EVRİM OLGUSU_Evrimsel Cevher...EVOLUTIONARY GEMS

[Φ GeceKuşu]

***

 

Evrimsel Cevher _ "EVOLUTIONARY GEMS"

 

Doğal seçilimle gerçekleşen evrimi destekleyen verilerle ilgili bilinçlenmeyi isteyenler için Nature dergisinden bir kaynak

Henry Gee, Rory Howlett, ve Philip Campbell

 

 

Biyologların çoğu yaşamın milyarlarca yıldır süregelen doğal seçilimle evrimleştiğini kabul eder. Bu temele sağlam bir biçimde oturmuş disiplinlerde araştırmaya ve öğretmeye devam ederler, onlar için Dünya'nın Güneşin etrafında dönmesi nasıl sağlam bir olguysa evrim de öylesine sağlam bir olgudur.

 

Darwinci görüşlere ve gerçeklere hala karşı çıkılması (biyologlarca nadiren) göz önüne alındığında, doğal seçilimle gerçekleşen evrimin gözlemlerle doğrulanan bir olgu olduğunu gösteren kısa ve öz bir anlatımın insanların elinde sunuma hazır bir biçimde bulunması yararlı olacaktır. Aşağıda Nature tarafından geçen on yıl boyunca yayımlanmış 15 örneği evrimsel düşüncenin yaygınlığını, derinliğini ve gücünü göstermek, insanlarımızın, gençlerimizin bilgilenip aydınlanması amacıyla sunuyoruz. Bu kaynağı bedelsiz sunmaktan mutluyuz ve bedelsiz olarak dağıtımını da özendiriyoruz…

 

 

İÇİNDEKİLER:

(Konu içeriklerine ulaşmak için tıklayınız.)

 

FOSİL KAYDININ CEVHERLERİ

~

[

Gems from the fossil record

]

01.

Balinaların karada yaşayan ataları

~ [Land-living ancestors of whales]

02.

Sudan karaya

~ [From water to land]

03.

Tüylerin başlangıcı

~ [The origin of feathers]

04.

Dişlerin evrimsel tarihi

~ [The evolutionary history of teeth]

05.

Omurgalı iskeletinin başlangıcı

~ [The origin of the vertebrate skeleton]

 

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

~ [Gems from habitats]

 

06.

Türleşmenin doğal seçimi

~ [Natural selection in speciation]

07.

Kertenkelelerde doğal seçim

~ [Natural selection in lizards]

0

8.

Eş-evrimin bir örneği

~ [A case of co-evolution]

09.

Yabani kuşlarda ayrımsal yayılım

~ [Differential dispersal in wild birds]

10.

Lebisteslerde seçmeli sağkalım

~ [selective survival in wild guppies]

11.

Evrimsel tarih önemlidir

~ [Evolutionary history matters]

 

 

MOLEKÜLER İŞLEMLERİN CEVHERLERİ

~

[

Gems from mo lecular processes

]

12.

Darwin'in Galapagos ispinozları

~ [Darwin’s Galapagos finches]

13.

Mikroevrimin makroevrimle karşılaşması

~ [Microevolution meets macroevolution]

14.

Yılanlarda ve deniz taraklarında zehire karşı direnç

~ [Toxin resistance in snakes and clams]

15.

Çeşitlilik ve Kararlılık

~ [Variation versus stability]

 

 

***

Kaynaklar:

*

15 Evolutionary Gems

-http://www.nature.com/nature/newspdf/evolutiongems.pdf?gclid=CMuynbKpuZgCFQaA3godSxLYZQ-

*

Evrim olgusu. blogspot

Notlar:

*

Özgün İngilizce metinde bu yazı dizisi için kullanılan deyim '

Evolutionary Gems

' dir. '

Gem

' kelimesinin İngilizce’ de birinci anlamı 'kıymetli

taş

', 'mücevher' dir. İkinci anlamı ise 'bir konuda olağanüstü iyi ve özel nitelikleriyle bilinen bir kişi ya da şey’ dir. Burada kastedilen ikinci anlamdır.

Türkçe’ de de benzer bir ayrım vardır. Ancak 'cevher' in ikinci anlamı daha çok kişiler için kullanıldığından çeviri de '

cevher

' in çok iyi nitelikli örnekler' anlamında kullanılması kulağa hoş gelmeyebilir. Ne yazık ki bu tür çeviri sorunları bazen kaçınılmaz oluyor.

 

***

[Φ GeceKuşu]

***

 

FOSİL KAYDININ CEVHERLERİ

 

1. Balinaların karada yaşayan ataları

 

Fosiller evrim için kritik ipuçları sunar, çünkü Dünya'dan uzun süredir yok olmuş olan çoğu olağandışı görünümlü canlı türlerini ortaya koyarlar. Hatta bu fosillerin bazıları, bir ortamdan diğerine geçen canlıları kaydederek, evrimi hareket halinde belgelerler.

 

Örneğin balinalar, sudaki yaşama milyonlarca yıldır harika bir biçimde uyum sağlamışlardır. Ancak tıpkı bizler gibi memelidirler. Havayı solurlar, doğururlar ve bebeklerini emzirirler. Oysa ki balinaların aslen karada evrimleştiğine dair kuvvetli veriler vardır. Eğer bu doğruysa, balinaların atalarının belli bir noktada suya geçmiş olması gerekiyor.

 

Nitekim, balina evriminin aşağı yukarı ilk on milyon yılından kalma çok sayıda fosile sahibiz. Bunların içinde Ambulocetus ve Pakicetus gibi suda yaşayan ve sadece balinalara has -özellikle kulak anatomisi- özellikleri olan, ama bunun yanısıra türedikleri apaçık olan kara hayvanlarına has bacakları olan canlılara ait pek çok fosil vardır. Teknik olarak, bu hibrit canlılar aslında balina idiler. Kayıp olan, öykünün başlangıcı idi: yani balinaların evrimleştiği karada yaşayan canlılar.

 

2007'de yayınlanan bir çalışma bu grubun tam olarak yerini belirlemiş olabilir. Raoelidler (raoellids) diye adlandırılan ve bugün soyu tükenmiş olan bu canlılar yaşasalardı küçük köpeklere benziyor olurlardı ama çift toynaklılara daha yakındılar - bu çift toynaklılar grubu günümüzde yaşayan inekleri, koyunları, geyikleri, domuzları ve suaygırlarını içeriyor. Moleküler veriler balinaların ve çift toynaklıların derin bir evrimsel bağlantıyı paylaştıklarını önermektedir.

