Home � Bilim

Evrimde yanlış anlaşılan hız problemi

 

   Evrim nasıl hem bu kadar yavaş hem de bu kadar hızlı olabilir?

 

   HIZ. Evrimle ilgili bazılarımızın algılamakta zorlandığı, bazılarının da sanki evrime karşı bir kozmuş gibi kullanmaya bayıldığı bir konudur bu. Evrim sürecinde nokta mutasyonların nasıl bu kadar hızlı değişiklik yarattığı, diğer yandan da evrimde yeni bir türün oluşumunun buna aksi bir şekilde neden çok uzun zaman aldığı konusu kafa karışıklığı yaratabilir. Bu yazı, bu konuyla ilgili biraz zihin egzersizi olur diye umuyorum.


 

 

   Öncelikle, canlıların evrimleşme hızlarının birbirinden çok farklı olduğunu bilmemiz gerekiyor. Bir kafesin içine bir grup fare koyduğunuzu hayal edin. Özgürce kafesin içinde yaşayıp üremelerine izin verin. 5 yıl sonra bakıldığında kafeste fare görürsünüz. 5 yıllık bir zaman dilimi onlarda gözle görülür bir değişiklik yapmaz, hele hele yeni bir türe evrilmeleri (yani türleşmenin gerçekleşmesi) hiç olası değildir. Kafese 100 yıl sonra baksanız bile göreceğiniz şey olasılıkla yine fare olacaktır. Yüzlerce yıl sonra bakarsanız belki diğerlerinden farklı olan 15 canlı görürsünüz; ama bu gördükleriniz yine fare olacaktır. Bazı canlıların evrim hızları 100 milyonlarca yıldır, atalarına oldukça benzer bir şekilde günümüze kadar taşınmışlardır (Örneğin timsahlar, hamamböcekleri ve köpekbalıkları).

 

  Bu canlılar,

- kendi besin zincirlerinin en üst basamağında olduklarından,

- son birkaç milyon yıldaki sabit çevre koşullarından ötürü çevresel bir baskı hissetmediklerinden,

- son birkaç milyon yılda avlanma konusunda yeterince ve ayrıntılı yöntemler geliştirdiklerinden,

- cinsel seçilim konusunda bir etki yaşamadıklarından (veya çok az yaşadıklarından)

 

  vb. faktörlerden dolayı göreceli olarak az değişmişlerdir. Bu ne evrime karşı bir kanıt olarak gösterilebilir, ne de evrimi zor durumda bırakacak bir durumdur. Tam tersine, evrimsel kuramların bilimsel gücünü ortaya koyacak niteliktedir. Özetle canlıların türleşme ve farklılaşma hızlarını arttıran faktörler, evrim hızını etkiler. Ancak her canlı, yavaş veya hızlı, bir şekilde evrim geçirir, geçirmektedir. Kısaca hiç değişmeyen canlı YOKTUR. Örneğin hiç değişmediği iddia edilen hamamböcekleri, farklı şekil ve boyuttaki 4000 türe ayrılmıştır. 

 

   Evrim teorisi, canlıların morfolojik olarak evrilmek zorunda olduğunu söylemez. Hatta değişmeyen, kararlı bir ortamda sabitleyici seçilim (ing. stabilizing selection), canlıyı olabildiğince değişmemiş halde tutmaya çalışacaktır. Bununla birlikte, doğrudan gözle göremeyeceğimiz çok farklı şekillerde de evrilebilirler. Örneğin, atnalı yengecinin bağışıklık sistemi, milyonlarca yıl önceki halinden oldukça farklıdır. Her genetik değişikliğin morfolojik değişiklik yaratmasını beklemek, bilgi eksikliğinden kaynaklanır. Ayrıca türleşme (makroevrim) ile bir canlı türünün kendi içerisinde geçirdiği evrim anlamına gelen mikroevrim kavramları da ayırt edilmelidir. (Makroevrim, çeşitliliğin yeni bir türün oluşmasına yetecek kadar birikerek artması; yani bir hayvan popülasyonunun tamamının, yeterli genetik çeşitliliği aşamalı olarak biriktirip farklı bir türe dönüşmesi anlamına gelir. Aşağıdaki videoda ve şu yazıda daha ayrıntılı olarak anlatılıyor.)


   


   

   Çok değişken bir kıstas da olsa yaklaşık 1000 nesil, pek çok canlıda türleşmenin gerçekleşmesi için yeterli bir süredir. Ama 1000 nesil, her canlı için çok farklı bir süreyi kapsar. Ortalama insan ömrüne 70 yıl dersek, 1000 nesil, 70.000 yıl demektir. Ortalama ömür, bir bakteri için yaklaşık 20 dakika olabilirken, doğadaki bir aslan için 14, timsah için 50, kaplumbağa için 100 yıl olabilir. Bunları da aynı şekilde nesil sayısına döktüğümüzde aradaki farklar ortaya çıkar. Dolayısıyla ortalama ömrü kısa olan canlıların, daha az sürede daha çok nesil ortaya çıkaracağını anlayabiliriz. Evrimin gerçekleşmesi için yeterince zamanın geçmediğini düşünenlerin, Dünya'nın yaklaşık 4,5 milyar yıl yaşında olduğunu hatırlaması faydalı olacaktır.


