Biyoloji ve Genetik

Mikroevrimden Makroevrime: Evrimsel Sürecin Yapısı

En genel haliyle evrim, bir canlı popülasyonunun nesiller boyunca sahip olduğu kalıtsal özelliklerinin herhangi birinde görülen değişikliktir. Doğal seleksiyon, genetik sürüklenme, mutasyon vb. gibi durumlarla popülasyonlar; çevrelerinden, diğer organizmalarla etkileşimlerinden ve rastgele koşullardan etkilendikleri için evrimsel değişim yaşarlar. Evrim, çok farklı ölçeklerdeki değişiklikleri kapsar. Örneğin; böceklerin kanıtlarındaki gen frekansının değişiminin bir nesilden diğer nesile aktarılmasından, dinozor soyunun yok oluşu gibi apayrı ölçekteki değişiklikler, bizi farklı iki kavrama götürür: Mikroevrim ve Makroevrim.

Mikroevrim küçük ölçekte (tek bir popülasyon içinde) gerçekleşir. Makroevrim ise tek bir türün sınırlarını aşan bir ölçekle ifade edilir. Farklılıklarına rağmen, bu seviyelerin her ikisinde de evrim, evrimsel değişimin temel yerleşik mekanizmalarına dayanır: Mutasyon, Geçiş, Genetik Sürüklenme ve Doğal Seleksiyon. Mikroevrim ile makroevrimin ne olduğunu anlatmadan önce bu kavramlara kısaca göz atmamız gerekmekte.

Mutasyon: Biyolojik anlamda mutasyon, yaşamın kalıtsal materyali olan DNA’da görülen değişikliktir. Dolayısıyla DNA’da ortaya çıkan herhangi bir farklılık, yaşamın her alanında değişikliğe neden olabilir. Mutasyonlar rasgele oluşur ve organizmaya yararlı veya zararlı etkide bulunabilir ya da hiç etki etmeyebilir. Ayrıca tüm mutasyonlar evrim için önem arz etmez; çünkü genetik aktarımla ilişkilenmeyen mutasyonlar, yalnızca o organizmanın yaşam sürecinde etkindir. Yani somatik mutasyonlar adı verilen mutasyon türleri, gamet oluşturmayan hücrelerde meydana gelir ve bir sonraki nesile aktarılmaz. Mesela, cildimizde veya karaciğer dokumuzda meydana gelen değişiklikler, somatik mutasyonlara örnektir.

Geçiş: Bireylerin popülasyon içindeki hareketi olarak tanımlanır.

Genetik Sürüklenme: Bir popülasyonun gen frekansında nesilden nesile görülen rasgele değişikliklerdir. Bu yüzden, örnekleme hatasının evrimsel eşdeğeri olarak geçer. Yani bazı genotipler diğer genotiplere göre yüksek şansa sahip olduklarında, rasgele biçimde daha fazla çoğalır. Bu da gen frekanslarının zaman içinde sürüklenmesine yol açar. Genetik sürüklenmenin evrim üzerinde bazı önemli etkileri vardır:

  • Sürüklenme, popülasyonlardaki genetik varyasyonu küçültür. Bu sebeple, bir nüfusun içinde yeni oluşabilecek seçici baskın bir türe, o türün yanıt vermesindeki gelişme yeteneğini azaltır.
  • Genetik sürüklenme daha hızlı hareket eder ve daha küçük popülasyonlarda daha sert sonuçlara sahiptir. Bu etki, özellikle nadir ve nesli tükenmekte olan türlerde önemlidir.
  • Spekülasyona katkıda bulunabilir. Örneğin, küçük bir izole popülasyon, genetik sürüklenme yoluyla daha büyük popülasyondan ayrılabilir.

Doğal Seleksiyon: Bir popülasyonda farklı genotiplerin hayatta kalması veya çoğalmasıyla, nüfusun gen frekansında ortaya çıkan değişikliklerin gözlemlendiği süreçtir. Bazı durumlarda doğal seleksiyonu doğrudan gözlemleyebiliriz.

Mikroevrim ve Makroevrim Kavramlarına Bir Bakış

“Evrim, sadece küçük değişikliklerle yavaş yavaş mı gerçekleşir? Yoksa aniden gelen sert çevresel değişikliklerin yeni türlerin gelişmesine neden olması mümkün müdür? Ya da hem küçük hem de büyük değişiklikler olabilir mi?” gibi soruların yanıtlarını aramak, bizi mikroevrim ve makroevrim kavramlarına götürecektir.

Mikroevrim Nedir?