 

 

 

Kafatasları RR 208 (a) eğri yatay görünüm ve (b)RR 207 alttan görünüm

 

Rootstown'daki "Northeastern Ohio Universities Colleges of Medicine and Pharmacy"den Hans Thewissen ve ekibinin yaptığı detaylı çalışma, Indohyus diye adlandırılan balinalara benzeyen bir raoelidin kulak ve diş yapısının, kemik kalınlığının ve dişlerinin kimyasal yapısının diğer çift toynaklılardan farklı olduğunu göstermiştir. Bu veriler rakun büyüklüğündeki bu canlının zamanının çoğunu suda geçirdigini önermektedir. Oysa ki tipik raoelidlerin, balinalarla ilgisi olmayan bir diyeti vardır, bu da Indohyus'u suya yönlendiren güdünün bir diyet değişikliğinden kaynaklandığını önermektedir.

 

 

Indohyus - Doldurulmuş birimler ilgili taxa'ya göre oluşturulmuştur.

 

Bu çalışma fosil kaydındaki potansiyel ara formların varlığını işaret etmektedir. Başka bir çok buna benzer örnek gösterilmiş olabilirdi, ve özellikle fosil bulgularındaki pek çok diğer grubun keşfedilmeyi beklediğini düşünmek için her türlü neden vardır.

 

***

Referanslar:

Thewissen, J. G. M., Cooper, L. N., Clementz, M. T., Bajpai, S. & Tiwari, B. N. Nature 450, 1190–1194 (2007).

 

Ek Kaynaklar:

Thewissen, J. G. M., Williams, E. M., Roe, L. J. & Hussain, S. T. Nature 413, 277–281 (2001).

de Muizon, C. Nature 413, 259–260 (2001).

Novacek, M. J. Nature 368, 807 (1994).

Zimmer, C. At The Water’s Edge (Touchstone, 1999).

Thewissen’s araştırması üzerine video: www.nature.com/nature/videoarchive/ancientwhale

Pharyngula: Indohyus

 

Yazarı: Hans Thewissen:

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

FOSİL KAYDININ CEVHERLERİ

 

 

2. Sudan karaya

 

En bilinen hayvanlar tetrapodlardır - yani karada yaşayan dört ayaklı omurgalılar. Bu gruba insanlar, hemen hemen evcil hayvanların tümü, ve yabanıl hayvanların çoğu: memeliler, kuşlar, yüzergezerler (ing. "amphibians"), ve sürüngenler dahildir. Oysa ki omurgalıların büyük çoğunluğu tetrapod (*) değil balıktır. Aslında tüm tetrapod türlerinin toplamından çok daha fazla sayıda balık türü vardır. Hatta evrimsel olarak tetrapodlar suyun dışındaki yaşama uyum sağlamış olan balıklar ailesinin yalnızca bir dalı olarak düşünülür.

 

(*) tetrapod: dört ayaklı. (Yun; tetras: dört; pous: ayak)

 

Sudan karaya olan ilk geçiş 360 milyon yıl önce gerçekleşti. Bu yaşam tarihinde yapılmış olan benzer geçişlerin en zorlularından biriydi. Yüzgeçler nasıl bacaklara dönüştüler? Ve geçiş türleri kuru ortamdan yer çekiminin ezici baskısına değin, kara yaşamının çetin koşullarına nasıl ayak uydurdular?

 

 

 

 

Önceleri ilk kara sakinlerinin karaya oturmuş ve giderek kıyıda daha fazla zaman geçirmek üzere evrilmiş, suya yalnızca üremek üzere dönen balıklar olduğu düşünülüyordu. Son 20 yılda paleontologlar bu fikri ters yüz eden fosiller buldular. Grönland'de Acanthostega gibi en eski tetrapodlar, aşağı yukarı 365 milyon yıl önce tamamen gelişmiş parmakları olan bacaklara sahiptiler, ancak havayla karşılaşmış olsa kuruyacak olan dahili yüzgeçlerini korumuşlardı. Bu balıkların karaya çıkmadan çok daha önce bacakları evrilmişti. En eski tetrapodlar evrimlerinin çoğunu daha elverişli olan su ortamında geçirdiler. Karaya çıkma en son aşama olsa gerekti.

 

 

Araştırmacılar önceleri tetrapodların atasının elpistostejitler (ing. elpistostegids) olduğunu düşündüler. Bu yaratıklar timsah ya da dev semender gibi görünen ya da davranan devasa ve yırtıcı olan sığ su balıklarıydı. Yuzgeçleri hariç pek çok açıdan tetrapodlara benziyorlardı. Son zamanlara kadar elpistostejitler hakkında bilinenler kötü korunmuş küçük fosil parçacıklarından ibaretti, bu nedenle nasıl bir yaratık olduklarını canlandırmak çok güçtü.

 

Son bir kaç yıldır Kuzey Kanada'nın Nunavut bölgesinin Ellesmere adasında yapılan keşifler bütün bunları değiştirdi. 2006 yılında Edward Daeschler ve ekibi, tetrapodlara esnek boynundan bacaksı yüzgeç yapısına değin benzerlikleri olan suda yaşayan bir yırtıcı görünümünde ve Tiktaalik (*) dıye adlandırılan bir elpistostejitin olağanüstü iyi korunmuş bir fosilini buldular.

 

(*) Tiktaalik: Evrim kuramına göre karaya çıkan ilk canlı olan ve 2006'da fosilleri bulunan hayvan.

 

 

 

Fosilin analizi açık bir şekilde onun bir ara form olduğunu gösterir: bir balığa göreceli olarak daha hareketli bir kafa yapısı ve boynu vardır, her ne kadar eklemli uzantıları yüzgeç gibi görünse de, tetrapodların parmaklarını andırır.

 

Tiktaalik'in yalnızca eklemli uzantılarına adanmış bir tez bile vardır. Aşağıdaki şekilde Tiktaalik'in eklemli uzantısı sağdan üçüncüdür, hala atası Panderichthys gibi yüzgeç tarakları olduğu görüldüğü gibi, daha küçük kemiklerin ayrıldığı sağlam kemikli bir eksene sahip olduğu da görülmektedir. Acanthostega'nın parmakları kadar belirgin olmasa da, o yönde bir değişim olduğu açıktır.

