Her organizma çok sayıda uyumun kompleks bir paketidir. Uyum besin temini, gaz değişimi, vücut içi transport, vücut sıvılarının düzenlenmesi, hormonal ve sinirsel kontrol, kas aktivitesi, üreme ve davranış ile ilgilidir. Açıkçası, uyumla ne ifade edildiğinin üzerinde duracağız.
Biyolojide bir uyum, organizmanın uyumunu arttıran ve genetik olarak kontrol edilen özelliğidir. Evrimsel biyolojide uyum gücü (fitness), bir bireyin (veya bir alelin ya da bir genotipin) devam eden döllere olası genetik katkısı olarak tanımlanır. O zaman bir uyum, bir organizmanın, genellikle döl vererek genlerini devam ettirme şansını arttıran bir özelliktir. Bazen yanlış olarak belirtildiği gibi, uyumların bireylerin yaşama şansını arttırdığı şeklinde tanımlamadığımıza dikkat edin. Bir uyum, döl verimini arttırıyorsa, aynı zamanda üreme sonrası devamlılığa katkıda bulunması şart değildir. Çoğu türlerde durum böyledir ve gerçekten, ergin, üremeden hemen sonra ölüme uyumludur.
Uyumlar yapısal, fizyolojik ya da davranışsal olabilir. Genetik olarak basit ya da kompleks olabilir. Uyum, tek bir hücre ya da hücre bileşeni ya da tüm organ ya da organ sistemlerini içerebilir. Uyumlar, çok sınırlı koşullarda yarar sağlayacak kadar yüksek derecede özgül ya da çoklu ve değişen durumlarda anlamlı olacak kadar geniş olabilir.
Bir populasyon, ekstrem bir hızla değişen çevresel koşullara uyum sağlayabilir. Mayrland Tarımsal Deneme İstasyonu’ndan, W.B. Kemp tarafından 1973’de yayınlanan bir çalışma bu duruma iyi bir örnek oluşturmaktadır. Güney Maryland’daki bir meranın sahibi çim ve baklagil karışımı bir çayırlık ekmiştir. Çiftçi sonra merayı iki kısma ayırmıştır. Bir tarafta otlatmaya izin vermemiş ve iyice büyümelerini sağlarken diğer kısmını büyük oranda sığırlara otlatmıştır. Meranın bölünmesinden üç yıl sonra Kempt, meranın her bir parçasından mavi çim (Poa pratensis), bahçe otu (Dactylis glomerata) ve beyaz yonca örnekleri edinmiş ve tüm bitkilerin aynı çevresel koşullarda yetişeceği bir deneysel bahçeye ekmiştir. Kempt, meranın otlatılmamış kısmından alınan her üç türün bitkilerinin çok fazla ve dik büyüme gösterdiklerini bulmuşken, fazla otlatılmış kısımdan alınan üç türün bitkilerinin cüce düzensiz büyümeler gösterdiğini bulmuştur. Tüm mera için aynı takım tohumlar kullanılmış olduğundan, başlangıçta aynı olduğu bilinen, her bir türün iki populasyonu, sadece üç yılda genetik olarak belirlenen büyüme biçimlerinde belirgin olarak farklılaşmışlardır.
Büyük bir olasılıkla, meranın bir yarısında otlayan sığırlar, yüksek olan bitkileri yemiş ve yalnızca sığırların ihmal edebileceği, yiyemediği kadar kısa olan bitkiler yaşamış ve tohum bırakmışlardır. Kısaca, meranın otlanan yarısında dik büyüyen bitkilere karşı şiddetli bir seçilim olmuş ve buna parallel olarak cücelik ve düzensiz büyüme biçiminin uyumsal olarak baskınlığı lehine şiddetli bir seçilim olmuştur. Aksine meranın otlatma olmayan diğer yarısında, dik büyüme uyumsal olarak baskın olmuş ve cüce bitkiler etkin olarak rekabet etme yeteneğinde olamamışlardır.
Genellikle, uyumsuzlukla ilgili deneysel testler, nedenlerin ve etkilerin laboratuvar değerlendirmelerini net olarak tanımlamak kolay değildir. Bir özelliğin neden uyumsal olabileceğinin bir çok alternatif açıklaması olabilir. Ayrıca, bir organizmada bulunan bütün özelliklerin ilk planda uyumsal olmadığı da unutulmamalıdır. Esas etkileri (onları uyumsal yapan) oldukça farklı olan genlerin tesadüfi pleotropik etkileri olacaktır. Diğer özellikler esas olarak eskidir (kökenden kalmadır): omurgalıların gelişim programı 5 (ya da nadiren 6) parmak oluşturduğundan 5 parmağımız vardır: beş parmak çift yaşamlı, sürüngen, kuş ve memelilerin her biri için optimal olabilir ya da olmayabilir, ancak seçilim sadece var olan varyasyon üzerinde işler.
