Türleşme Sürecinde Pekiştirme Mekanizması: Doğal Seçilim, Melezlenmeyi Azaltırken İzolasyonu Nasıl Artırır?

Yeni türler, doğada nasıl ortaya çıkar? Bu hikayenin yaygın olarak bilinen ama fazlasıyla basitleştirilmiş versiyonu; bir hayvan veya bitki popülasyonunun, bir nehrin akış yönünün değişmesi veya bir dağın yükseltisinin artması gibi sebeplerden dolayı coğrafi olarak birbirinden izole olması ve bu iki ayrı grubun izolasyon süresince çevresine adapte olması sonucunda genetik farklılıklar biriktirmesi şeklindedir. Bu şekilde bir doğal bariyerin ortaya çıkması sonucunda meydana gelen türleşmeye allopatrik türleşme diyoruz. En nihayetinde bu iki grubun DNA'ları birbirinden o denli farklılaşır ki bu popülasyonlar artık iyi ayrı tür olarak kabul edilirler. Türleşme işte bu şekilde gerçekleşmiş oluyor.

Gerçekte ise süreç, bundan çok daha karmaşıktır. Her ne kadar coğrafi izolasyon türleşme sürecini başlatıyor olsa da evrimsel biyologlar, çeşitli doğal seçilim biçimlerini içeren diğer güçlerin de bu sürecin tamamlanmasında yardımcı olabileceğini düşünüyorlar.

Michigan Üniversitesi tarafından yapılan bir çalışmada, pekiştirme (İng: "reinforcement") adı verilen tartışmalı bir mekanizma da dahil olmak üzere doğal seçilim ile ilişkili pek çok mekanizmanın nasıl çalıştığına ışık tutuyor. Araştırma, özellikle de melez bölgesi adı verilen bir coğrafi bölgeye odaklanıyor: Bu bölgeler, birbirinden farklı iki türün bir arada var olduğu ve ara sıra birbiriyle çiftleşerek melezleştiği yerlerdir. Uluyan maymunlar, bu tür bir araştırma için biçilmiş kaftandır.

Çalışma 22 Aralık 2018'de Molecular Ecology dergisinde çevrim içi olarak yayımlandı. Makalede araştırmacılar, primat melez bölgesini, türleşmeye sebep olan genleri içeren genom bölümlerini tespit etmek ve onları şekillendiren seçim güçlerinin sinyallerini test etmek için kullandı.

Yazarları arasında Michigan Üniversitesi Ekoloji ve Evrimsel Biyoloji Bölümünden Liliana Cortés-Ortiz ve Priscilla Tucker olan araştırmanın baş yazarı ve aynı zamanda doktora adayı Marcella Baiz şöyle ifade ediyor:

Genetik verilerde melezleşmenin, türler arasındaki genetik farklılıkları artırarak türleşmenin tamamlanması sürecinde doğrudan rol oynadığını ortaya koyan modeller gözlemledik. Çok tartışılan bir süreç olan pekiştirme de dahil olmak üzere, türleri birbirinden farklı olmaya iten pek çok doğal seçilim mekanizması için bir sinyal bulduk. Bu sonuç, bilhassa dikkate değerdi çünkü pekiştirmeye dair deneysel kanıtlar, özellikle de genetik kanıtlar oldukça nadirdi.

Çalışmanın odağındaki örtülü uluyan maymun ve siyah uluyan maymun olarak bilinen iki tür, yaklaşık 3 milyon yıl önce birbirinden ayrıldı ve görece yakın bir zamanda, belki de son 10.000 yıl içerisinde, Güneydoğu Meksika'nın Tabasco eyaletinde kabaca 19 kilometre genişliğindeki "melez bölgesi"nde yeniden temasa geçene kadar, ayrı yaşadı.

"Tür" dediğimiz şey, bir zamanlar, aktif olarak çiftleşen veya potansiyel olarak çiftleşebilecek olan ve üreme bakımından diğer gruplardan izole olmuş bireylerden oluşan gruplar olarak tanımlanırdı. Bu eski tanımda üreme izolasyonu kavramı kilit noktaydı: Çünkü bu tanımda, melezleşme olsa bile gerçek türlerin benzersizliklerini korudukları kabul edilirdi.

Ancak tür kavramına yönelik modern görüş, tam bir üreme izolasyonu gerektirmez. Dahası, melezleşmenin doğada oldukça yaygın olduğu keşfedilmiştir.

Michigan Üniversitesi'nden Cortés-Ortiz ve arkadaşlarının 20 yıldır birlikte çalıştığı Meksika'daki uluyan maymun melez bölgesinde yapılan DNA analizleri, siyah ve örtülü uluyan maymunların birbiriyle melezleştiklerini ve melez döller ürettiklerini doğruladı. Melezleşmenin iki grup arasında meydana gelmesi, üreme izolasyonunun tamamlanmamış olduğu anlamına geliyor.

Evrimsel biyologlar, çeşitli doğal seçilim baskılarının, iki grup arasındaki gen akışının önündeki engelleri güçlendirerek veya onları tamamen izole bir üremeye zorlayarak sürecin tamamlanmasına yardımcı olabileceğini düşünüyorlar. Ayrıca doğal seçilim, başarılı bir biçimde üreyen organizmaları üreyemeyenlere tercih ettiği için, bazen üremeden önce ölen bazense sadece üreme bakımından yetersiz melezlere karşı "ön yargılı"dır; yani bunların elenme ihtimali daha yüksektir.

Wikipedia

Doğal seçilim, bu türden "uyumsuz" melezlerin oluşumunu engellemeye çalışır. Bunu yapmanın yollarından biri, iki grup organizma arasındaki (bu durumda örtülü ve siyah uluyan maymun arasındaki) genetik farklılığı kademeli olarak artırmaktır. Bu sayede çiftleşmeleri ve melez döller üretmeleri zorlaşır.

Doğal seçilim bu şekilde melezlerin oluşumunu engellemeye çalışırken, genetik farklılıkları artırarak üreme izolasyonunu güçlendirir. "Pekiştirme" olarak adlandırılan bu sürece yönelik fikirler aslında 1 asırdan fazla süredir mevcuttur; ancak bu olguyu destekleyecek deneysel kanıtlar azdır.

Pekiştirmenin varlığını test etmek için Baiz ve meslektaşları, Tabasco melez bölgesinde yaşayan siyah ve örtülü uluyan maymunların DNA'ları ile, bu melez bölgeden uzakta yaşayan siyah ve örtülü uluyan maymunların DNA'larını karşılaştırdı.

Pekiştirme, melezleşmeyi engellemek ve üreme izolasyonunu güçlendirmek için çalışıyorsa, melez bölgesinde yaşayan iki tür arasındaki genetik farklılıklar, melez bölgesinin her iki tarafında yaşayan bu iki türün maymunları arasındaki genetik farklılıklardan daha fazla olmalıdır.

Baiz ve meslektaşlarının, üreme izolasyonu ile muhtemelen ilişkili genlerde veya yakınında bulunan genetik belirteçleri karşılaştırdıklarında buldukları aynen buydu. Baiz şöyle ifade ediyor:

Türleşme, süreci güçlendirmek ve sürecin devamlılığını sağlamak için etkileşen doğrudan veya dolaylı mekanizmalar tarafından yönlendirilebilen karmaşık bir süreçtir ve bu çalışma da, bunu belgeleyen doğal kanıtlardan biri.