 

 

Bu eklemli uzantılar kolların ve bacakların evrimi hakkında çok şey söyler. Tiktaalik kesinlikle bir kara hayvanı değildi, ama su tabanının üstünde doğrulmasına yardım eden ve hatta bedenini kısmen suyun dışında tutmasına yarayan kaslı ve kemiksi eklemli uzantıları ile kuvvetli bir göğüs kafesine sahipti. Bu eklemli parmakların uzanma, bükülme ve yere dayandığında dışa doğru yayılma yetisi vardı. Bu basit özellik, yani parmakların yayılarak ayak/el temasının yüzey alanını arttırması bugün ellerimizde sahip olduğumuz esnekliğin habercisi olabilir.

 

 

Tiktaalik'in keşfi ve oldukça detaylı analizi tetrapodların evrilmesinden önceki aşamayı göstermekte, ve fosil kayıtlarının her zamanki gibi evrimsel düşünceyle uyum gösteren ne denli sürprizlere gebe olduğunu ortaya koymaktadır.

 

 

Referanslar:

Daeschler, E. B., Shubin, N. H. & Jenkins, F A. Nature 440, 757–763 (2006).

Shubin, N. H., Daeschler, E. B., & Jenkins, F A. Nature 440, 764–771 (2006).

 

Ek kaynaklar:

Ahlberg, P. E. & Clack, J. A. Nature 440, 747–749 (2006).

Clack, J. Gaining Ground (Indiana Univ. Press, 2002)

Shubin, N. Your Inner Fish (Allen Lane, 2008)

Gee, H. Deep Time (Fourth Estate, 2000)

Tiktaalik anasayfa: -http://tiktaalik.uchicago.edu-

Pharyngula: Tiktaalik makes another gap

Evrim Teorisi: Karaya Doğru Giden Antik Balık

 

Yazarların web siteleri:

Edward Daeschler: - www.ansp.org/research/biodiv/vert_paleo/staff.php -

Neil Shubin: - pondside.uchicago.edu/oba/faculty/shubin_n.html -

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

FOSİL KAYDININ CEVHERLERİ

 

3. Tüylerin başlangıcı

 

Charles Darwin'in evrim kuramına yapılan itirazlardan biri de fosil kaydında 'geçiş formlarının' - yani bir ana hayvan grubundan diğerine evrimsel geçişi gösteren formların eksikligi idi. Ancak "Türlerin kökeni üzerine" (On the Origin of Species) kitabının basımından bir yıl kadar sonra, Bavyera'nın Solnhofen bölgesindeki litografik kireçtaşlarında Geç Jurasik döneme ait (yaklaşık 150 milyon yıllık) tek bir tüy bulundu. Bunu 1861'de dişler ve uzun kemikli bir kuyruk gibi cok sayıda ilkel sürüngen özelliklerine sahip, ama tıpkı bir kuş gibi kanatları ve uçmaya yarayan tüyleri olan ilk Archaeopteryx fosili izledi.

 

Archaeopteryx daha çok en erken bilinen kuş olarak tanınsa da, çoğu uzman tüylerine rağmen onun bir dinazor olduğundan şüphe ettiler. Darwin'in meslektaşı ve arkadaşı Thomas Henry Huxley, dinazorlarla kuşlar arasındaki olası evrimsel bağlantıyı öne sürüyordu, ve paleontologlar tüylü dinazorların bir gün bulunacağı gibi biraz da çılgınca bir spekülasyonda bulunuyorlardı.

 

1980'lerde, Çin'in kuzeyinde Liaoning Eyaletinde, erken Kretase döneminden (yaklaşık 125 milyon yıl öncesinden) kalan katmanlarda, çok miktarda ilkel kuş fosilinin tüylü dinazor fosilleriyle birlikte bulunması bu spekülasyonları en dramatik bir biçimde haklı çıkardı.

 

 

 

Çin'in Nanjing Jeoloji ve Paleontoloji Enstitüsü'nden Pei-ji Chen ve arkadaşlarının küçük bir teropod (ing.theropod) olan Sinosauropteryx'i keşfinden sonra çeşitli tüylü formlar bulundu. Bu tüylü dinazorların çoğunun uçmuş olması olası değildi, bu da tüylerin ilk kez uçma dışındaki nedenlerle, örneğin bir olasılıkla seksüel gösteriş ya da ısı yalıtımı nedenleriyle evrilmiş olduğunu gösteriyordu. 2008'de Pekin Çin Bilimler Akademisi'nden Fucheng Zhang ve arkadaşları vücudu sık ve yumuşak tüylerle kaplı küçük bir dinazor olan ve kuyruğunda dört uzun tüy taşıyan, tuhaf yaratık Epidexipteryx'i bulduklarını açıkladılar. Paleontologlar günümüzde artık ilk spekülasyonlarının yeterince çılgın olmadığını ve tüylerin gerçekten dinazorlarda oldukça yaygın olduğunu düşünmeye başladılar.

 

 

Tüylü dinazorların keşfi yalnızca geçiş formları olgusunu sağlamlaştırmakla kalmamış, ayrıca bizler daha problemlerin ne olduğundan bile habersizken evrimin göz kamaştıran çeşitlilikte çözümler getirmiş olduğunu göstermiştir. Uçuş, vücutları tüylerle zaten kaplı olan canlılara kendini sunan ek bir fırsattan başka bir şey değilmiş gibi gözüküyor.

 

Referanslar:

Chen, P.-J., Dong, Z.-M. & Zhen, S.-N. Nature 391, 147–152 (1998).

Zhang, F., Zhou, Z., Xu, X., Wang, X. & Sullivan, C. Nature 455, 1105–1008 (2008).

 

Ek kaynaklar:

Gee, H. (ed.) Rise of the Dragon (Univ. Chicago Press, 2001).

Chiappe, L. Glorified dinosaurs (Wiley-Liss, 2007).

Gee, H. & Rey, L. V. A Field Guide to Dinosaurs (Barron’s Educational, 2003).

