopçu Genler mekanizmasıyla karakterize edilir. Bazı genler, bazı diğerleriyle birlikte evrimsel süreçte "sürüklenirler". Bunun sebebi genellikle birbirine yakın genlerin birlikte hareket etme eğilimidir. Örneğin bir transpozon (sıçrayan genetik eleman), bulunduğu yerden sıçrarken, kendisine yakın olan genleri de peşi sıra çekip sürükleyebilir ve gittiği yere götürür. Benzer bir şekilde, belli bir gen üzerinde seçilim varsa, buna yakın olan genler de, belli bir uyum artışı sağlamasalar ve hatta uyum başarısını azaltsalar bile sürüklenebilirler! Böylece olumsuz özellikler de genom içerisinde korunmuş olur. 

Bu sebeplerle de sıklıkla uyumsuzluk gibi görünen özellikler popülasyon içerisinde kalır.

Faydasız Mutasyonların Korunumu

"Matematiksel Evrim - 9: Yönlü Seçilimin Analizi ve Sonuçları" başlıklı makalemizde de gösterdiğimiz gibi, çekinik aleller genellikle heterozigot konumda korunurlar ve popülasyondan tamamen elenmeleri neredeyse imkansızdır. Bu konuda bir genelleme yapmak kesinlikle hatalı olsa da, çoğu zaman faydasız olan mutasyonlar çekinik alellerle ilişkilendirildiği için, uyum başarısını düşüren özellikler de heterozigot konumda korunurlar ve popülasyonda "saatli bomba" gibi varlıklarını korurlar. Ola ki iki heterozigot birey çiftleşirse, yavrularının %25'inde bu çekinik karakterler bir araya gelir ve kendilerini ifade ederler, fenotipte (fiziksel yapıda) kendilerini gösterirler. İşte bu da, dışarıdan "popülasyon içerisinde uyumsuz bireylerin varlığı" anlamına gelir.

Kimi zamansa yeni mutasyonlar, eskiden çekinik olan özelliklerin baskın hale gelmesine neden olabilir. Bu durumda popülasyon içerisinde olumsuz olarak nitelediğimiz özellikler görülmeye başlayabilir. Unutmamak gerekiyor ki "faydasız" bir özellik illa ölümcül olmak zorunda değildir. Az miktarda faydasız olması, etrafını saran bazı faydalı özelliklerle birlikte sürüklenmesine ve kısa sürede bu özelliklerin popülasyona yayılmasına neden olabilir.

Gazette Review

Sonuç

Tüm bu açılardan bakıldığında, popülasyonlar içerisinde uyumsuz özelliklere sahip bireylerin bulunması son derece anlaşılırdır. Bunlara karşı bir seçilim baskısı yok mudur? Elbette vardır. Sürekli elenirler. Ancak önemli olan, seçilim baskısının bulunmasından ziyade, bu baskının şiddetidir. Çünkü şu makalemizden hatırlayabileceğiniz gibi, aslında "uyum başarısı" veya "seçilim baskısı" olarak adlandırdığımız terimler, basit olasılık değerlerinden ibarettir. Hayatta kalma olasılığının %30 gibi bir değer olması, hayatta kalınamayacağı anlamına gelmez. O nitelikteki her 10 bireyden 3'ünün hayatta kalması demektir! Genetik Sürüklenme, Kaşif Etkisi gibi kavramlar dolayısıyla bu "uyum başarısı düşük" bireyler de popülasyonda varlıklarını koruyabilirler; hatta sırf kendilerinden oluşan popülasyonlar inşa edebilirler! Ancak... Bunu yapma şansları, uyum başarısı daha yüksek birey ve popülasyonlara göre daha düşüktür.

Yani evrimi siyah-beyaz olarak görmemek gerekiyor. Doğa son derece çeşitli ve renkli. Gökkuşağının 7 rengine değil, o renklerinin tamamının tüm tonlarına sahip... Dolayısıyla çok açılı ve yönlü düşünmek ve analiz etmek gerekiyor. Bu yapıldığında, bunun gibi kritik soruların cevapları da bariz şekilde ortaya çıkıyor.