Videonun ötesi
Bu video, mutasyonların dışında evrimsel çeşitliliğe yol açan çeşitli mekanizmaları açıklar; crossing-over, transpozonlar, yatay gen transferi, göç (gen akışı) ve genetik sürüklenme gibi süreçlerin nasıl çeşitlilik yarattığını ve evrimdeki rollerini tartışır. Ayrıca bu mekanizmaların olasılık ve seçilim ile etkileşimini ve koruma biyolojisi açısından önemini vurgular.
Mutasyonlar, genellikle çeşitliliğin nihai kaynağıdır. Çünkü hiç yoktan, yepyeni bir varyasyonın, yani çeşitliliğin yaratılabilmesini mümkün kılan mekanizma mutasyonlardır. Üstelik bunu en aktif şekilde yapabilen de mutasyonlardır.
Mayoz bölünmenin Profaz 1 evresinde, homolog kromozomlar birbirleriyle sinapsis adı verilen bir süreç ile bağlanırlar ve kromozomlar tamamen rastgele bir biçimde gen alışverişinde bulunurlar. İşte bu rastgele alışveriş, bir çocuğun, anne ve babanın birebir kopyası veya kusursuz bir karışımı olmamasının arkasında yatan ana nedendir. Bu sayede genler rastgele bir şekilde karışır ve farklı genler bir araya gelebilir. Böylece yepyeni gen kombinasyonları oluşur. Evrimin bu mekanizmasında genellikle yeni çeşitlilik yaratılmaz; ancak var olan çeşitlilik bir çorba gibi birbirine karıştırılmış olur. Bu, mutasyonlardan farklı olarak evrime karışıma-dayalı bir çeşitlilik yaratımı imkanı verir. Crossing-over sayesinde eşeyli üreyen canlılarda sürekli yeni gen kombinasyonları denenebilmiş olur.
Mayoz bölünmenin Profaz 1 evresinde homolog kromozomlar sinapsis ile bağlanır ve crossing-over gerçekleşir. Mayoz ile üretilen sperm ve yumurta hücreleri, anne ve babanın kendi kromozomlarının birebir aynısına sahip değildir; bunu mümkün kılan crossing-overdır. Evrimsel süreçte eşeyler ve mayoz bölünme gibi biyolojik özellikler, daha basit yapılı mitoz bölünmeden, günümüzden 1.5 milyar yıl kadar önce evrimleşmiştir. Mayozun evrelerinin neden mitozdan birazcık daha karmaşık olsa da, arka arkaya meydana gelen 2 mitoz gibi olduğu, bunun sebebinin mayoz bölünmenin mitoz bölünmeden evrimleşmiş bir süreç olmasıdır.
Sinapsis, mayoz bölünmenin Profaz 1 evresinde homolog kromozomların birbirleriyle bağlandığı süreçtir; bu bağlanma sırasında kromozomlar rastgele gen alışverişinde bulunurlar.
Transpozonlar, ya da daha bilindik isimleriyle Sıçrayabilen Gen Elemanları, kromozomlarımız içerisinde bulunan ve bir noktadan diğerine rastgele sıçrayabilen gen parçalarıdır. İnsan genomunun yaklaşık %50 civarı bu şekilde transpozonlardan oluşur. Bu genler durmaksızın kromozomlarımızda hareket halindedirler ve hiçbir bölünme olmaksızın bireyin kendi hücreleri içerisinde çeşitliliğin yaratılmasını mümkün kılarlar. Türün stresli ve zorlu dönemlerden geçtiği zaman dilimlerinde daha da fazla aktivite gösterdikleri tespit edilmiştir; çünkü türün varlığını tehdit eden zorlu zamanlarda çeşitliliğin arttırılması avantajlıdır. Transpozonlar kromozomlarımızın sandığımız kadar oturmuş yapıda olmadığını ve rastgele sıçrayan gen elemanlarının varlığında bile faaliyetlerini koruyabildiğini gösterir.