Mikroevrim, bir popülasyonun sadece gen frekansında görülen bir değişikliktir. Evrimsel değişikliklerin çoğu küçük ölçeklidir ve yeni bir türün yaratılmasına yol açmaz. Dolayısıyla mikroevrim, bir türün içinde bilinen değişikliklerle sonuçlanır. Bu ölçekteki evrim kısa süreler boyunca gözlemlenebilir; örneğin, bir nesil ile bir sonraki nesil arasında görülebilir. Mikroevrime varyasyon ya da uyarlama da denmekte; çünkü görülen değişiklikler dikey olarak değil yatay olarak gerçekleşmektedir. Bu durum, doğal seleksiyon yoluyla ya da bir hayvan yetiştiricisinin özel bir türü yetiştirmesi gibi yapay seleksiyon yoluyla da meydana gelebilir.

Orta Boy İspinoz kuşu

Mikroevrime Örnekler

Bu konuya ait en meşhur örnek, Dr. Peter ve Rosemary Grant tarafından verildi. Grant’lar, Galápagos Adaları’nda bulunan orta boy İspinoz kuşuna yönelik 40 yıldan fazla bir süre gözlem yaptılar. Bu kuşların pek çok nesli boyunca yaşamlarını incelediler ve tüm popülasyondaki vücut boyutlarını, gaga boyutlarını, ağırlıklarını ve diğer özelliklerini kaydettiler. 1977 yılına gelindiğinde büyük bir kuraklık, Grant’ların çalışmalarını yaptığı Daphne Major adasını vurdu. Bu yüzden adanın bitki örtüsünde bir değişiklik oluştu ve bu değişiklikten yer ispinozlarının besin kaynağı olan tohumlar etkilendi. Kuraklığı takip eden nesilde, beslendikleri tohumlardaki değişime yanıt olarak, yer ispinozlarının gaga büyüklüğünde bir artış olduğu bilim insanlarınca belgelenmiştir. Nesiller boyunca sahip olunan bu kalıtsal özellikteki nispeten görülen küçük bir değişiklik, 1977 kuraklığına mikroevrimsel bir tepkiyi temsil eder.

Farklı gaga yapılarıyla orta boy İspinoz kuşu

Bir başka örnekse, pestisit dirençli sivrisinekler olarak adlandırılan ve pestisitler tarafından öldürülemeyen sivrisineklerin evrimidir. Bunun sebebi, pestisitlerin yaygın kullanımının sonucu olarak rastgele bir mutasyon görülmesidir. Bu sivrisinekler bir sonraki yıl ürediğinde, pestisitlere dirençli özelliğe sahip daha fazla sivrisinek üretirler. Yakın zamanda da etrafımızda görülecek sivrisineklerin çoğu, pestisitlere karşı dirençli olacaktır.

Sivrisineklerin evrimi, bir mikroevrim örneğidir; çünkü aynı özelliğe sahip sivrisineklerin sayısı değişmiştir. Bununla birlikte, bu evrimsel değişiklik yeni bir sivrisinek türü yaratmadı. Çünkü pestisitlere dirençli sivrisinekler, hala pestisitlere dirençli olmayan diğer sivrisineklerle üreme şansına sahiptir. Görüldüğü gibi küçük yani mikroevrimsel adı verilen değişiklikler, grup içindeki mevcut genetik materyalin yeniden birikmesiyle meydana gelir. Gregor Mendel‘in (Avusturyalı Bilim İnsanı, 1822-1884) 1800’lerin ortalarında bezelye üzerine yaptığı ıslah çalışmalarıyla gözlemlediği gibi, genetik değişimin doğal sınırları vardır. Peki, bir organizmanın popülasyonu çok fazla değiştiğinde, makroevrimsel değişime mi neden olur?

Makroevrim Nedir?

Makroevrim, zaman içinde büyük evrimsel değişiklikleri yani daha önce var olan; ancak farklı ata türlerinden meydana gelen yeni organizma türlerinin kökenini ifade eder. Buna örnek olarak omurgasız bir hayvandan oluşan balıklar veya bir kara memelisinden oluşan balinalar verilebilir. Başka bir deyişle makroevrim, uzun zaman ölçeklerinde meydana gelen ve bir popülasyonun kalıtsal özelliklerinde büyük değişikliklere neden olan genetik farklılaşmadır. Makroevrim, popülasyonu benzersiz bir taksonomik grup veya tür olarak kabul edecek kadar büyük değişiklikleri ifade eder. Bazen de yeni bir türün ortaya çıkışı olarak gösterilir.

Bu yeni türün oluşumu, mikroevrimin uzun bir süre boyunca tekrar tekrar meydana gelmesiyle görülebilir. Ya da volkanik patlama, deprem veya Dünya’ya çarpan bir asteroit gibi büyük bir çevresel değişimin sonucu olabilir. Çünkü oluşacak doğal seleksiyon, bir türün özelliklerinde büyük değişikliklere yol açacaktır.

