Modern Evrim Teorisi

Hepimiz hayatımızın bir noktasında evrim tartışmalarıyla karşılaşmışızdır. Evrim nedir? Evrim var mı? Evrime inanır mısın? Ben bu sorulara her zaman evet demişimdir. Peki daha önce “Modern Evrim Teorisi”ni duydunuz mu? İşte bu yazıda size, neden “evet” dediğimi kısaca açıklayacağım.

Modern evrim teorisi bizlere, Darwin’in evrim teorisi ile Mendel kalıtımının uyuştuğunu gösterir. Moleküler biyoloji ve popülasyon genetiği alt bilim dalları bu alanda birlikte çalışmalar yapmaktadır. Bu yazıda evrimi popülasyon genetiği kapsamında ele alacağım. Bu yüzden öncelikle bilmeniz gereken birkaç terimi tanımlamakla başlayalım.

Popülasyon

Popülasyon, kendi aralarında üreme yeteneğine sahip bireylerin, yani türlerin, belirli bir coğrafi bölgede oluşturduğu topluluklardır.

Alel

Bir genin anneden ve babadan gelen kopyalarından birine alel denir.

Gen Havuzu

Bir popülasyonu oluşturan bireylerin tümünün sahip olduğu genlerin toplamıdır. Farklı nesillerin gen havuzları farklılık gösterebilir. Alel frekansı, bir popülasyondaki belirli bir alelin gen havuzundaki toplama olan oranıdır.

Evrime ve evrimi etkileyen faktörlere girmeden önce evrim geçirmediği varsayılan popülasyonlara kısaca değinelim. Bir genin baskın alelini “A” çekinik alelini “a” ile gösterelim. Hardy-Weinberg kanununa göre baskın alelin (A) frekansı “p”, çekinik alelin (a) frekansı “q” ile gösterilir ve bu iki alelin frekansı toplamı 1 e eşittir. Yani p+q=1 olur.  Eğer alel frekansları nesiller boyu değişmezse söz konusu popülasyon kararlı bir popülasyondur. Ve Hardy-Weinberg kanununa göre kararlı yani dengeli popülasyonun sahip olması gereken özellikler şunlardır:

1. Çiftleşme ve döllenme olayları rastgeledir.
2. Popülasyon yeterince büyüktür.
3. Başka bir popülasyondan göç yoktur.
4. Mutasyonlar ve kromozomal değişimler meydana gelmez veya bir genin yararına veya zararına değişim olmaz.

Tüm bunlar göz önüne alındığında dengeli bir popülasyon evrim geçirmez. Fakat dengeli bir popülasyonun varlığı mümkün değildir ve sadece teorik hesaplamalarda kullanılır.

1. Evrim

Yukarıda saydığımız, dengeli bir popülasyonun sahip olması gereken özelliklerden sadece birinin bile gerçekleşmemesi durumunda denge bozulur. Alel frekanslarının değişmesiyle genetik yapı değişir ve popülasyon evrim geçirir. Sonuç olarak uzun vadede biriken bu değişimler sonucu yeni türler ortaya çıkar.

Evrim, bir popülasyonun gen havuzundaki alel frekanslarının nesiller arasında değişime uğramasıdır. Evrim denilince aklımıza gelen fiziksel değişimlerin oluşabilmesi için öncelikle alel frekanslarının değişmesi gerekmektedir.

Evrimi etkileyen faktörler

1. Mutasyonlar
2. Genetik sürüklenme
3. Gen akışı (Göç)
4. Doğal seçilim
5. Yapay seçilim

Mutasyonlar

Canlıların kalıtım materyalinde meydana gelen değişimlerdir. Gen mutasyonları sonucu alellerden biri diğerine dönüşür ve bu olay türlerin değişiminde belirli ölçüde yer tutar. Mutasyonalar her ne kadar yeni alellerin oluşmasını sağlasa da Alel frekansının değişmesinde yani evrimde tek başına zayıf bir güçtür. Fakat çeşitliliğin kaynağıdır. Birazdan açıklayacağım diğer faktörler ile desteklenmelidir.

Genetik sürüklenme

Bir popülasyondaki herhangi bir özelliğe ait alel frekansının şans unsurlarına bağlı olarak değişmesine genetik sürüklenme denir. Dengeli bir popülasyonun sahip olması gereken özelliklerden birinin popülasyonun büyük olması olduğunu söylemiştim. Küçük popülasyonlarda şans faktörü büyük popülasyonlara göre daha etkilidir.