Yatay gen transferi, ebeveynlerden yavrulara dikey olarak aktarılan genlerin dışında, bir bireyin kendi neslinden olan başka bir bireye veya tamamen alakasız başka bir türe doğrudan gen aktarabilmesi olayıdır. Çoğunlukla virüsler yoluyla gerçekleşir: virüsler konak hücrenin genlerini yanlışlıkla kendi genomları ile birlikte kopyalayabilir ve daha sonra başka bir konağa bulaştıklarında o konakların genomuna önceki konağın genlerini de aktarabilirler. İşte bu, Evrim Ağacı'nın farklı dalları arasında doğrudan gen transferi anlamında 'yatay gen transferi' olarak bilinir.
Virüsler genellikle birden fazla türe bulaşabilen varlıklardır. Virüsler cansızdır; ancak canlılığın eşiğinde olan varlıklardır. Virüslerin genomu kendi başına işlevsizdir; ancak bir konak canlıya bulaştıklarında genlerini ona enjekte ederler ve o konağın kendi genlerini kullanarak virüslerin kopyalarını yaratabilirler. Bu süreç kusurludur: virüs bazen konak hücrenin genlerini de kopyalayarak yeni virüslerin genomlarına aktarabilir ve bu virüsler daha sonra başka bir konağa bulaşarak gen transferi yapabilirler.
Göçler, bildiğimiz anlamıyla bir coğrafi bölgeden diğerine hareket etmektir. Her coğrafi ortamın şartları birbirinden farklı olduğu için aynı türün farklı coğrafyalarda yaşayan popülasyonları yaşadıkları ortama uyum sağlayacak şekilde evrimleşir ve gen havuzları buna göre şekillenir. Belli bir ortam için avantajlı olan genler daha sık görülecek, diğer genler daha seyrek bulunacaktır. Bu bireyler diğer bölgelerdeki popülasyonlarla karıştıklarında kendilerine özgü gen havuzunu bu diğer popülasyonlara taşımış olurlar; böylece farklı bölgelerde ortaya çıkmış olan çeşitlilik karışır ve yepyeni gen kombinasyonları doğabilir. Türlerin doğal bir şekilde göç edebilmesi, çeşitliliğin karışması açısından çok önemlidir.
Gen havuzu, bir popülasyonun sahip olduğu genetik çeşitliliğin tamamıdır; farklı coğrafyalarda yaşayan popülasyonlarda gen havuzları yaşadıkları ortama uyum sağlayacak şekilde şekillenir ve göçlerle bu gen havuzları diğer popülasyonlara taşınabilir.
Genetik Sürüklenme, seçilimden bağımsız olarak, şans veya tesadüf diye tanımladığımız olasılıkların etkisi altında gerçekleşen değişimlere verilen addır. Doğada hiçbir sürecin kusursuz olmaması nedeniyle kimi zaman aşırı avantajlı bir birey sırf yanlış zamanda yanlış yerde bulunduğu için elenebilir; kimi zamansa hiç avantajlıymış gibi görünen özellikler şans eseri hayatta kalmayı sürdürebilir. Bu tip şans etkisinin dikkate değer bir değişim yaratabilmesi için popülasyonun küçük olması gerekir; küçük popülasyonlarda bireylerin başlarından geçenler ve şans ile şanssızlıkları popülasyonun evrimsel gidişatına doğrudan etki eder. Genetik Sürüklenme, özellikle yok olmanın eşiğinde olan veya küçük popülasyonlara bölünmüş türlerde aşırı önemli ve güçlü bir mekanizmadır.
Sinyal gürültüsü, Genetik Sürüklenme'nin türün evriminde kendini gösterme biçimidir; yani değişimin kusursuz bir çizgi olarak ilerlemeyip oldukça inişli çıkışlı olmasına verilen addır. Bu iniş çıkışlara 'gürültü' denir ve buna neden olan mekanizma Genetik Sürüklenme'dir.
Popülasyon, aynı türün bir arada bulunan bireylerinden oluşan topluluktur; popülasyonun büyüklüğü Genetik Sürüklenme gibi şansa dayalı mekanizmaların evrimsel etkisini belirler (küçük popülasyonlarda şansın etkisi daha büyüktür).
Bir şeyin şans veya tesadüf olması, onun determinist matematik yerine olasılık matematiği ile incelenmesi gerektiğini gösterir. Olasılık matematiği modern bilimin en güçlü ve önemli sahalarından birisidir ve evrimin daha olasılıkçı tarafları da deneysel olarak defalarca ispatlanmıştır ve son derece güvenilirdir.