Pharyngula: Epidexipteryx

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

FOSİL KAYDININ CEVHERLERİ

 

4. Dişlerin evrimsel tarihi

 

Gelişimle ilgili araştırmaların bir dürtüsü de evrimi yönlendiren düzeneklerin bulunmasıdır. Helsinki Universitesinden Kathryn Kavanagh ve arkadaşları işte bu olguyu, farelerdeki azı dişlerinin göreceli sayısı ve büyüklüğü ile ilgili düzeneklere bakarak araştırdılar. 2007'de yayınlanan bu çalışma, farelerde önden arkaya doğru giderek küçülen azı dişlerinin gelişimini yöneten gen dışavurumunun modelini ortaya koydu.

 

 

 

a, Mouse molars develop sequentially, and the dental lamina extending posteriorly (black arrowhead) from the developing M1 gives rise to M2 at day 16. M3 forms (white arrowhead) posterior to M2 about ten days later. b, In comparison with the situation in vivo, M1 development proceeds normally in vitro and the secondary enamel knots form at day 16 (bright green). In contrast, M2 initiation is delayed in vitro. We suggest that this delay is due to a decrease in mesenchymally secreted activators (blue arrows), whereas M1 continues to inhibit M2 normally. To test this, we cut the posterior tail that forms M2 from M1. Anterior is towards the left. Scale bar, 0.5 mm.

 

Bu çalışmanın güzelliği uygulanışındadır. Araştırmacıların modeli, gelişimin avantajlı olduğu bir yönde süren ekolojik evrime de bir örnek oluşturarak, değişik diyetlerle beslenen faremsi kemirgen türlerde rastlanan diş oluşumu modellerini öngördü. Genel olarak bu çalışma, doğal sistemlerde uyarlamalı (adaptive) değişimleri oluşturabilmek için gen dışavurum modelinin evrim sırasında nasıl değişebileceğini gösterdi.

 

 

Referanslar:

Kavanagh,K.D.,Evans,A.R.&Jernvall,J.Nature 449,427 –432 (2007).

 

Ek kaynaklar:

Polly,P.D.Nature 449,413 –415 (2007).

Evans,A.R.,Wilson,G.P.,Fortelius,M.&Jernvall,J.Nature 445,78 –81 (2006).

Kangas,A.T.,Evans,A.R.,Thesleff,I.&Jernvall,J.Nature 432,211 –214 (2004).

Jernvall,J.&Fortelius,M.Nature 417,538 –540 (2002).

Theodor,J.M.Nature 417,498 –499 (2002).

Pharyngula: Evo-devo of mammalian molars

 

Yazarın web sitesi:

Jukka Jernvall :-http://www.biocenter.helsinki.fi/bi/evodevo-

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

FOSİL KAYDININ CEVHERLERİ

 

5. Omurgalı iskeletinin başlangıcı

 

Bizleri insan yapan özelliklerin çoğunu yalnızca embriyoda bulunan olağanüstü bir dokuya, nöral tüpe borçluyuz. Nöral tüp hücreleri, omuriliğin gelişmesi sırasında ortaya çıkarlar ve ender görülen bir dizi dönüşümleri etkileyerek vücudun her yanına yayılırlar. Nöral tüp olmadan, yüzümüz ve ensemizdeki kemiklerin hemen hepsine ya da derimizin ve duyusal organlarımızın özelliklerinin çoğuna sahip olamazdık. Nöral tüp yalnızca omurgalılara has bir özelliktir, bu da omurgalıların neden belirgin 'kafalara' ve 'yüzlere' sahip olduklarını açıklar.

 

 

 

 

Nöral tüpün evrimsel tarihini ortaya çıkarmak fosil formlarda özellikle zordur, zira embriyonik veriler doğaldır ki yoktur. Örneğin kritik bir soru da, omurgalıların kafatasının ne kadarının nöral tüp hücreleri, ne kadarının da daha derindeki doku tabakalarından oluştuğudur.

 

Yeni yöntemler, araştımacıların, embriyo gelişirken hücreleri tek tek etiketleyip takip etmelerini sağlamıştır. Bu yöntemler nöral tüpten gelişen kemik dokusunun, boyunda ve omuzlarda, tek-hücre düzeyine inerek sınırlarının ortaya çıkarılmasını sağladı. Nöral tüpten gelişen doku, başı, omuz çatısının ön çizgisine oturtur, buna karşın boynun ve omuzların arkasını oluşturan iskelet, mezoderm denilen daha derin bir doku tabakasından gelişir.

 

 

Yaşayan hayvanlarda yapılan böylesine detaylı bir eşleme, uzun süredir soyu tükenmiş, hatta fosilleşmiş deri ve kastan yoksun hayvanların başlarındaki ve boyunlarındaki yapıların evrimine ışık tuttu. Ortak evrimsel bir tarihten kaynaklanan iskelet yapılarındaki benzerlikler kas bağlarına bakılarak belirlenebilir. Örneğin bu yöntem, nesli tükenmiş karada yaşayan omurgalı ata türlerindeki ana omuz kemiği olan kleitrum'un yerini bulmaya yarar. Bu kemik, yaşayan memelilerde kürek kemiğinin bir parçası olarak süregelmiş gözüküyor.

 

Bu tip bir evrimsel taramanın ivedi klinik kullanım alanları olabilir. Londra'daki Wolfson Biyomedikal Araştırma Enstitüsünden Toshiyuki Matsuoka ve arkadaşları tarafından tanımlanan ve nöral tüpten gelişen iskelet parçaları, insanlardaki çeşitli gelişim bozukluklarından dolayı özel bir biçimde etkilenmiş olup, bu bozuklukların kaynağının ve iç yüzünün anlaşılmasına ışık tutuyor.

 

Matsuoka’nın çalışması, yaşayan hayvanların morfolojisinin detaylı analizinin, evrimsel düşüncenin de verdiği bilgilere dayanarak, araştırmacıların soyu tükenmiş ve fosilleşmiş türleri açıklamalarına nasıl yardım ettiğini gösteriyor.

 

Referans:

Matsuoka, T. et al. Nature 436, 347–355 (2005).

 

Yazarın web sitesi:

Georgy Koentges: - www2.warwick.ac.uk/fac/sci/systemsbiology -

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

 

6. Türleşmenin doğal seçimi

 

Evrim kuramı ıraksak (birbirinden uzaklaşan) doğal seçimin, türleşmede her zaman anahtar bir rolü olduğunu öngörür. Dikenli balıkgillerin (lat. Gasterosteus aculeatus) üreme yalıtımının (reproductive isolation), vücut büyüklüğü seçiminin bir yan ürünü olarak evrimleştiğini, Whitewater Wisconsin Üniversitesi'nden Jeffrey McKinnon ve arkadaşları 2004 yılında açıkladılar. Bu çalışma üreme yalıtımının artması ile ekolojik olarak önemli bir özelliğin ıraksaklığı arasındaki bağlantıyı ortaya koydu.

