2016 yılında, Londra'da bulunan Royal Society'de düzenlenen evrimsel biyoloji konulu bir konferansa, İskoçya St.Andrews Üniversitesi'nden evrimsel biyolog Kevin Laland ve meslektaşlarının yanı sıra antropologlar, doktorlar, bilgisayar bilimcileri gibi çok çeşitli uzmanlık alanları olan kişiler katıldı. O gün St.James Parkı'nın karşısındaki binaya doluşan katılımcıların pencereden tek görebildiği, restorasyon için kurulmuş inşaat iskelesiydi. Laland kürsüye çıktığında ise evrimsel kuramın restorasyon gereksinimi gündeme geldi.
Darwin'in 1831-1836 arasındaki 5 yıl süren araştırma gezisi ve dönüşünü izleyen 23 yıl boyunca yaptığı çalışmalar sonucu ortaya koyduğu Doğal Seçilim Kuramı, nihayet 24 Kasım 1859 tarihinde kitap olarak basılmıştı: "Türlerin Kökeni Üzerine." O zamana kadar çeşitli evrim kuramları ortaya atılmıştı, fakat varsayımlarındaki hatalar giderilemiyordu. Darwin'in evrim kuramı olan Doğal Seçilim ise 1800'lü yılların bilimsel bilgi düzeyi aşılırken çeşitli düzeltmelere, eklemelere ve çıkarmalara uğrasa da, çekirdek düşüncesi sapasağlam ayakta kaldı.
Genetik alanındaki gelişmeler, hesaplama gücümüzdeki inanılmaz artış, gezegende zaman içinde keşfedilen canlı türleri ve koleksiyona her gün yenileri eklenen fosiller hep doğal seçilimin temelini destekleyen kanıtlar sundu. Buna ek olarak, elbette büyüyen veri haznemizi de içerecek şekilde, biyoloji kitaplarımızı yeniledik. Kalıtım yasalarının net bir şekilde anlaşılması ile birlikte, 1900'lerin ortalarından itibaren evrimsel biyoloji restore edildi. Doğal Seçilim Kuramı'nın bu yenilenmiş biçimi "Modern Evrimsel Sentez" olarak bilinir ve yarım asırdan uzun bir süredir, evrimsel biyolojiye rehberlik etmiştir.
Peki son 50 yılda bilim dünyası yerinde mi saydı? Elbette hayır. Tam tersine, ivmelenen bir hızla çalışmalar sürüyor. Artık canlıların genomları bir bütün hâlinde dizilenebiliyor. Araştırmacılar, gelişen embriyolarda genlerin açılıp kapanışını izleyebiliyor. Hayvanların ve bitkilerin, çevrelerindeki değişimlere nasıl yanıt verdiklerini gözlemleyebiliyorlar. Tüm bunların sonucunda, Laland ve onun gibi düşünen bir grup canlıbilimci, Modern Sentez'in de artık yenilenme zamanının geldiğini savunuyor. Ortaya konması gerektiğini düşündükleri yenilenmiş evrim kuramının adı da hazır: Genişletilmiş Evrimsel Sentez.
Royal Society konferansında, Laland ve çalışma arkadaşları kendi görüşlerini ilk kez halka açık biçimde sundu1. Evrim kuramını yenileme gereksinimini zaten kabullenmiş kişilere değil, konuya kuşku ile yaklaşanlara sunum yapmak istemişlerdi. Dolayısıyla salondakilerin çoğu, böyle bir yaklaşım değişimine sıcak bakmayan insanlardı. Her iki görüşten bilimciler, gayet medeni bir biçimde argümanlarını ve eleştirilerini sundular. Yine de odada tansiyonun yükseldiğinin hissedildiği anlar oluyordu; gözlerini devirenler, söylenenler ya da partizanca alkış koparanlar vardı. Laland ise "Nasıl gitti?" diye soranlara şöyle diyordu: "İyi iyi, yumruklaşma olmadı!"
Modern Sentez Yetersiz mi?
Her bilim dalının kendi devrimleri olur. Örneğin 1600'lü yıllarda Galileo ve Newton, fiziği antik hatalardan arındırdıktan sonra, bu dal 1900'lerin başına kadar nispeten durağan kaldı. Ardından Einstein ve diğer fizikçilerin ani devrimleri ile görelilik, kuantum fiziği gibi anlayışlar kısa sürede geliştirildi. Ama elbette hiç kimse Newton'un hatalı olduğunu söylemedi ve söyleyemez. Sadece şu söylenebilir: Newton'un sandığından daha fazlası vardı.