Türlerin popülasyonları içinde bulunan çeşitlilik, çevreyle farklı biçimlerde etkileşecek; kimisi daha başarılı olacak kimisi daha başarısız. Buna bağlı olarak bazı bireyler daha kolay hayatta kalıp üreyecek, bazıları ise kolayca ölerek elenecektir. Belli başlı bireyleri avantajlı kılan özellikler ve o özelliklere neden olan genler üreme yoluyla gelecek nesillere daha çok aktarılacak ve bu genlerin popülasyon içindeki görülme sıklığı artacaktır. Bu süreç, çeşitliliğin seçilimi olarak evrimsel değişimler yaratır.
Mutasyonlar yeni varyasyonun nihai kaynağı olsa da, crossing-over, transpozonlar, yatay gen transferi, göç, epigenetik ve diğer mekanizmalar da çeşitlilik yaratır.
Crossing-over genelde mevcut varyasyonu karıştırır ve yeni kombinasyonlar yaratır; nadiren tamamen yeni gen dizileri oluşturur.
Genomlar transpozonların varlığına rağmen işlevlerini sürdürebilecek şekilde dayanıklıdır; aşırı kırılgan bir sistem seleksiyonda elenir.
Virüsler canlılık sınırında bir grup olarak görülür; kendi başlarına tam işlevli metabolik süreçleri yoktur ama konakta aktif hale gelirler.
Genler ayrıca yatay yolla, özellikle virüsler ve diğer mekanizmalar aracılığıyla farklı bireyler ve türler arasında da aktarılabilir.
Evrimde bazı süreçler deterministikken birçok mekanizma olasılıksaldır; şans faktörü önemli rol oynar ve olasılık matematiği ile incelenir.
Doğal seçilim güçlü bir mekanizma olsa da rastgele olaylar seçilimin etkilerini değiştirebilir; avantajlı bireyler de şans eseri elenebilir.
Genetik sürüklenme küçük popülasyonlarda çok güçlüdür ve soyu tükenmekte olan türlerin evrimsel kaderi üzerinde belirleyici olabilir.
Crossing-over (rekombinasyon), transpozonlar, yatay gen transferi/viral aracılı transfer, göç (gene flow) ve genetik sürüklenme gibi mekanizmeler sayılabilir.
Mayoz Profaz I'de homolog kromozomlar arasında gerçekleşen rastgele gen alışverişidir; yeni gen kombinasyonları oluşturarak varyasyonun karışmasını sağlar.
Çoğunlukla yeni gen üretmez; var olan genetik varyasyonu karıştırarak yeni kombinasyonlar oluşturur.
Genom içinde rastgele yer değiştirebilen gen parçalarıdır ve insan genomunun yaklaşık %50'si transpozon kökenli diziler içerir.
Virüsler bir konakta çoğalırken yanlışlıkla konak genlerini kendi parçalarına paketleyebilir ve başka bir konakta bunları yeni konağın genomuna aktarabilirler.
Farklı coğrafyalarda oluşmuş gen havuzlarını karıştırarak yeni kombinasyonlar oluşturur ve genetik çeşitliliği artırır; göçün engellenmesi bu çeşitlilik akışını keser.
Seçilimden bağımsız şansa dayalı allele frekans değişimleridir; küçük popülasyonlarda (ör. birkaç düzine birey) çok güçlü ve belirleyici olur.
Hayır; rastgele olaylar (şans) sayesinde en uygun bireyler de yanlış zamanda/yanlış yerde ölerek elenebilir, bu yüzden seçilim kusursuz değildir.
Evet; şansa dayalı süreçler olasılık matematiği ile modellenir ve deneysel olarak incelenip doğrulanabilir, tıpkı kuantum fiziğinde olduğu gibi.
Söz takipçisi
Evrimsel biyologlar, bugüne kadar onlarca farklı çeşitlilik yaratma mekanizması tespit etmişlerdir. Bu dersimizde, bunların ufak bir kısmını göreceğiz. Böylelikle her türde gördüğümüz envai çeşitliliğin diğer kaynaklarını da öğrenmiş olacağız.
