Türleşme - 3: Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Simpatrik Türleşme Ne Demektir?

Bundan bir önceki yazımızda, türleşmenin ne demek olduğunu sunmuş ve allopatrik türleşme'yi ayrıntılı bir örnekle açıklamıştık. Bunları birer cümleyle tekrarlayacak olursak:

Türleşme, Biyolojik Tür Tanımı dahilinde, sonradan "ortak ata" olarak anılacak olan bir grup canlının, çeşitli mekanizmalar dahilinde birbirleriyle çiftleşemeyecek kadar farklılaşmaları sonucu, kendi içlerinde çiftleşebilen ancak diğer canlı gruplarıyla verimli döller veremeyen, iki veya daha fazla yeni canlı grubunun oluşması demektir.

Allopatrik türleşme ise, fiziksel bariyerler sebebiyle meydana gelen coğrafi ve cinsel izolasyon sonucu oluşan türleşmedir.

Ancak türleşme, sadece fiziksel bariyerler sonucunda oluşmaz. Kimi zaman, bir popülasyonun bireyleri (örneğin bir önceki yazımızdaki fare popülasyonu) birbirlerinden coğrafi bir bariyerle (örneğin deprem sonucu yönü değişen nehirle) ayrılmadan da, aynı popülasyon içerisinde türleşme meydana gelebilir. Bu yazımızda buna değineceğiz.

Simpatrik türleşme, fiziksel bariyerlerle birbirlerinden ayrılmayan popülasyonlar içerisinde meydana gelen türleşmeye verilen isimdir. Bunu hemen bir örnek ile açıklamak istiyoruz, sonrasında bazı açıklamalara gireceğiz:

1800'lerin ortasında Rhagoletis pomonella isimli bir sinek, yalnızca Kuzey Amerika'da bulunan alıç bitkisi (hawthorn) üzerinde yaşamakta, çiftleşmekte ve yumurtalarını bırakmaktaydı. Ancak bundan 150 yıl önce, Avrupalıların bir kısmı Kuzey Amerika'ya elma ağaçlarını getirdi ve dikmeye başladı. Bundan sonra, Rhagoletis'lerin bir kısmı, diğerleriyle aynı ortamda bulunan elma ağaçları üzerinde yaşamaya başladı. Bunun sebebi, elma ağaçlarının alıç ile oldukça yakın akraba olmasıdır. Yalnız bu noktada önemli bir fark vardır: Elma, alıça göre farklı kokmaktaydı ve mevsimsel olgunlaşma zamanı, alıçtan önceydi.

Elma ağaçları yepyeni bir yaşam alanı olduğu ve henüz ele geçirilmediği için, ağaçlar üzerine yerleşen Rhagoletis'ler kısa sürede özgürlük avantajlarını kullanarak sayılarını arttırdılar ve elma ağacının kokusunu tercih edecek ve elmanın oluştuğu dönemde yumurtalarını bırakacak şekilde farklılaşmaya başladılar. Diğer tarafta, alıç üzerinde yaşayanlar, varlıklarını sürdürüyorlardı.

Günümüzde, Kuzey Amerika'da iki grup Rhagoletis pomonella yaşamaktadır. Bir grup, yumurtalarını sadece alıç üzerindeki meyvelere bırakır, bir diğer grup ise sadece elma ağaçları üzerine... Ayrıca, bu iki bitkinin olgunlaşma zamanları birbirinden farklı olduğundan dolayı aralarında, coğrafi izolasyona bağlı olmaksızın oluşan cinsel izolasyon meydana gelmiştir; yani iki grup (varyete, çeşit) birbiriyle çok uzun yıllardır çiftleşmemekte ve hep kendi aralarında çiftleşmektedir. Halbuki ağaçlar çoğu zaman benzer bölgelerde bulunur (coğrafi izolasyonun olmaması bu demektir). İzolasyon türlerine yazı dizimiz içerisinde tekrar değineceğiz.

Araştırmacılar bu iki grubun birbirinden her geçen yıl daha uzaklaştığını ve türleşme yolunda gittiklerini düşünmektediler. Hatta artık bunlara iki farklı alt tür olarak bakan araştırmacılar bile vardır. Çünkü bu iki grubun larvaya dönüşme zamanları, büyüme hızları, vb. özellikleri oldukça farklılaşmıştır. Öyle ki, bir parazit türü sadece elma üzerindeki grubu etkilerken, diğer grubu etkileyememektedir; bu da genetik farklılaşmayı göstermektedir. İşte bu, simpatrik türleşmedir.