 

 

 

Dikenli balıkgiller (Gasterosteus aculeatus)

 

Bu çalışma olağanüstü büyük bir coğrafi alanda gerçekleşti; Alaska, British Columbia, İzlanda, İngiltere, Norveç ve Japonya'dan alınan balıklar arasında eşleştirme denemeleri yapıldı. Bu araştırma, akarsularda yaşamaya uyum sağlamış balıkların tekrar tekrar denizde yaşayan atalarından ya da okyanusta yaşayan, ama tatlı suya yumurtlamak için dönen balıklardan evrildikleri yönünde, moleküler genetik analizler tarafından da desteklenen sağlam kanıtlar sağladı. Araştırmada saptanan göçmen popülasyonlar, akarsularda yaşayanlara göre daha büyük vücutlara sahiptiler. Balıklar benzer büyüklükteki bireylerle eşleşme eğilimi gösterdiler, bu da değişik akarsu ekotipleri ile onların yakın, denizde yaşayan komşuları arasındaki üreme yalıtımının iyi bir açıklamasıydı.

 

Evrimsel ilişkiler göz önüne alındığında, akarsu ya da deniz türü olsun, değişik dikenli balıkgil türleri arasında yapılan bir kıyaslama, değişen çevre koşullarına uyumun üreme yalıtımına neden olduğu görüşünü destekledi. Araştırmacıların deneyleri ayrıca büyüklük ıraksaması ile üreme yalıtımının arttığını kesinleştirdi - gerçi belli bir dereceye kadar büyüklükten başka özelliklerin de üreme yalıtımına katkıda bulunduğu da saptandı.

 

Referanslar:

McKinnon, J. S. et al. Nature 429, 294–298 (2004).

 

Ek kaynaklar:

Gillespie, R. G. & Emerson, B. C. Nature 446, 386–387 (2007).

Kocher, T. D. Nature 435, 29–30 (2005).

Emerson, B. C. & Kolm, N. Nature 434, 1015–1017 (2005).

 

Yazar web siteleri:

Jeffrey McKinnon: - facstaff.uww.edu/mckinnoj/mckinnon.html -

David Kingsley: - kingsley.stanford.edu -

Dolph Schluter: - www.zoology.ubc.ca/~schluter -

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

 

 

7. Kertenkelelerde doğal seçim

 

Yaygın bir evrimsel hipotez de, yeni ortamlardaki davranış sapmalarının doğal seçimin etkilerini silmesidir. Ancak, Harvard Üniversitesinden Jonathan Losos ve arkadaşlarının 2003 yılında yaptıkları araştırmanın bu kuramı desteklediği söylenemez. Araştırmacılar, Bahamalardaki altı küçük adaya, karada gezen büyük ve yırtıcı bir kertenkele olan Leiocephalus carinatus'u soktular, diğer altı adayı da denetim ortamı olarak kullandılar. Bu kertenkelenin avladığı daha küçük bir kertenkele olan Anolis sagrei'nin, avcıları L. carinatus'un doğaya sokulduğu adaların yüksek kesimlerindeki bitkisel alanlarda, denetim adalarına kıyasla, daha fazla vakit geçirdiği saptandı. Buna rağmen A. sagrei'nin ölüm oranı deneylerin yapıldığı adalarda, denetim adalarına kıyasla çok daha yüksekti.

 

 

 

Daha büyük vücutlu avcı kertenkelenin varlığı, daha uzun bacaklı, daha hızlı koşan, A. sagrei erkek kertenkelelerin seçimine yol açtı, ve yakalanması ve yutulması daha zor olan daha büyük vücutlu dişileri avantajlı duruma getirdi. Araştırmacılar erkeklerin büyüklüğü ile ilgili bir doğal seçime rastlamadılar; zira gösterişli teritoryal davranışlarından ötürü daha büyük erkeklerin yakalanabilir hale geleceğini önerdiler.

 

Bu çalışma, bir avcı türün tanıtılmasının, avlanan türün bireylerinin, davranışlarını avlanmalarının riskini azaltacak yönde değiştirmesine, ayrıca ekolojik olarak nüfusun cinsleri arasında değişen evrimsel bir tepkiye de neden olduğunu göstermiş oldu.

 

Referanslar:

Losos,J.B.,Schoener,T.W.&Spiller,D.A.Nature 432,505 –508 (2004).

 

Ek kaynaklar:

Butler,M.A.,Sawyer,S.A.&Losos,J.B.Nature 447,202 –205 (2007).

Kolbe,J.J.et al.Nature 431,177 –181 (2004).

Calsbeek,R.&Smith,T.B.Nature 426,552 –555 (2003).

Losos,J.B.et al.Nature 424,542 –545 (2003).

 

Yazarın web sitesi:

Jonathan Losos: - www.oeb.harvard.edu/faculty/losos/jblosos -

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

 

8. Eş-evrimin bir örneği

 

Türler rekabet ederek, beraber evrilirler. Avcılar avlarını yakalamak için daha ölümcül silahlar ve yetenekler geliştirirler, bu ise Darwin'in 'varolma savaşı' kuralsalı bağlamında, avlananların avcılardan kaçmada daha başarılı olmalarına yol açar, ve silahlanma yarışı bu şekilde sürer gider.

 

Silahlanma yarışı dinamiği ile ilgili çalışma yapmanın bir sorunu da, bu dinamiğin ancak günümüzde görülebilir olmasıdır. Tarihsel değişimleri ortaya çıkarmak sorunludur, zira evrim erken aşamaların hepsini siler.

 

Ne mutlu ki, Belçika'daki Katolik Leuven Üniversitesinden Ellen Decaestecker ve arkadaşları, su bitleri (Daphnia) ve onları istila eden mikroskobik parazitler arasında gerçekleçen eş-evrimsel silahlanma yarışı ile ilgili beklenmedik bir istisna keşfettiler, bu araştırmalar 2007'de yayınlandı. Su bitleri parazitlerden kaçmada daha başarılı oldukça, parazitler de onlara bulaşmada daha başarılı olur hale geldiler. Bu sistemde hem su bitleri hem de parazitler, paylaştıkları ortam olan gölün tabanındaki çamurun içinde uyku halinde (dormant) olarak yıllarca yaşayabiliyordu. Gölün katmanlarının oluştuğu yılları saptamak olasıydı, ve herhangi bir katmanda gömülü olan su bitleriyle parazitler canlandırılabiliyordu. Böylece karşılıklı etkileşimleri ve hatta geçmiş ya da gelecekteki su bitleri ve parazitlerle olan etkileşimleri bile sınanabildi.