Parmak örneğinde olan durumda (seçilimin parmak sayısından ziyade bir parmağın büyüklüğünü arttırarak ya da azaltarak büyüklüğü düzenlediğini) temel beş parmak planı önemli derecede değişmez tutulur. Görünüşte, bazı değişimler doğrusu genetik olarak uygun değildir. Bu tip evrimsel sınırlama sıklıkla filogenetik süreklilik (phylogenetik inertia) olarak adlandırılır.
Seçilim baskısının, belirli bir özelliğin oluşumuna yol açıp açmadığının belirlenmesinde kullanılacak araçlar yaratıcılık ve kararlılık gerektirir. Alman biyolog Niko Tinbergen kendi evrimsel kuramını test, etmekte kararlı davranan ilk bilim adamlarından biridir. Örneğin, Tinbergen yere yuva yapan martıların, neden kılı kırk yararak kırılmış yumurtalarını uzaklaştırdıklarını merak ettiğinde bir dizi olası açıklama formüle etmiştir;
(1) Kırılmış yumuntalar, yumurtadan yeni çıkmış gençlere bulaşacak hastalıkların kaynağı olabilir,
(2) Kırılmış yumurtaların sivri kenarları yavrular için tehlikeli olabilir,
(3) Kırılmış kabuğun iç yüzeyinin tek düze beyazı, zeytuni renkli dış görünümünün sağladığı kamuflajı boşa çıkarıyor ve dolayısıyla avcılar çekiyor olabilir.
Tinbergen bu sorunu (ve benzer diğerlerini) türler arası karşılaştırma ve deneysel testler olmak üzere iki adımda çözmüştür. Tür karşılaştırmaları, kendisine, en olası hipotezi belirleme olanağı vermiştir.
Kırılmış yumurta durumu için, kayalıklarda yaşayan, dolayısıyla gerçekte avlanmaya maruz kalmayan ve yumurta kabuklarını uzaklaştırmayan kaya martılarını (kittiwake) gözlemiştir. Hastalık ve kesilmeler nedeniyle önemli derecede tehdit altında kalınsa idi, bu durum zemine yuva yapan martı kadar, kayalıklara yuva yapan martı için de tehlikeli olmalıydı düşüncesinden hareketle Tinbergen, ilk olarak predasyon hipotezini test etmeye karar verdi. Araştırmacı, bu deneyi normal yumurtalar içeren bir dizi yuvaya değişen mesafelerde kırık yumurtalar koyarak yaptı. Sonuçlar ödüllendirilecek kadar mükemmeldi; yanında kırık kabuk bulunan yuvalar predatörlerin dikkatini çekmişlerdir. Aksi taktirde bu yuvalar dikkat çekmeyeceklerdi. Tinbergen, böylesi deneylerle uyumsal davranışların evrimine yeni bir bakış açısı getirmiştir. Ancak, direk deneysel testlerin yokluğunda ya da zorlamalı tür karşılaştırmaları ile yapılan uyum açıklamaları bir hayli spekülatif kalır ve yalnızca araştırmaları teşvik eden çalışma hipotezleri olarak işlev görür.
Şimdi, evrimsel süreçleri aydınlatmaya yardımcı olacak belirgin bazı uyum örnekleri verelim.
Çiçekli Bitkilerde Uyumlar
Çiçekli bitkiler, bir bitkinin çiçeklerindeki erkek organlarında oluşan polenleri, diğer bir bitkinin çiçeklerindeki dişi organlara taşıyan dış ajanlara (aracılara) bağlıdır. Her bir türün çiçekleri şekil, yapı, renk ve koku bakımından bağlı oldukları belirli tozlaşma ajanlarına uyumludur ve özellikle çiçekler uyumun evrimini gösteren net örnekler oluşturmaktadırlar. Bitkilerin ve tozlayıcılarının birlikte evrimleşmesi sıklıkta coevolution (birlikte evrimleşme) denen bir süreç tozlaştırıcı ve tozlayıcının her ikisinin özelliklerinin biri birlerine daha fazla uymalarına neden olmuştur.
Gerçekten tozlaştırıcılar ve tozlaştırdıkları türler arasında çarpıcı ilişkiler vardır. Arılar içgüdüsel olarak parlak renkler, ultraviyole renkli göz modelleri ve tatlı, aromatik ya da naneli kokular tarafından cezbedilirler. Arılar yalnız gündüz aktiftirler ve genellikle çiçeğin nektar ve polen içeren kısımlarına geçmeden önce bir çiçeğin petaline konarlar. Arıların konduğu çiçekler, genellikle mavi ya da sarı, hatta nadiren kırmızı olan (arılar mavi ve sarıyı iyi görebilirler, fakat kırmızıyı iyi göremezler) gösterişli ve parlak renkli petallidir. Gerçekten,arılarca tozlaştırılan çiçekler, UV renkli göz lekesine, bir tada, güzel ya da aromatik bir kokuya, belirli bir çiçek açma ya da nektar üretim zamanına, özel bir çıkıntı ya da uygun konucu bir platforma sahiptirler.