    Ancak makroevrim, çoğu zaman olağanüstü yavaş bir süreçtir. İki fare çiftleştiği zaman yavruları fare olur. O yavrular da birbirleriyle çiftleşir ve bu böylece sürer gider. Nokta mutasyonlar kısa zaman dilimlerinde bu gerçeği çarpıcı şekilde değiştirmez. Yani makroevrim olmaz. Bunun olması için, çok güçlü bir zorlayıcı etkinin çok uzun bir süre boyunca ortamda bulunması gerekir. Yeterli zaman tanındığı takdirde temel evrimsel mekanizmalar, büyük evrimsel değişimler yaratabilirler. Bu süreçte önemli rol oynayan mekanizmalardan birisi de crossing-over'dır, bu konuyla ilgili detaylı bilgi içeren şu yazıyı okumanızı öneriyorum. Buradaki önemli bir diğer nokta da mutasyonların yürülükteki tek evrim mekanizması OLMADIĞIDIR. Konuyla ilgili şu yazının okunması da faydalı olur.


    Diğer yandan, evrimin yeni bir tür oluşumu için olağanüstü hızlı gerçekleşebildiğini de biliyoruz. Buna en güncel örneklerden birisi, Lenski ve ekibinin yapmış olduğu Lenski deneyidir. 1988 yılında başlayıp 22 sene süren deneyde E. coli bakterileri kullanıldı. Deneyin sonucunda bir türün, daha önce hiç sahip olmadığı ve hiç de küçük önemi olmayan, devasa bir değişimi başarabildiği gösterilmiştir. Deneyin başlangıcında, pek çok özellik 12 farklı E. coli kolonisi tarafından paylaşılmaktaydı, çünkü aynı popülasyona aitlerdi. İlk yıllarda, her bir popülasyonun ortalama başarısı hızla arttı, ancak 20.000. nesilden sonra bu artış yavaşladı. Ata türe kıyasla hepsi daha büyük hücre hacimlerine ulaştılar ve popülasyondaki bireylerin yoğunluğu azaldı. Ayrıca her bir koloni, glukoz kullanma konusunda atalarına göre çok daha başarılı hale geldi. Bunlar gerçekleşiyordu, çünkü gerçekte, doğal ortamlarında E. coli bakterileri bolca yiyecek bulabilmekte ve özgürce yayılabilmektedir. Ancak kısıtlı besin ortamında ve alanda, bunlar olamaz ve farklı yönde evrimsel süreçler başlar. 2008 yılında ise 33.127. nesilde daha da farklı bir adaptasyon gelişti. Doğadaki E. coli bakterileri, sitrat molekülünü hücre içine bile alamazken; deney sürecinde daha önce hiç sahip olmadıkları bir özellik olarak sitrat moleküllerini hücre içerisine alıp sindirerek enerji üretmeyi başaracak şekilde evrildiler. Deneyi anlatan daha kapsamlı bir yazı için tıklayın.

 

   Cennetin Ejderhaları’nda Carl Sagan bu durumu şöyle açıklamıştır:


“Evrimsel veya genetik değişimin zaman skalası çok uzundur. Bir türden başka bir türün ortaya çıkma periyodu kabaca belki de yüzbinlerce yıl alır, ve genellikle de oluşan davranışsal değişiklikler çok da büyük görünmez, örneğin aslanla kaplanlar arasındaki fark gibi. İnsan uzuvlarındaki yakın zamanlı evrime bir örnek, ayak parmaklarımızdır. Başparmak yürürken denge kurmamızda önemli ölçüde etkilidir, diğer parmaklarsa daha az öneme sahiptir.Bunlar açıkça, arboreal maymunların, yakalamaya ve sallanmaya yarayan parmaksı uzuvlarına benzeyen yapılardan evrilmiştir. Bu tür bir evrim, bir organ sisteminin bir amaçtan oldukça farklı başka bir amaca yeniden özelleşmesidir ve yaklaşık 10 milyon yıl gerektirir.”


    Özetle, halihazırda var olan bir yapıda bile bu ufak değişimlerin gerçekleşmesinin 100 bin veya 10 milyon yıl gerektiriyor olması bize şunu gösterir: Bir canlının başka bir canlı türüne dönüşmesi (yani makroevrim) çok daha uzun zaman alacaktır. Buna bir örnek de memelilerin gelişimidir. 65 milyon yıl önce dinozorların bir anda yok olduğunu biliyoruz. Buna sebep olarak gösterilen teorilerden bir tanesi asteroid çarpmasıdır. O gün dinozorlar için kötü, memeliler içinse güzel bir günmüş. Dinozorların, yani o dönemde yaşayan en önemli yırtıcıların ortadan kalkmasıyla memeliler gelişmeye ve çeşitlenmeye başlamıştır.