 

 

 

Teorik beklentileri haklı çıkaran bir bulgu da, parazitin taşıyıcısına en çok bir kaç yıl içerisinde uyum sağlayabilmesiydi. Her seferinde bulaşıcılığı değişime uğramasına karşın, parazitin zehirliliği ve seçilim değeri, su bitlerinin onlara karşı direnme yeteneği ile her aşamada eşitlenerek, sürekli artış gösterdi.

 

 

Bu çalışma, eş-evrim sürecinin yüksek-rezolusyonlu tarihsel kaydını kullanarak evrim kuramını doğrulayan güzel bir örnek oluşturdu, şöyle ki, parazitlerle taşıyıcıları arasındaki etkileşimlerin, belli bir zamanda sabitlendiğini değil, nesilden nesile doğal seçimle yönlendirilen uyarlanım ve karşı-uyarlanımın oluşturduğu dinamik bir silahlanma yarışının sonucu gerçekleştiğini gösterdi.

 

 

Referanslar:

Decaestecker,E.et al.Nature 450,870 –873 (2007).

 

Ek kaynaklar:

The Red Queen Hypothesis:http://en.wikipedia.org/wiki/Red_Queen

Van Valen,L.Evol.Theory 1,1 –30 (1973).

 

Yazarın web sitesi:

Ellen Decaestecker: - bio.kuleuven.be/de/dea/people_detail.php?pass_id=u0003403-

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

 

 

9. Yabani kuşlarda ayrımsal yayılım

 

Göçlerin neden olduğu gen akışı, yerel şartlara olan uyarlanımı kesintiye uğratabilir ve popülasyonlar içinde veya arasında gerçekleşen evrimsel ayrımsamaya karşı gelebilir. Nitekim, klasik popülasyon genetik kuramı, yerel popülasyonların göç ettikleri ve birbirleriyle karışıp üredikleri oranda, genetik olarak birbirlerine benzeyeceklerini öngörür. Bu kuram akla uygun görünür, ve gen akışının diffüzyon (yayılma) gibi rastgele bir süreç olduğunu varsayar. Ancak, "Oxford Edward Grey Institute of Field Ornithology"dan Ben Sheldon ve arkadaşlarının 2005 yılında açıkladıkları gibi, rastgele olmayan yayılımın aslında yerel uyarlamayı ve evrimsel ayrımı kuvvetlendirmesi olasıdır.

 

 

 

Bu araştırma, Oxforshire'daki bir ormanda yaşayan Parus Major (Büyük Baştankara) kanarya türü üzerinde onlarca yıldır yapılan bir çalışmanın bir bölümünü oluşturuyor. Araştırmacılar, bu kanaryanın yavrularının ağırlığındaki genetik değişimin tipinin ve miktarının, ormanın bir bölgesinden diğerine değiştiğini saptadılar. Bu değişim paterni, ormanın değişik bölgelerinde, yerel uyarlamaya yol açan değişik seçim tepkilerine neden oldu. Bu etki, rastgele olmayan yayılımla arttı; kuşlar bireysel olarak, seçilim değerlerini arttıran yerleri seçiyor ve oralarda ürüyorlardı. Araştırmacılar böylece, "eğer gen akışı homojen değilse, evrimsel ayrımsamanın hızlı bir biçimde gerçekleşebileceği, ve şaşırtıcı düzeyde küçük bir bölgesel ölçekte olabileceği" sonucuna ulaştılar.

 

Parus Major üzerine Hollanda'nın Vlieland adasında yapılan ve Nature dergisinin aynı sayısında yayınlanan bir başka çalışmada, Heteren'deki Hollanda Ekoloji Enstitüsünden Erik Postma and Arie van Noordwijk, rastgele olmayan yayılımın yönlendirdiği gen akışının, küçük bir bölgesel ölçekte yuva büyüklüğünde büyük bir genetik farka neden olduğunu, yine bu bilim insanlarının deyimi ile "yerel uyarlanımların evrimi ve genetik popülasyon yapısı üzerine göçlerin büyük etkisini" saptamış oldular.

 

 

Referanslar:

Garant,D.,Kruuk,L.E.B.,Wilkin,T.A.,McCleery,R.H.&Sheldon,B.C.Nature 433,60 –65 (2005).

Postma,E.&van Noordwijk,A.J.Nature 433,65-68 (2005).

 

Ek kaynaklar:

Coltman,D.W.Nature 433,23 –24 (2005).

 

Yazar web siteleri:

Ben Sheldon: - www.zoo.ox.ac.uk/egi/people/faculty/ben_sheldon.htm -

Erik Postma: - www.nioo.knaw.nl/ppages/epostma -

Arie van Noordwijk: - www.nioo.knaw.nl/PPAGES/avannoordwijk -

David Coltman: - www.biology.ualberta.ca/faculty/david_coltman -

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

 

10. Lebisteslerde seçmeli sağkalım

 

Doğal seçim, seçilim değerini (fitness) arttıran özellikleri kayırır. Zamanla, böylesi bir seçimin, daha dezavantajlı ya da zararlı türlerin aleyhine avantajlı genetik değişimleri sabitleştirerek genetik çeşitliliği tüketeceği beklenebilir. Ancak genetik popülasyonlar sıklıkla yüksek miktarda genetik değişim gösterir.

 

 

 

Trinidad Lebistesleri

 

Bunun bir örneği de erkek lebistes'in (Poecilia reticulata) renk izlerinde (pattern) görülen genetik polimorfizmdir. 2006'da rapor edildiği gibi Urbana-Champaign'deki İllinois Üniversitesi'nden Kimberly Hughes ve arkadaşları Trinidad'daki üç yabani lebistes popülasyonuna ait değişik renk izli erkeklerin frekansları ile oynadılar. Ender rastlanan türlerin, çokça bulunan türlere göre sağkalım şanslarının çok daha fazla olduğunu gösterdiler. Özetle, türler enderleştikçe, sıklıkla rastlanan türlere göre daha fazla kayırılarak seçildiler.

