Saturday, June 25, 2011

Hepimiz koca bebekler miyiz yoksa?

Neoteni üstünde düşünmeye devam edelim. Acaba neoteni ilginç bir biyolojik süreçten daha fazlası olabilir mi? Homo sapiens'in tarihinde önemli bir yere sahip olabilir mi mesela?

Ünlü biyolog ve evrim kuramı uzman Stephen Jay Gould öyle olduğunu düşünüyordu. “A BIOLOGICAL HOMAGE TO MICKEY MOUSE” isimli makalesinde evrimsel açıdan en yakın akrabalarımızdan nispeten süratle (evrimsel zaman ölçeğinde süratli) ayrılmamızın sebeplerinden birisinin de neoteni olabileceğini öne sürmüştü. Basitçe, yetişkin insan fizyolojisinin bebek şempanzelere ne kadar benzediğine bakmak bile (eksiksiz olmasa da) bir ipucu veriyor olabilirdi. Şempanzelerle olan ortak atadan iki ayrı tür olarak ayrılmamızın araçlarından birisi kimi bireylerin erken erginleşmesi, cinsel olgunluğa kimi juvenile özellikleri taşıması ve bu özelliklerin kalıcı hale gelmesiyle türleşmeye katkıda bulunması olmuş olabilir. Aslında bu şekilde anlatmak iyi bir evrimsel sunum değil ama daha kolay:

Bir ortak atadan iki yavru dünyaya gelsin (şimdilik embriyon gelişiminin süreçteki rolünü yok saydım. Farz edelim ki yumurta döllenir döllenmez doğum gerçekleşiyor. Elbette gerçek böyle değil ama sırf anlatımı kolaylaştırmak için katlanabiliriz). Bu iki yavrudan birisi normal gelişimini sürdürsün. Cinsel olgunluğa da normal sürede ulaşsın. Öteki yavru ise bedensel olarak normal hızda gelişirken cinsel olgunluğa daha erken ulaşsın. Öyle ki büyümesi durduğunda kimi yavruluk özellikleri (ufak çene, daha düz omurga, basık surat, küçük el ve ayaklar, dar ve çıkık olmayan alın, göreceli olarak daha büyük bir kafa) yetişkinliğe taşınmış olsun. Bunun tam tersi de olabilir. Cinsel gelişimini normal hızda sürdürürken bedensel gelişimi yavaşlasın ve normal yaşında cinsel olgunluğa eriştiğinde hala kimi yavruluk özelliklerini taşımaya devam etsin. İşte bu sürece ön ayak olan genler, eğer hayatta kalma ve gelecek nesillere gen aktarma konusunda ufacık da olsa bir fayda sağlıyor, hiç olmadı bir dezavantaja yol açmıyorsa bu yavrunun yavrularına aktarılacak ve zamanla nüfus içerisinde yaygınlaşacaklar. Eğer neotenik (böyle bir kelime yok sanki. Ben icat ettim. İngilizce neotenous yerine) bireyler çiftleşmek için diğer neotenik bireyleri tercih ederlerse zamanla (hele bir de göç ya da bir doğal afet sonucu iki grubun arasına aşılması zor bir fiziksel bariyer girerse) türleşme gerçekleşebilir.

Peki insan ve primat akrabalarını karşılaştırınca türlerin ayrışması sırasında neoteni'nin bir rol oynadığına işaret eden bulgular var mı?

Hiçbirisi su götürmez kanıtlar olmasa da kimi ipuçları var.

Hepimiz meşhur embriyon karşılaştırma resimlerini görmüşüzdür. Başka yerde ortaokul ve lise biyoloji derslerini tamamen unutmamış olanlar hatırlayacaklardır. Şöyle bir şey:





Tüm canlıların ortak bir atadan türleşerek ayrıldığına verilen en güzel kanıtlardan birisi karşılaştırmalı embriyoloji'nin harikalarıdır. Tüm omurgalılar birbirine çok benzeyen embriyonlar olarak hayata başlarlar ancak doğumdan önce zamanla farklılaşan süreçlerden geçerler. Mesela yukarıdaki resimde, tüm embriyonlar ilk aşamada solungaç yuvalarına sahipler. Balıklarda bu yuvalar gerçekten solungaca dönüşürken, mesela insan embriyosunun gelişim sırasında yok oluyorlar. Evrim sürecini embriyolojiyi anlamadan anlamak neredeyse imkansız. Türlerin birbirinden farklılaşmasının en temel ve en güçlü mekanizmalarından birisi embriyon gelişim sırasında protein sentezini etkileyen genler. Richard Dawkins'in sık sık vermeyi sevdiği yemek tarifi örneğini çalalım. Bir canlının gelişiminde genlerin oynadığı rol bir binanın mimari planından ziyade bir yemek tarifine benzer. Genler birbiri ardına sentezlenecek proteinleri belirleyerek, gelişim sırasında birbirleriyle zaman zaman rekabetçi, zaman zaman işbirlikçi bir dans ederek yetişkin canlıyı “pişrirler”. Bunun neoteni ile alakası ise şöyle açıklanabilir. Bildiğimiz gibi bir anda canlının görüntü ve yapısını dramatik şekilde değiştirecek ve buna rağmen hayatta kalma ve üreme şansını arttıracak büyük mutasyonlar yoktur ya da ihmal edilecek kadar nadirdir. Çünkü büyük değişimler embriyon gelişiminde köklü değişiklikler gerektirir. Örneğin insanın kanat çıkartması, ya da akciğerlerini tekrar hava keselerine dönüşmesi için hemen hemen tüm embriyon süreci boyunca protein sentezinde değişiklikler olması gerekir. Bu da aynı anda çok fazla genin, çok fazla sayıda mutasyona uğraması ve hepsinin birden de istenen (kanat çıkartma) yönünde olması demektir ki mega mutasyonları imkansız (imkansıza yakın) kılan olasılık problemi budur. Dolayısıyla sadece tek bir dev mutasyonla kanatlı bir insan ortaya çıkması ihtimali o kadar düşüktür ki hesap etmeye bile değmez. Bu mega mutasyonların olanaksızlığı kuralının yanından geçen bir süreç neoteni. Gelişme sürecini kontrol eden hormonların sentezini etkileyerek nispeten küçük (ve dolayısıyla olası) bir mutasyonla çok farklı bir yetişkin canlı ortaya çıkmasına yol açar. Embriyolojide hemen hemen hiçbir değişikliğe yol açmadan çarpıcı fenotipik değişiklikler elde edilir. Axolotl bunun çok çarpıcı örneğidir. Axolotl ile yetişkin bir semender arasında gündüzle gece kadar fark olmasına rağmen doğru kimyasal terapi ile axolotl yetişkin bir semendere dönüştürülebilir. Bunu Alman zoolog Vilem Laufberger Almanya'da, ondan bagimsiz olarak da Julian Huxley İngiltere'de gerçekleştirdiler.

Şimdi aşağıdaki resimde insan ve şempanze bebek kafatasları ile yetişkin kafataslarının karşılaştırmasına bir göz atalım:





Bu resimden çıkartacağımız sonuç şu: Şempanze ve insanın embriyolojileri birbirine çok yakınlar. Ancak doğumdan sonra şempanze kafatası insan kafatasına göre daha fazla değişim gösteriyor. Öyle görünüyor ki insan doğduğu zaman çocukluktan yetişkinliğe geçme süreci yavaşlıyor ya da cinsel olgunluğa ve yetişkin (artık büyümeyecek) forma daha hızlı ulaşıyor. Ancak daha uzun gebelik, daha uzun çocukluk, daha geç ergenlik yaşadığımızı düşününce insan evriminde rol oynayan neoteninin cinsel olgunluğun çabuk gelmesiyle değil de çocukluğun uzamasıyla gerçekleştiğini söyleyebiliriz.

Kafatası karşılaştırması elbette tek başına yeterli bir kanıt değil. Ancak, eğer bu konudaki varsayımlar gerçek ya da gerçeğe yakınsa büyük beyin ve nispeten az kıllı varlığımız için bir açıklamaya yakınız demektir. Elbette ortak atadan ayrılmamızdan bu yana kendi ayrı evrim sürecimizi de geçirdik ve bizi akrabalarımızdan ayıran özelliklerin belki de büyük kısmının neoteni ile alakası yok ya da sınırlı. Yine de üstüne düşünmesi ilginç bir konu.

Sonraki yazıda da neotenik gelişmenin türümüze sağlamış olabileceği avantajlardan bahsedeceğim.  

Thursday, June 23, 2011

Büyümüş de küçülmüş: Neoteni - Cinsel seçilim nelere kadir?

Bir canlının çocukluktan yetişkinliğe geçerken hızlı davranıp kimi çocukluk özelliklerini yetiksin bedene taşıması. Hmmm, böyle söyleyince bir hastalıktan bahsetmiş gibi oluyoruz değil mi? Yani büyümemiz, yetişkin olmamaz gerekirken çocuk kalmışız gibi bir şey. Mesela büyüyüp adam olmuş ama sesi çocuk sesi gibi ince kalmış hiç kili çıkmamış ya da ne bileyim pipisi büyümemiş...isin asli azıcık daha farklı, çocukluk özelliklerinin tipik olarak turun bütün üyelerinin yetişkinliğe taşımasına neoteni deniyor. simdi burada çocukluk deyip duruyorum kafa karışıklığına yol açmamak için çocukluktan ne kastettiğimizi biraz açalım. İngilizce karşılığı juvenile olan bir terim olarak kullanıyoruz çocuklukla ilgili, çocukluğa ait derken. aslında gelişimini tamamlamamış organizmanın özelliklerine çocukluk özellikleri demekteyim kolaylık açısından.
AXOLOTL
Şimdi ne demek bu çocukluk özelliklerinin yetişkinliğe aktarılması? Canlının her tarafı yetişirken bir özelliğin geride kalması mi? Değil efendim öyle olmuyor bu isler. Aslında neoteny daha çok gelişimin geride kalmasından ziyade cinsel olgunluğun erken kazanılması yoluyla ortaya çıkıyor. Yani mesela tırtıl çiftleşmek için kelebek olmayı beklemiyor da daha tırtılken cinsel olgunluğa ulaşıp piyasaya çıkıyor.