 

Resim: Didelphodon

 

   65 milyon yıl önce memeliler şimdi olduklarından çok daha basitti. O zamanın memelilerine en iyi örneklerden birisi Didelphodon denilen, günümüz Amerikan keseli sıçanına benzeyen, 4 ayaklı ufak bir canlıdır. Evrim teorisine göre, geçtiğimiz 65 milyon yıl içinde, bugün gördüğümüz türlerin (4000'den fazla) hepsi Didelphodon’a benzeyen ufak 4 ayaklı canlılardan türemiştir. Rastgele mutasyonlar ve doğal seleksiyon yoluyla evrim, bu mütevazi başlangıç noktasından başlayan memeli toplumunda olağanüstü çeşitlilikte türler meydana getirmiştir. Birkaç gram ağırlığındaki  bir yarasadan 30 metre uzunluğundaki bir balinaya kadar geniş bir spektrumda çeşitlilik olmuştur.


   Carl Sagan’ın söylediklerini ele alalım. 65 milyon yılda, 650 tane 100 bin yıllık periyod vardır. Bu da evrimsel saatin tik-taklarında  650 atım demektir. Nesli tükenmiş olan bir keseli fareden başlayarak 650 aşamada fil gibi bir hayvana gelmeye çalıştığınızı düşünün. Filin beyni neredeyse 100 kat daha büyüktür, beyin birbirine bağlı yüzlerce nöron içerir, filin hortumu keseli fare benzeri canlıdan 100 kat uzundur, 140 bin kas içerir..vb örnekler çoğaltılabilir. Birçok insan için böylesi bir hızı ve çeşitliliği hayal etmek zordur, bu yüzden de evrimin nasıl işlediğini anlamak için, önce bu kavramları algılamak gerekiyor. 


   Bir canlı, mevcut yaşam koşulları değiştiğinde (ki bunlar iklimsel ve coğrafi baskılar, eşeysel seçilim baskıları, beslenme özellikleri, mevcut avcı popülasyonları vb. faktörleri içerir) hayatta kalma savaşını verirken, bazen tek bir gende meydana gelen bir mutasyonla eski haline göre anormal görünen ama aslında değişen koşullara daha uyumlu olmasını sağlayan özellikler geliştirir. (Örnek: Beslenme sıkıntısı olan bir ortamda daha uzun boyunlu bir zürafa yavrusunun doğması.) Mutasyonla meydana gelen değişiklik, türün yaşam koşullarını kolaylaştırmışsa, bu yeni bireylerin hayatta kalmave üreme şansı daha yüksek olacağı için, zaman içinde popülasyonda mutasyona uğramış olan nesillerin sayısı artar. İşte doğal seçilim budur. Doğal seçilim çok basit olsa da garip bir şekilde zor anlaşılan bir kavram. Bununla ilgili bilgilendirici bir video aşağıda:

 


 

 

İnsan beyninin evrimi...


   Hız problemine bir örnek daha. Mevcut fosil kayıtları insanların, Homo erectus türünden evrildiğine işaret ediyor. H. erectus, 2 milyon yıl önce ortaya çıkmış bir hominan türüdür. Onun kafatasına bakarak beyninin 800-900 cc olduğunu biliyoruz. Modern insanın beyniyse 1500 cc. Başka bir deyişle, 2 milyon yılda H.erectus’un beyin hacmi 2 katına çıkarak modern insan beynine dönüşmüş oluyor. Bizim beyinlerimiz şu anda 100 milyardan fazla nöron içermektedir, dolayısıyla evrim, 2 milyon yılda H.erectus beynine 50 milyar nöron eklemiştir. İnsanın evrimiyle ilgili daha detaylı bilgi için tıklayın

 

   *Güncelleme (Mart 2015) __>> Beynimizin evrimsel süreçte büyümesinde rol oynayan bir gen bulundu 

 


 


   

 

 

Fare beyni bize ne söyleyebilir?


  2002 yılında yapılan ilginç bir deneyde bilim insanları, tek bir fare genini modifiye ederek, beyni mevcut fare beyninden %50 daha büyük olan fare üretmeyi başardılar. Bu deney göstermektedir ki, nokta mutasyonlar beyin hacminde bariz değişikliklere sebep olabilir. Büyük beyinli farelerin daha zeki olup olmadıkları bilinmiyor ama bu mutasyonun arkasından gelecek olan nöron bağlantılarını ve yaratacağı değişimi hayal etmek zor değil. Bir başka ilginç deneyde araştırmacılar, tek bir gendeki amino asitte minimal değişiklikler kaydetti. Bu gen insanlarda konuşma işlemi üzerinde ciddi etkisi olan bir gendir.


 

Resim: Mutasyon geçirmiş fare iskeleti

 

 

   

 


 


Add comment




  Country flag
biuquote
  • Comment
  • Preview
Loading