Simpatrik türleşme böcekler sınıfında oldukça sık görülmekle birlikte, çoğunlukla bitkiler alemiyle birlikte anılır. Çünkü simpatrik türleşmenin en önemli tetikleyicisi çok kromozomluluk (polyploidy) denen, genetik bir olgudur. Çok kromozomlu canlılarda, genetik bir hatadan ötürü genetik materyal kendini kopyalayarak sayıca artar; ancak bu diğer kopyalar normal şekilde yavru hücrelere aktarılamaz ve bunun sonucunda kromozomal ayrışmama meydana gelir ve bir bireyde, olması gerekenden fazla kromozom seti bulunur. Çok kromozomluluk, tek bir tür içerisinde meydana gelebileceği gibi (autopolyploidy), birden fazla türün kromozomlarının karışması sonucunda (allopolyploidy) da oluşabilir. Bunları bir şekilde görecek olursak:

Şekilde görebileceğiniz gibi, en soldaki hücre mayoz bölünme geçirir ve normalde bir çift kromozom setine (2n) sahip olan ana hücrenin, DNA kopyalanması sonucu kromozom miktarını iki katına çıkarması (4n) ve sonrasında bunları yavrularına paylaştırarak her biri bir kromozom setine sahip (n) 4 adet hücre oluşturması beklenir. Ancak doğa mükemmel olarak çalışamadığı için, mayozda hata meydana gelir ve bu (2n) hücreden, yine (2n) olan iki adet gamet hücresi (sperm veya yumurta) meydana gelir. Daha sonra, bunların birbiriyle birleşmesi sonucunda iki çift kromozom setine (4n) sahip bir hücre oluşur. Böylece (2n) gen setine sahip bir ebeveynin (4n) gen setine sahip bir yavrusu olur. İşte bu, çok-kromozomluluktur (polyploidy).

Bu olay hayvanlarda çok sık gözlenmez, çünkü çok az hayvan hem sperm hem yumurta üretir; çoğu hayvanda cinsel iki-biçimlilik (sexual dimorphism) vardır ve erkek ve dişi farklıdır. Ancak bazı hayvanlar ve bitkilerin büyük bir kısmı, kendi kendini dölleyebilir (self-fertilization) ve bu olay görülür.

İşte bu genetik farklılığın oluşması, bu yeni canlıların, eski ve orjinal bireylerle aynı ortamda yaşıyor olmalarına rağmen çiftleşememesine, dolayısıyla cinsel izolasyona sebep olur. Bu, nesiller boyunca sürdüğünde, farklılıklar meydana gelir ve birikir. En nihayetinde, bir türden, iki veya daha fazla tür oluşur.

Botanikçiler, çiçekli bitkilerin %70'inin, eğreltiotları türlerinin %95'inin çok kromozomluluk sonucu meydana gelen simpatrik türleşme sonucu evrimleştiğini düşünmektedirler. Bazılarının türleşmesi oldukça yakın zamanlarda meydana gelmiştir. Bazıları, daha ilerideki yazılarımızda izah edeceğimiz hibritleşme sonucu türleşmiştir.

Türleşmenin gerçekleşebilmesinin pek çok yolu vardır. Simpatrik türleşme, özellikle bitkiler ve kendini dölleyebilen hermafrodit canlıların evrimlerinde önemli bir olgudur.

Simpatrik türleşme uzun sürelerdir tartışılan bir evrimsel farklılaşma mekanizması olsa da, giderek artan deneysel örneklerden ötürü evrimsel biyologlar arasında kabul edilen bir süreçtir. Hayvanlar aleminde simpatrik türleşmenin çok sayıda örneğini bulmak kolay olmasa da, var olan örnekler aynı ortamda bulunan hayvan gruplarının bile evrimleşebileceğini göstermektedir. Kuzeydoğu Pasifik'te yaşayan katil balinalar (Orca sp.) bunun örneklerinden biridir. Aynı sularda yaşayan yerli ve geçici gruplar evrimleşmektedir. Bunlar birbirlerinden uzak dururlar ve çiftleşmezler. Aynı türün farklılaşmakta olan bu iki grubunun diyetleri birbirinden farklıdır, aynı avları avlamazlar, sesleri farklılaşmıştır, sosyal yapıları birbirinden ayrıdır.

1. Boraas, M. E. 1983. Predator induced evolution in chemostat culture. EOS. Transactions of the American Geophysical Union. 64:1102.
2. Butters, F. K. 1941. Hybrid Woodsias in Minnesota. Amer. Fern. J. 31:15-21.
3. Cronquist, A. 1978. Once again, what is a species? Biosystematics in agriculture. Beltsville Symposia in Agricultural Research 2:3-20.
4. Du Rietz, G. E. 1930. The fundamental units of biological taxonomy. Svensk. Bot. Tidskr. 24:333-428.
5. Ehrman, E. 1973. More on natural selection for the origin of reproductive isolation. The American Naturalist. 107:318-319.
6. Frandsen, K. J. 1943. The experimental formation of Brassica juncea Czern. et Coss. Dansk. Bot. Arkiv., No. 4, 11:1-17.
7. Frandsen, K. J. 1947. The experimental formation of Brassica napus L. var. oleifera DC and Brassica carinata Braun. Dansk. Bot. Arkiv., No. 7, 12:1-16.
8. Karpchenko, G. D. 1928. Polyploid hybrids of Raphanus sativus L. X Brassica oleraceae L. Z. Indukt. Abstami-a Verenbungsi. 48:1-85.
9. Macnair, M. R. 1981. Tolerance of higher plants to toxic materials. In: J. A. Bishop and L. M. Cook (eds.). Genetic consequences of man made change. Pp.177-297. Academic Press, New York.
10. Prokopy, R. J., S. R. Diehl, and S. H. Cooley. 1988. Oecologia. 76:138.