Eeee, bu sapıklığın ne alemi var simdi? Adam gibi beklesene ergenleşmeyi arsız tırtıl! Daha parmak kadar boyunla karıya kıza asiliyorsun...Maalesef evrim makinesi oyunu kurallarına göre oynamıyor. Ya da daha doğru deyişle oyunun kurallarını kendisi koyuyor. Gelişim sırasında daha erken olgunlaşıp çiftleşebilmeyi ve basarili evlatlar yetiştirmeyi beceren bireyler bu atikliği evlatlarına da aktarmış oluyorlar ve mesela önceden bir kelebek türü varken elimizde bir kelebek turu bir de kelebek olmadan tırtılken çiftleşen sapık tırtıl türü oluyor.
Bu da yandan nasıl göründüğü. 
Yani ille de ayni türdeki bütün kelebekler sapıklaşmıyorlar. Buna türleşme diyoruz, kendisini çok seviyoruz çünkü varlığımızı ona borçluyuz. türleşme diye bir şey olmasaydı dünyada hep sadece evrilerek değişen tek bir tur canlı olurdu, o da kısa surede organik olmayan şeylerle beslenmenin yolunu bulmak zorunda kalırdı ya da dünyadaki tek canlı turu fotosentez yapan bir mavi-yesil alg olurdu.

Neyse konudan uzaklaştıkça uzaklaşıyoruz. Sapık tırtıla geri donelim. Şimdi bu bahsettiğimiz hayvandan gerçek dünyada bol miktarda var mi? Ben güzel dursun diye tırtıl kelebek örneği verdim ama spesifik bir tur adi veremem. Lakin omurgalılardan verilebilecek süper bir örnek var ki hikayesi çok ilginç. bu hayvanin adı a
xolotl, bir tur semender. peki axolotl hayvanini bu kadar ilginç yapan şey ne?

Yetişkin semender
Bildiğimiz gibi semenderler de kurbağalar gibi amfibi hayvanlar. Yani yasam döngülerinin bir kısmını suda bir kısmını karada geçiriyorlar. hemen hatırlatalım amfibi olmak demek amfibi askeri araçlar gibi hem suda hem karada fonksiyonel olmak demek değil. Amfibi hayvanlar çocukluk dönemlerini suda larva olarak geçiriyorlar. İribaş olarak yani. Solungaçlar (balık solungaçları değil ama prensipte ayni isi yapıyor) vasıtasıyla sudaki oksijeni soluyorlar. Sonra belli bir yasa gelince hızla başkalaşım geçirip akciğerli karada yaşayan hayvanlara dönüşüyorlar. Genellikle suyla araları hep iyi kalıyor ama bir kere iribaşlıktan çıktı mi bir daha su yüzü görmeyen bazı semender ve çöl kurbağası türleri de var. Neyse gene uzaklaşmaya basladık konudan. Bu axolotl hayvani genetik olarak amfibi bir semender. Ancak suda yasiyor, sudaki oksijeni solungaçlar yardımıyla soluyor ama asla bacaklı macakli takim taklavatı tamam bir semender haline gelmiyor. Oysa gen haritasında tam bir semender olmasını sağlayacak genler mevcut ve kimyasal müdahale ile axolotl hayvaninin semendere donusme süreci baslatilabiliyor. Elbette milyonlarca yildir hic fenotip uzerinde etkisi olmadigi icin seçilim baskısı geçirmeyen bu genler rastgele mutasyonlarla bozuldukları icin hayvancağız ölüyor. Eğer ölmese axolotl in diğer semender türlerinden ayrıldığı zamanki ortak atalarının neye benzediğini öğrenebilirdik. Axolotl genetik olarak bir semender ve bir semender olarak sınıflandırılıyor ve bedensel olarak fazla gelişip balığa benzemiş bir iribaş gibi görünüyor. Moleküler biyolojinin altın çağı baslamadan önce evrimsel gelişimi geri kalmış bir balık ya da amfibi hayvanların atası zannediliyordu.

Neoteni buraya kadar zoologlar ve evrim mevzusuna ilgiyle sarılmış benimki gibi sapık zihinler icin ilginç ama öyle fazlaca da mühim olmayan bir konu gibi gözükmüş olmalı. (ne kadar düşüncesizim, bunu okuyanın neoteniden daha önce haberdar olmadığını varsaydım..özür dilemeyi borç bilirim, özür dilerim) iş daha çok 
neoteni'nin insanin evrimi açısından taşıyor olabileceği anlam hakkında düşünmeye başlayınca güzelleşip ekşi sözlüğe yakışacak bir polemik konusu haline geliyor ki onu da bir sonraki yazımızda inceleyeceğiz. Daha da sonra insanin şempanzeyle olan ortak atasından yaklaşık 6 milyon yıl önce ayrılmasının ardından nasıl olup da bu kadar süratli farklılaşabildiğini neoteni yoluyla açıklayan teorilere verilmiş tepkilere bakacağız. kısacası bu önsözün arkasından bir iki yazı daha gelecek.