Mesela 10 kişinin bulunduğu bir ada olduğunu düşünelim. Bu 10 kişiden beşinin kahverengi gözlü bireyler olduğunu ve diğer beşinin de mavi gözlü bireyler olduğunu varsayalım. Mavi göz geninin frekansı da 0,6 olsun. Bir afet sonucu ada halkının %50 si ölsün ve ölenlerin hepsi kahverengi gözlü olsun. Bu durumda kalan beş kişi mavi gözlü olur ve Alelin frekansı 0,6 dan 1 e yükselir. Ancak popülasyonun 10 değil de 1000 kişi olduğunu varsayarsak ölen %50 lik kısmın tamamının kahverengi gözlü olma olasılığı oldukça düşüktür. Popülasyon büyüklüğü bu nedenle önemli bir etmendir. Popülasyondaki birey sayısı ne kadar artarsa alel frekansları o kadar kararlıdır ve bu nedenle evrim yavaşlar.

Gen akışı (Göç) 

Burada bahsedeceğimiz göç bir organizmanın göçünden ziyade bir genin popülasyonlar arasındaki hareketidir. Göç eden unsur bir canlı değil, gendir.

Bir popülasyona dışarıdan katılan bireyler yeni genleri de beraberinde getirirler. Popülasyonun gen havuzuna katılan bu yeni genler nedeniyle alel frekansları değişir. Böylelikle göçler sonucu denge bozulur ve bu durum evrime yol açar.

Doğal seçilim

Bireyler arasındaki hayatta kalma ve üreme olasılıklarının fiziksel özelliklere bağlı olarak değişiklik göstermesidir.

Doğal seçilim için sizi Galapagos adalarına götürüyorum. Bu adada yaşayan kuşlar yakalanıp işaretlenmiş ve tekrardan doğal yaşam alanlarına salınmışlardır. 1977 yılında bir kuraklık yaşanmıştır ve kuraklık sonucunda küçük kuşların öldüğü gözlemlenmiştir. 1200 ispinozdan sadece 180 tanesi hayatta kalmayı başarmıştır ve bu hayatta kalanlar iri ve uzun gagalı ispinozlardır. 1982 yılında ikinci bir kuraklık meydana gelmiş ve aynı sonuçlar doğmuştur. Kuraklıklar arası dönemde ispinozların gagaları sivirliğini biraz kaybetmiştir. Bu durum doğal seçilim yoluyla adaptasyona küçük bir örnektir.

Charles Darwin’e göre doğal seçilimle evrimleşmenin ilkeleri şu şekildedir:

1. Türlerin bireyleri arasında fenotipik farklılıklar vardır.
2. Bu farklılıkların çoğu bir nesilden diğerine aktarılır.
3. Organizmalar hayatta kalabileceklerden daha fazla yavru dünyaya getirirler
4. Bu yavrular hayatta kalabilmek için savaşmalıdırlar. Güçlü olan yavru hayatta kalır ve ortama uyum sağlamasına yardımcı olan özellikleri yavru nesillere aktarır.

Yapay seçilim

İnsan eliyle istenilen özelliklerdeki canlının eldesidir. Buna köpeklerin zaman içerisindeki değişimlerini örnek verebiliriz. Yapay seçilimi açıklayabilmek için köpeklerin evrimini kısaca özetlersek: insanlar yerleşik hayata geçtikten sonra bazı uysal kurtlar insanların kamplarına yaklaşıp kamptaki yiyeceklerle beslenmişlerdir. İnsanlar da bu uysal kurtların kamplarda barınmasına izin vermişlerdir. Vahşi kurtlar ise kamplardan uzak yaşamaya devam etmişlerdir. Böylece ilk olarak doğal seçilim yoluyla kurtlar iki dala ayrılmıştır. Kamp içerisinde yaşayan uysal kurtlar burada üremeye devam etmişlerdir. İnsanlar oluşan yavruları büyüklükleri ve renkleri gibi özelliklerine göre seçmiş ve üremelerine izin vermişlerdir. Diğer yavruları beslemeyip üremelerini engellemişlerdir. Bu şekilde zaman içerisinde yapay seçilim yoluyla çeşitli köpek ırkları ortaya çıkmıştır.

Popülasyon genetiği türlerin nereden geldiğini açıklamaya çalışırken nereye gittiği üzerine de çalışmalar yapar. Elbette bu çalışmalar, çevremizde karşılaştığımız “maymundan mı geldik?” tartışmalarını pek etkilemeyecek gibi.

Kaynakça

Reznick, D. N., & Ricklefs, R. E. (2009). Darwin’s bridge between microevolution and macroevolution. Nature, 457(7231), 837-842.

Kuru, M. 2005; Genetik (Örnek Problemlerle), Palme Yayıncılık, Ankara

Genetik Kavramlar, Michael R. Cummings, Palme Yayıncılık, Çeviri: Prof. Dr. Cihan Öner

Darwin ve Evrim Teorisi, Marc Giraud, Alfa yayınları, 1.basım, çeviri: Özgü Berksoy