Bu gözlemler bize yalnızca belirli çiçekler ve arıların tercihi arasındaki ilişkileri verir, bu özelliklerin nasıl oluştuğunu açıklamaz. Tozlaştırıcı tercihlerinin yalnız çiçek morfolojisi ve kokusu üzerinde seçici güç sağlayıp sağlamadığı, ya da bunun yerine ilkin çiçeklerin günümüz arılarının iç güdülerinin oluşumuna yol açan bir seçilim baskısı oluşturup oluşturmadığı, ya da faktörlerin her ikisi üzerinde çalışmalar vardır. Diğer tozlaşurıcı tüylerine bakmak, bazı ipuçları verecektir.
Örneğin, sinekkuşu (Trachilus) kırmızıyı iyi ve maviyi yalnızca zayıfça görebilirler; koku duyarlılıklar zayıftır; ve kuşlar normal çiçeklere konmazlar, ancak nektar emerken çiçeğin önünde havada dururlar. Öncelikle sinekkuşu tarafından tozlaşurılan çiçekler, genellikle kırmızı ya da sarı, hemen hemen kokusuz ve konmayı sağlayıcı özel bir zeminleri olmayan çiçeklerdir. Aynı cinsin çiçekleri farklı tozlaştırıcılara uygun, değişik morfolojilere sahip olabildiklerinden çoğunlukla uyumu yapan büyük olasılıkla çiçeklerdir. Ancak, tozlaştırıcılar da sınırlı da olsa çiçeklere uymuşlardır. Örneğin, farklı arı türleri farklı çiçek morfolojilerine uygun çok farklı dil uzunluklarına sahip olabilirler.
Tozlaştırıcı ve çiçekler arasındaki bu birlikte uyum modelleri, aynı şekilde nektarla beslenen diğer türlerde de görülür. Örneğin arı ve sinekkuşunun aksine, kelebek ve yarasalar alacakaranlıkta ve gece daha aktiftirler ve bunları n tozlaştırdıkları çiçekler çoğunlukla beyaz ve akşam üzeri ve gece açı ktırlar. Bu çiçekler sıklıkla, kelebek ve yarasaların kendilerin bulmasını sağlayan ağır kokulara sahiptirler.
Kelebekler, bitkilerin kendi tozlaştırıcılarına olan belirli ilginç uyumlarında rol oynarlar. Arizona’da, Flagstaff yakınlarındaki kırmızı gilia bitkilerinin verdiği çiçeklerin rengi pembeden beyaza kadar değişir. Koyu-kırmızı çiçekler, sinekkuşlarını cezbetmede daha etkindirler, fakat bu tozlaştırıcılar çiçek açma sezonunun başlangıcından bir ay sonra bitkilerin olduğu alana göç ederler. Beyaz çiçekler, çiçeklenme sezonunda bulunabilen tozlaştırıcılar olan şahin kelebeklerini cezb etmede daha etkindirler. Bitkiler, tozlaştırıcı bolluğundaki bu oransal kesikliği, sezonun son zamanlarında kırmızı çiçek üretimini durdurup, beyaz çiçek üretimini iki katına çıkararak telafi ederler.
Arı ve kelebeklerden farklı olarak kısa dilli sinekler (esas olarak leş, pislik, humus, bitki artığı ve kanla beslenen) tatlı kokularından çok bir dizi uyarıcı tarafından cezb edebilirler ve nadiren biraz besinlerin görünümünden etkilenirler. Tozlaşmak için bu sineklere bağlı olan bitkilerin çiçekleri genellikle donuk renkli ve kötü kokuludurlar. Oldukça ilginç bir tozlaşma uyumu örneği, çiçekleri şekil, koku ve renk bakımından eşekarısı , arı ya da sineklere benzeyen bazı orkide türlerinde görülür. Erkek böcekler, çiftleşmek için çiçekler tarafından uyarılır ve erkek sinek modelli çiçekle çiftleşmeye kalkıstığında, sineğin kendisi polenlerle kaplanır. Erkek böcek, daha sonra diğer bir çiçekle çiftleşmeye kalkıstığında, ilk çiçekten aldığı bazı polenleri ikinci çiçek üzerine bırakır. Bir erkek sinek, orkide çiçeğini ziyaret ettikten sonra, orkide çiçeğinin içinde spermler saptandığında bu durum tamamen aldatmadır.
Parlak renk, özel koku ve nektar bakımından eksik özellikli çiçekler, hayvanlardan çok rüzgar ya da hava ile tozlaşırlar. Gerçekten bu tür bitkilerin çoğunun petalleri yoktur ve eşeysel organları serbestçe hava akımına maruz kalabilirler. Bu çiçekler tarafından üretilen polen taneleri belirgin olarak küçük ve hafiftirler ve bunların yüzlerce mil uzaklara sürüklenmesi beklenilmez.
Bu türlerin karşılaştırılmasından, çiçeklerin bu özelliklerinin pratik olarak fonksiyon görmeyen yalnız doğanın sevimli yaratıkları olmadığını görüyoruz. Bunlar, önemli seçilim baskılarına cevap olarak evrimleşmiş olan önemli uyumlardır.
Kaynakça:
https://www.sciencedirect.com
Yazar: Taner Tunç