 

Doğal seçimin ender tipleri kayırdığı 'frekans-bağımlı' sağkalım olgusunun, insanlarda ve diğer memelilerde mokeküler, morfolojik ve sağlıkla ilgili polimorfizmin korunması çalışmalarında etkileri oldu.

 

Referanslar:

Olendorf, R. et al. Nature 441, 633–636 (2006).

 

Ek kaynaklar:

Foerster, K. et al. Nature 447, 1107–1110 (2007).

 

Yazar web siteleri:

Kimberly Hughes: - www.life.uiuc.edu/kahughes/hughes_bio.htm -

Anne Houde: - www.lakeforest.edu/academics/faculty/houde -

David Reznick: - www.biology.ucr.edu/people/faculty/Reznick.html -

 

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

DOĞAL ORTAMIN CEVHERLERİ

 

11. Evrimsel tarih önemlidir

 

Evrimin çoğunlukla yaşamın ortaya çıkardığı sorunlara en uygun (optimal) çözümleri bulmakla ilgili olduğu düşünülür. Ancak doğal seçim yalnızca eldeki gereçlerle - yani kendileri de milyonlarca yıllık evrimsel tarihin sonucu gelişmiş olan gereçlerle işlev kazanabilir. Doğal seçim hiç bir zaman boş bir tahtayla başlamaz işe. Eğer öyle olsaydı karada hareket etmek zorunda kalan tetrapodların yüzgeçlerinin bacaklara dönüşmesine gerek kalmazdı; sözgelimi pekala tekerlek evriştirmiş olabilirlerdi.

 

Uyarlanım hünerinin gerçek yaşamdaki bir örneği de uzun, yılansı bir mercan avcısı olan müren balığıdır (Muraena retifera). Tarihsel olarak kemikli balıklar avlarını emme hareketiyle yakalarlar. Yiyeceğine yaklaşan balık, ağzını geniş bir biçimde açarak, avının ve suyun aktığı büyük bir boşluk yaratır. Fazla su solungaçlardan dışarı çıktıkça, balık avını boğazına ve yutak çenelerine (pharyngeal jaws); yani solungaçları destekleyen iskeletten türemiş ikinci bir çene ve diş kümesine doğru emer. Ancak müren balıklarının uzun ve dar şekillerinden ötürü bir sorunu vardır. Çeneleri açıkken bile ağız boşlukları, avlarını yutak çenelerine kadar taşıyacak yeterli emme gücünü sağlamak için çok küçüktür. Bu bilmecenin yanıtı 2007 yılında verildi.

 

 

 

Muraena retifera

 

Kaliforniya Üniversitesi (Davis)'den Rita Mehta and Peter Wainwright, özenli gözlemler ve X-ışını sinematografi yöntemleri ile evrimin nefes kesen çözümünü saptadılar. Avın yutak çenelerine gelmesi yerine, yutak çeneleri ağız boşluğuna kadar ilerliyor, avı yakalayıp geriye doğru çekiyordu. Araştırmacıların açıklamasına göre, bu bir omugalının ikinci bir çene kümesini, hem avını yakalamak hem de yutakta taşımak için kullandığı ilk bilinen örnek oldu, ve kemikli balıkların çoğunda bilinen hidrolik av taşınımına ilk bilinen seçeneği oluşturdu - bu özellik müren balıklarının avcı olarak başarılarına katkıda bulunması olası önemli bir yenilikti.

 

 

Muraena retifera - ikincil yutak çenesinin hareketi

 

Müren balığının yutak çenelerinin mekanik yapısı yılanlar tarafından kullanılan çarksı mandal mekanizmasını andırır - yılanlar da uzun, ince yapılı ve yüksek avcılık yetisi olan yaratıklardır. Bu, uzaktan akraba olan yaratıklarda ortak sorunlara benzer çözümler evrildiğini gösteren 'yakınsama' olayının bir örneğidir.

 

Bu çalışma evrimin koşullu doğasını; bir süreç olarak 'sıfırdan tasarım' lüksüne sahip olmadığını göstermiş oldu.

 

 

Referanslar:

Mehta, R. S. & Wainwright, P. C. Nature 449, 79–82 (2007).

 

Ek kaynak:

Westneat, M. W. Nature 449, 33–34 (2007).

 

Yazar web siteleri:

Rita Mehta: - www.eve.ucdavis.edu/~wainwrightlab/rsmehta/index.html -

Peter Wainwright: - www.eve.ucdavis.edu/~wainwrightlab -

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

 

MOLEKÜLER İŞLEMLERİN CEVHERLERİ

 

12. Darwin'in Galapagos ispinozları

 

Charles Darwin Galapagos adalarına geldiğinde, birbirlerine gagaları dışında çok benzeyen çeşitli ispinoz türlerinin varlığını saptadı. Yer ispinozlarının derin ve geniş, kaktüs ispinozlarının uzun ve sivri, ve çalı ispinozlarının ince ve sivri gagaları vardı. bu ayrımlar diyetleri arasındaki farkları yansıtıyordu. Darwin bütün ispinozların adalara göç etmiş olan ortak bir atası olduğunu tahmin etti. Galapagos ispinozlarının yakın akrabalarının Güney Amerika ana karasında yaşıdıkları biliniyordu, ve "Darwin'in ispinozları", doğal seçimin nasıl olup da ortak bir ata türünden değişik ekolojik ortamlara uyarlanan çeşitli formlara yol açtığının klasik bir örneğini oluşturdu - bu olguya 'uyarlamalı yayılım' (adaptive radiation) dendi. Bu hipotez, o zamandan beri, gaganın derinlik, genişlik veya uzunluğundaki küçük farkların bile kuşların genel seçilim değeri üzerinde önemli sonuçlar doğurabileceği yönündeki veriler tarafından kuvvetlendiridi.