Evrimsel biyolojinin de kendi devrimleri var. Darwin 1800'lerde bir devrim yaptı. Fosilbilim, embriyoloji ve biyoloji alanında bilinenleri biraraya getirerek, canlıların ortak ataları dolayısıyla akraba olduklarını gösterdi. Ayrıca bu uzun vâdeli değişimi mümkün kılan mekanizmayı ortaya koydu: Doğal seçilim. Türlerin her yeni nesli çok çeşitli varyasyonlara sahip oluyordu. Bu varyasyonların bir bölümü, canlının hayatta kalması ve üremesi açısından olumlu etki yapıyordu. Dolayısıyla bir sonraki nesle bolca aktarılabiliyordu.
Darwin dünyanın her yanındaki canlıbilimcilere, hayvanları ve bitkileri farklı bir açıdan düşünmeleri için ilham verdi. Canlıların özellikleri, pek çok nesil boyunca ortaya çıkan çevresel uyumlanmalar olarak görülebilirdi. Üstelik bunu, genlerin varlığından bile haberi yokken anlayabilmişti. 1930'lu yıllarda genetikçiler ve evrimsel biyologlar toplanarak, evrimsel kuramı yeniden biçimlendirdiler. Genler, kalıtım yoluyla nesilden nesile aktarılıyordu. Varyasyonlar, yeni kombinasyonlar üretebilen mutasyona bağlı olarak ortaya çıkabiliyordu. Bir canlı topluluğunda bölünme olduğunda, ayrı ayrı çoğalan birey grupları farklı mutasyonlar biriktiriyor ve benzerlikleri giderek azalıyordu. Böylece bir zamanlar aynı türe mensup olan ataların torunları, sağlıklı yavru üretemeyen farklı akraba tür mensupları hâline gelebiliyorlardı.
1942 yılında İngiliz biyolog Julian Huxley, ortaya çıkan bu çerçeveyi bir kitap ile özetledi: "Evrim: Modern Sentez." Bugün bilimciler hâlâ bu adlandırmayı kullanıyor; bazen neo-Darwinizm de diyorlar ama bu kafa karıştırıcı ve uygunsuz bir adlandırma. Çünkü "neo-Darwinizm" terimi aslında 1800'lerin sonlarında üretilmiş ve Darwin hayattayken onun görüşlerini ilerletmiş olan biyologları anlatmak için kullanılmıştı.
Modern Sentez'in doğa hakkında sorular sormak için çok güçlü bir araç olduğu kanıtlandı. Bilimciler onun sayesinde, yaşamın tarihine ilişkin engin keşifler yaptı. Ancak çok geçmeden, Modern Sentez'in aşırı katı olduğundan yakınmalar başladı. Yine de Laland ve çalışma arkadaşlarının organize olup, genişletilmiş sentezi formüle etmek için düzenli bir çabaya girişmeleri sadece birkaç yıl öncesine dayanıyor.
Ekip, Modern Sentez'in yanlış olduğunu iddia etmiyor; sadece evrimin zenginliğini bütünüyle kapsamadığını düşünüyorlar. Organizmaların kalıtımsal miras olarak aldığı tek şey genler değildir, örneğin: Başka hücresel molekülleri ve ayrıca ataları tarafından değiştirilen ortamları ya da öğrenilmiş davranışları da kalıtımla alabilirler. Laland ve çalışma arkadaşları, yaşamın neden bu şekilde olduğuna ilişkin açıklamlar konusunda doğal seçilimin sahip olduğu rakipsiz konuma da meydan okuyor. Evrimin izleyeceği yolu etkileyebilecek başka süreçler de olduğunu vurguluyorlar; gelişim kuralları veya organizmaların yaşadığı çevresel koşullar gibi. "Elimizdeki mekanizmalara daha fazlasını eklemekten ibaret değil. Nedenselliği farklı bir biçimde düşünmenizi gerektiriyor," diyor Laland.
Genler Ötesi Kalıtım
Konferansta, Tel Aviv Üniversitesi'nden biyolog Eva Jablonka, genler ötesi kalıtımın bir çeşitine ilişkin elde edilen kanıtlar hakkında konuştu. Hücrelerimiz, sahip oldukları genlerden hangilerinin protein yapacağını kontrol etmek için çok sayıda özel molekül kullanır. Örneğin metilasyon adı verilen bir süreçte, hücreler belli genleri kapatmak için DNA'larına kapaklar takarlar. Hücreler bölündüğünde, yeni DNA üzerinde aynı kapakları ve diğer kontrolleri yeniden üretebilirler. Çevreden gelen bazı sinyaller, hücrelerin bu epigenetik kontrolleri değiştirmesine neden olabilir. Böylece organizmalar, davranışlarını yeni güçlüklere göre ayarlayabilir.
Yapılan birtakım çalışmalar, bir ebeveyndeki epigenetik değişimin -belirli koşullar altında- yavrulara aktarılabileceğine işaret ediyor. O yavrular da, bu değişmiş epigenetik profili kendi yavrularına aktarabiliyor. İşte bu, genler ötesi kalıtıma bir örnektir.