Mikroevrimi anlatırken verdiğimiz meşhur örneği burada kullanarak makroevrimi örneklendireyim. Orta yer ispinoz, Galápagos Adaları’ndaki tek ispinoz türü değildir. Geospiza cinsi, hepsi sadece Galápagos Adaları’nda bulunan dokuz tür içerir. Yaklaşık 2 milyon yıl önce bu türlerin atası, Güney Amerika’dan Galápagos Adaları’na göç etti.

Kuşlar, o zamandan şimdiye kadar Galápagos Adaları boyunca da yer değiştirdiler ve nesiller boyunca ayrı mikroevrimsel değişiklikler yaşadılar. Sonunda bu küçük farklılıklar, ayrı popülasyonlardaki bireylerin genetik olarak farklı oldukları, artık birbirleriyle iç içe olmadığı ve habitatta farklı ekolojik rolleri yerine getirdikleri (örneğin, bazıları tohumlarla beslenirken, diğerleri böceklerle beslenir) noktaya kadar birikti. Dolayısıyla şu an onları ayrık türler olarak görüyoruz.

Makroevrim Felsefesi

Makroevrim teorisinin felsefi çalışmaları üzerine bir soru, makroevrim ve mikroevrimin nasıl ilişkili olduğudur. Bir kısım bilim insanları makroevrimi, mikroevrimsel süreçle ilişkilendirirken; diğerleri ise hayat ağacındaki büyük değişikliklerin -örneğin dinozor soyunun yok olması gibi- çok zaman önceden oluştuğunu ve böylece mikroevrimsel süreçten ayrı olarak meydana geldiğini öne sürer.

İlişkiyi savunan evrimcilere göre; küçük – yatay mikroevrimsel değişiklikler (gözlemlenen), büyük – dikey makroevrimsel değişikliklere (asla gözlenmeyen) yol açar. Bu felsefi inanç sıçraması, evrim düşüncesinin temelinde yatar. Modern sentezle yakından ilişkili olan bakış açısı, makroevrimsel modellerin mikroevrimsel süreçler açısından tamamen açıklanabilir olduğunu belirtir. Bu görüşe göre makroevrim, birbirini izleyen mikroevrim dönüşümlerinden başka bir şey değildir. 

Öte yandan, 1980 yılında dünyanın önde gelen evrim teorisyenlerinden olan yaklaşık yüz elli kişi, “Makroevrim” başlıklı bir konferans için Chicago Üniversitesi’nde bir araya geldi. Amaçları, türlerin kökeninin altında yatan mekanizmaları inceleyerek, mikroevrimin temel olgularının makroevrimin olgularını açıklamak için tahmin edilip edilemeyeceği sorusuna yanıt bulmaktı. Konferans sonucuna göre çıkan sonuç hayırı işaret etmişti. Bu nedenle bilimsel gözlemler, her türün kendi içinde ayrı ayrı varyansyonlar gösterdiğini söyler ve makroevrimin gerçekleşmesinin beklendiği ilkesini destekleyemediğini belirtir.

Fosil kayıtları, makroevrimsel kalıplarla ilgili deneysel kanıtların başlıca kaynağıdır ve bu nedenle makroevrim teorisi, paleontoloji (fosilbilim) ile yakından ilişkilidir. Bu sebepledir ki, makroevrim teorisinin kendi sorularına ek olarak ayrıca, paleontologların süreçten örüntüyü nasıl çıkardıkları ve fosil verilerindeki önyargıları nasıl düzelttikleri hakkında oluşan epistemolojik sorular da vardır. Dahası, makroevrim ve mikroevrim arasındaki ayrım, bazen fosil kayıtlarına odaklanan paleontoloji ile gözlemlenebilir ve mevcut popülasyonlara odaklanan neonatoloji (yeni doğan) arasındaki ayrımı yansıtır. Bu nedenle, makroevrim ve mikroevrim arasındaki ilişkiyle ilgili metafiziksel soruları, farklı kanıt temellerinden ne tür şeylerin çıkarılabileceğiyle ilgilenen epistemolojik sorulardan ayırmak bazen zordur. Not: Daha ileri okuma yapmak için lütfen tıklayınız.

Özetle; Genel kabul görüşe göre mikroevrim ve makroevrimin oluşmasının farklı süreçler olmadığını belirtmek önemlidir. Her ikisi de nesiller boyunca bir popülasyondaki genetik değişikliklerle ilgilidir; tek fark, ikisinin çalıştığı zaman ölçeğidir. Mikroevrim, organizmaların zamanla küçük şekillerde değiştiği süreçtir. Makroevrim ise, uzun bir süre boyunca görülen mikroevrimsel değişikliklerin, bir popülasyonun diğer popülasyonlardan benzersiz olacağı ve ayrı bir tür olarak kabul edileceği noktaya kadar geçen zamanı ifade eder.

Kaynakça:

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.