Çünkü eğer ki bir popülasyon on binlerce bireyden oluşuyorsa, pozitif şans ile negatif şanssızlık etkileri genel olarak birbirini eleyecektir ve evrime asıl yön veren, seçilim ile çeşitlilik arasındaki etkileşim olacaktır. Bu arada, bu etkileşimden ilerleyen derslerde daha fazla bahsedeceğiz. Ancak elinizde sadece 10 bireyden oluşan bir popülasyon varsa, bu 10 bireyin tekil olarak başlarından geçenler ve şans ile şanssızlıkları, popülasyonun evrimsel gidişatına doğrudan etki edecektir.
Zaten daha önce de söylediğim gibi, evrim yasası kendi başına tesadüflere dayalı değildir; sadece bazı kısımları daha determinist, bazı kısımları daha olasılıkçıdır. İşin içine, detaylarını önümüzdeki derslerde göreceğimiz seçilim mekanizmaları girdiği anda, tesadüf etkisi de birdenbire ortadan kalkmakta veya önemsenmeyecek kadar azalmaktadır. Evrimde çeşitlilik konusunu toparlayacak olursak...
Doğanın bu kaotik, daha doğrusu öngörülemez miktardaki karmaşık değişiminin ilginç bir yan etkisi vardır: Bu sistem içerisinde, sonradan detaylarını göreceğimiz Doğal Seçilim’in öngördüğünün aksine, her zaman sadece avantajlılar hayatta kalıp üremezler. Bunun detaylarına bundan sonraki derslerde gireceğiz. Ancak doğadaki hiçbir sürecin kusursuz olmayışı, Doğal Seçilim gibi son derece net bir mekanizmadan bile sapmalara neden olabilmektedir.
Herkese merhaba. Bu dersimizde evrimin mutasyonlar haricindeki çeşitlilik mekanizmalarından söz edeceğiz. Mutasyonlar, genellikle çeşitliliğin nihai kaynağı olarak bilinirler.
İşte evrim olmaksızın, mitoz ile mayoz arasındaki benzerlikleri açıklamak mümkün olmazdı. Ancak bu evrimin detayları, ayrı bir dersimizin konusu. Crossing-over haricinde oldukça ilginç bir diğer çeşitlilik mekanizması daha vardır: Transpozonlar.
Seçilim olmayan mekanizmalar var, evrime neden olan genetik sürüklenme gibi. Bunlar gene diğer videolarımızda detaylıca konuşabileceğimiz konular. Şimdilik ayrı tutuyorum bunları.
İşte bu noktada karşımıza evrimin çeşitlilik mekanizmaları çıkmaktadır. Bugüne kadar onlarca çeşitlilik mekanizması tespit edilmiş olsa da, ben bu derslerde sadece birkaç tanesine değineceğim: Mutasyonlar, kromozom çaprazlanması (ya da crossing-over), transpozonlar, yatay gen transferi ve genetik sürüklenme. Mutasyonlara bir sonraki derste daha detaylı gireceğiz, ancak şimdi bazı diğer konuları ele alabilmek için çok basit bir giriş yaparak başlayalım:
Daha önemlisi, halk arasındaki yaygın hatalı algıların düzeltilmesi için önemli bir adım olacaktır. Bir sonraki dersimizde, diğer çeşitlilik mekanizmalarına bakmaya devam edeceğiz. O zamana kadar, hoşçakalın.
Bu az sayıdaki birey çok dar bir çeşitliliğe sahip oluyor. Bu dar çeşitliliği genişletebilmemiz için bireylerin birbirleriyle etkileşimini ve nasıl bir evrimsel patikada olduklarını anlamamız gerekiyor. Size bu derslerde bunu da öğreteceğim.
Sonra gen akışıyla ve non-random mating, yani rastgele olmayan çiftleşmeyle ilgileneceğiz.
Genetik sürüklenmenin detaylarına bakacağız ki bu evrim açısından en önemli mekanizmalardan bir tanesi.
OpenAI, Navier-Stokes Milenyum Problemi'ni Çözdü mü, Çaldı mı?
Özel Görelilik Ne Ayak?
Muhalefet Partileri Neden Kazan(a)mıyor?
Diğer Hayvanların da Evcil Hayvanı Olabilir mi?
Zaman Hakkında Ne Biliyoruz?
Yapay Zekada Durum Ne?