Söz konusu bu etkinin en güçlü olduğu canlı grubu bitkiler. Arabidopsis bitkisi üzerinde yapılan bir araştırmada, 31 nesil boyunca değişen metilasyon şablonlarının izi sürülebildi. Bu tür bir kalıtım, organizmaların işleyişinde anlamlı bir fark yaratabilir. Bir başka çalışmada ise bilimciler, kalıtılan metilasyon şablonlarının Arabidopsis bitkisinin çiçeklenme zamanını ve ayrıca köklerin büyüklüğünü değiştirebildiğini buldu2. Bu şablonların yarattığı varyasyon, sıradan mutasyonların neden olduğundan bile daha büyüktü.
Buna benzer kanıtlar sunan Jablonka, hangi organizmaların üreyebilecek kadar uzun yaşayacağı konusunda, epigenetik değişikliklerin belirleyici olabileceğini ileri sürdü. "Doğal seçilim, bu sistem üzerinde işleyebilir," diye ekledi.
Mutasyonların Yapabilecekleri Sınırlı
Evrimde doğal seçilim çok önemli bir kuvvet olmakla birlikte, toplantıdaki konuşmacılar bu kuvvetin nasıl sınırlandırılabileceğini ya da belli bir tarafa yönlendirilebileceğini gösteren kanıtlar ortaya koydu. Örneğin Viyana Üniversitesi'nden canlıbilimci Gerd Müller, kertenkeleler üzerinde yaptığı kendi çalışmasını anlattı. Çok sayıda kertenkele türünde, bazı parmaklarını kaybetmiş durumda olan ayaklar evrilmişti. Kimisinde dört parmak, kimisinde ise sadece tek bir parmak vardı. Bazıları ise ayaklarını toptan yitirmişlerdi.
Müller'in iddiasına göre Modern Sentez, bu düzenlemelerin bilimciler tarafından "doğal seçilim ürününden ibaret" olarak görülmesine; sırf hayatta kalma avantajına sahip varyantların (varyasyona uğramış bireylerin) çoğalmasına dayanıyor gibi algılanmasına neden oluyor. Ama eğer söz konusu kertenkele türlerinden birinin neden ayağındaki ilk ve son parmakları kaybedip, herhangi başka parmak çiftleri kaybetmediği sorulduğunda, bunun avantajının ne olduğu düşünüldüğünde, bu yaklaşım işe yaramaz.
"Yanıt şu ki, ortada aslında herhangi bir seçimsel avantaj yok," diyor Müller. Kertenkelelerin neden belli parmaklarını yitirdiklerini anlamak için kertenkele embriyolarının parmak gelişim sıralamasını bilmek gerekiyor. Bedenin yanında bir tomurcuk çıkar ve ardından 5 üye belirir. Fakat parmaklar hep aynı sıralama ile oluşur. Kertenkelelerin evrimsel parmak kaybında ise bu sıralamanın tersi izlenir. Müller, bu sınırlama nedeniyle mutasyonların akla gelen her varyasyonu yaratamayacağından kuşkulanıyor. Bazı parmak kombinasyonları olasılık dışı kalıyor ve doğal seçilimin onları seçme şansı zaten kalmıyor.
Plastisitenin Önemi Büyük
Gelişim, evrimi sınırlandırabilir. Öte yandan, hayvan ve bitkilere büyük bir esneklik kazandırır. Wesleyan Üniversitesi'nden evrimsel çevrebilimci Sonia Sultan, Polygonum cinsi bitkiler üzerinde yaptığı çalışmalar hakkında bir konuşma yaptı ve çok önemli bir noktaya değindi.
Sultan, Modern Sentez penceresinden bakıldığında, Polygonum bitkilerinin uyumlanmalarının (adaptasyonlarının), doğal seçilimin yaptığı bir ince ayarın ürünü olarak görüldüğünü ifade etti. Eğer bitki az ışıkta yetişirse, doğal seçilim tarafından bu ortamda başarılı olabilen bitki varyasyonları desteklenecektir; örneğin daha fazla foton yakalamalarını sağlayan daha geniş yaprakları olanlar gibi. Diğer yandan bol ışıkta yetişen bitkiler de, o ortamda gelişmelerini sağlayacak uyumlanmalar yakalayacaktır.
"Bizim karşı çıktığımız şey, bu bakış açısına kısılıp kalınması," diyor Sultan. Genetik olarak tıpatıp aynı iki Polygonum bitkisinin farklı koşullarda yetiştirildiğinde, birbirilerinden neredeyse iki farklı tür kadar değişik görünen bitkiler elde edilebileceğini gösteren Sultan, bitkinin yaprak büyüklüğünü aldığı ışığa göre ayarlayabildiğini vurguladı. Parlak ışıkta dar ve kalın yapraklar, sönük ışıkta ise geniş ve ince yapraklar gelişiyor. Kuru toprakta kökler su arayışıyla derinlere uzanırken, nemli toprakta sığ ve saç benzeri kökler gelişip, yüzeye yakın kalıyorlar.
Toplantıya katılan bilimciler, plastisite olarak adlandırılan bu esnekliğin kendisinin evrimi yönlendirebileceğini iddia ettiler. Bu esnek özellikler sayesinde farklı yaşam alanlarına yayılma şansı bulan bitkiler, daha sonra doğal seçilim süreciyle yavaş yavaş genetik uyumlanmayı gerçekleştirebiliyor. New York Üniversitesi fosilbilimcilerinden Susan Antón ve Smithsonian Enstitüsü'nden Melinda Zeder de yaptıkları konuşmalarda buna ilişkin çeşitli örnekler sundular.
Yine Geldik Doğal Seçilime
Dinleyiciler arasındaki biyologlardan biri, St.Andrews araştırmacılarından David Shuker idi. Ardı ardına kürsüye çıkan konuşmacıları 1,5 gün boyunca sabırla dinledikten sonra canına tak etmişti. Oxford'lu fizyolog Denis Noble konuşmasını bitirir bitirmez, Shuker elini havaya kaldırdı.
Noble, kariyerine başladığı sıralarda bedendeki her şeyin nihai nedeninin genler olduğunu düşünen geleneksel bir biyolog olduğunu söylüyor. Ancak son yıllarda fikrini değiştirmiş. Genomu yaşam için bir şablon olarak değil, stresi algılayabilen ve güçlüklerle başa çıkabilmek için kendini yeniden düzenleyebilen duyarlı bir organ olarak görüyor. "Bu bakış açısını elde edebilmek için uzun bir yol katettim," diyor.
Yeni görüşlerini destekleyen çalışmalarından birini Reading Üniversitesi ekibiyle birlikte geçen yıl yayımlayan Noble, uzun kuyrukları ile yüzen bakteriler üzerinde çalışmış3. Yaptıkları deneyde, araştırmacılar bakterilerin kuyruk yapılandırması için elzem olan bir geni DNA'dan çıkarmışlar. Kuyuksuz bakterileri yetersiz yiyecek bulunan bir petri kabına bırakan ekip, çok geçmeden bakterilerin yakın çevrelerindeki tüm besini tükettiklerini gözlemlemiş. Hareket etmedikleri takdirde açlıktan ölecek olan bakteriler, dört günden kısa bir süre sonra yüzmeye başlamış. Yakından inceleyen bilimciler, canlıların yeni kuyruklar geliştirdiklerini saptamış.
"Bu strateji, uygun olmayan ortama yanıt olarak hızlı evrimsel genom değişimi üretmektir," diye salona açıkladı Noble. "Belli bir özelliğin, DNA'dan bağımsız olarak ortaya çıkmasını sağlayan bir özbakım sistemi," diye ekledi. Fakat bu, Shuker'a pek doğru gelmemiş olacak ki, alkış susar susmaz sorusunu yöneltti: "Bu keşfin altında yatan mekanizma hakkında herhangi bir yorum yapabilir misiniz?"
"Genel anlamda mekanizmayı açıklayabilirim, evet..." dedikten sonra, Noble ağlar, regülasyon ve krize aranan çözümden söz edip, şöyle bitirdi: "Makalenin kendisine bakmanız gerek." Noble diğer soruları yanıtlamakla uğraşırken, Shuker makaleyi internetten bulmuştu bile. Az sonra, gür bir sesle makalenin özetindeki şu cümleyi okumaya başladı: "Sonuçlarımız gösteriyor ki, düzenleme ağları doğal seçilim tarafından hızla yeniden yapılandırılabilir." Elindeki ekranı masaya bırakan Shuker şöyle dedi: "Yani bu, hızlı neo-Darwinsel evrimin kusursuz güzellikte bir örneği." Böylece Shuker, konferansta bulunan kuşkucuların duygularının özünü ortaya koymuş oldu ve paradigma değişimi gerekliliğinin sağlam temellere dayanmadığını belirtti.Evrimsel biyoloji alanındaki ilerlemeler doğrultusunda, bir yaklaşım değişiminin gerçekten gerekli olup olmadığını zaman gösterecek.
- 1- http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/282/1813/20151019
- Carl Zimmer, Quanta Magazine, "Scientists Seek to Update Evolution" https://www.quantamagazine.org/20161122-scientists-seek-to-update-evolution
- 2 - http://science.sciencemag.org/content/343/6175/1145.long
- 3 - http://science.sciencemag.org/content/347/6225/1014
Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.Destek Ol