 

 

 

Her kuş türünde hangi genetik mekanizmaların gaga şeklinde özgün değişimlere yol açtığını bulmak için Harvard Üniversitesi'nden Arhat Abzhanov ve arkadaşları, ispinoz yavrularının gaga gelişiminde tetiklenen çeşitli genleri incelediler, ve çalışmaları 2006 yılında basıldı. Araştırmacılar, gaga şeklindeki değişimlerin calmodulin denilen, kalsiyum imlemesinde kullanılan ve gelişim ve metabolizma açısından yaşamsal önemi olan bir moleküle ait genin ifade edilmesindeki farklar ile çakıştığını buldular. Calmodulin, kaktüs ispinozlarının uzun ve sivri gagalarında, diğer türlerin daha küt olan gagalarına göre daha güçlü bir biçimde ifade ediliyordu. Gagayı oluşturan embriyonik dokularda calmodulin ifadesinin yapay olarak arttırılması, kaktüs ispinozlarındakine benzer bir biçimde, üst gaganın uzamasına neden oldu. Ulaşılan bu sonuç, Darwin'in ispinozlarındaki gaga şeklindeki değişimlerin en azından bir kısmının calmodulin etkinliğindeki değişime bağlı olduğunu gösterdi, ve genel olarak calmodulin'in yüze ve kafatasına ait kemiklerin gelişimindeki önemini de göstermiş oldu.

 

 

Bu çalışma biyologların evrimsel değişimin altında yatan moleküler değişimleri saptayarak, değişimi salt belgelemenin ötesine nasıl geçtiklerini gösterdi.

 

Referans:

Abzhanov, A. et al. Nature 442, 563–567 (2006).

 

Yazar web siteleri:

Clifford Tabin: - www.hms.harvard.edu/dms/bbs/fac/tabin.html -

Peter Grant: - www.eeb.princeton.edu/FACULTY/Grant_P/grantPeter.html -

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

 

MOLEKÜLER İŞLEMLERİN CEVHERLERİ

 

 

13. Mikroevrimin makroevrimle karşılaşması

 

Darwin evrimsel değişimin son derece küçük adımlarla gerçekleştiğini düşünüyordu. Bu adımları uzun zaman süreçlerine açıldığında biçim ve işlev olarak büyük değişikliklerle sonuçlanacak 'belirsiz dereceler' (‘insensible gradations’) olarak niteledi. 'Mikroevrim' diye nitelenen bu küçük değişimlerin olduğu yönünde çok sayıda delil vardır - örneğin ilaca karşı direncin evrimi, belgelenen pek çok örnekten yalnızca birisidir.

 

Fosil kayıtlarına bakarak 'makroevrim' diye nitelenen, türlerden başka türlere olan değişimin gerçekleştiği sonucuna da ulaşabiliriz, ancak makroevrimi olurken gözlemlemek doğal olarak çok daha güçtür. Buna rağmen makroevrimin mekanizmaları, şu anda ve burada, genlerin mimarisinde gözlemlenebilir. Zaman zaman organizmaların günlük yaşamlarında kullanılan genler, hayvan şeklinin ve gelişiminin önemli özelliklerini yönlendiren genlerle bağlantılı ya da aynı olan genlerdir. Dolayısıyla gündelik evrimin büyük etkileri olabilir.

 

 

 

Drosophila biarmipes

 

Chevy Chase, Maryland'daki Howard Hughes Tıp Enstitüsünden Sean Carroll ve arkadaşları, Drosophila biarmipes türünden erkek sineklerin kanatlarındaki belli bir beneği kazandıran moleküler mekanizmayı incelediler; ve bulgularını 2005 yılında yayınladılar. Araştırmacılar, bu beneğin evriminin, pigmentasyonda kullanılan bir genin ata türe ait düzenleyici bir elemanındaki değişikliklerle bağlantılı olduğunu gösterdiler. Bu düzenleyici eleman, kanat gelişiminin çok eskiden kalma öğeleri olan uyarlayıcı öğeleri bağlayan konumları zamanla kazanıyordu. Özellikle sarı genin düzenleyici elemanına bağlanan uyarlayıcı öğelerden biri de, gelişimin bütününe temel katkısı olan kıvrımlı (engrailed) gen tarafından kodlanıyordu.

 

Bu çalışma, herhangi bir süreç için kullanılmış olan bir genin başka bir süreçde kullanım için seçildiğini, ilke olarak bunun makroevrimsel değişimi yönlendirdiğini gösterdi.

 

Referans:

Gompel, N., Prud’homme, B., Wittkopp, P. J., Kassner, V. A. & Carroll, S. B. Nature 433, 481–487 (2005).

 

Ek kaynaklar

Hendry, A. P. Nature 451, 779–780 (2008).

Prud’homme, B. et al. Nature 440, 1050–1053 (2006).

 

Yazar web sitesi:

Sean Carroll: - www.hhmi.org/research/investigators/carroll_bio.htm -

 

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

 

MOLEKÜLER İŞLEMLERİN CEVHERLERİ

 

 

14. Yılanlarda ve deniz taraklarında zehire karşı direnç

 

Biyologlar giderek, uyarlamalı evrimsel değişimi oluşturan moleküler düzenleri anlamaya başladılar. Örneğin bir tür su keleri (semender) olan Taricha granulosa'nın bazı popülasyonlarında, bireylerin küçük yılanlara (Thamnophis sirtalis) karşı savunma amacıyla derilerinde sinir zehiri tetrodotoksini (tetrodotoxin) biriktirdikleri saptandı. Tetrodotoksin üreten su kelerlerini avlayan yılanlar bu zehire karşı direnç evirmişlerdir. Kaliforniya'daki Stanford Tıp Okulu'ndan Shana Geffeney ve arkadaşları, bu direncin altında yatan düzeni son derece özenli bir çalışmayla ortaya koydular; bu çalışmaları 2005'de yayınlandı. Küçük yılanların, avları olan su kelerlerine karşı oluşturdukları direncin düzeyindeki değişim, tetrodotoksinin belli bir sodyum kanalına olan bağlantısına etki eden moleküler değişimlere değin izlenebilir.

 

 

 

Su kelerini avlayan yılan

 

Kanada'daki Nova Scotia Deniz Biyobilim Enstitüsü'nden Monica Bricelj ve arkadaşlarının Nature dergisinin aynı sayısında bildirdikleri gibi, benzer bir zehire karşı direnç seçimi de, Kuzey Amerika'nın Atlantik kıyısında yaşayan deniz taraklarında (Mya arenaria) gerçekleşir. 'Kırmızı gelgitleri' oluşturan yosunlar insanlarda felç yapan ve kabuklu deniz ürünleri zehirlenmesinin başlıca nedeni olan saksitoksin'i (saxitoxin) üretirler. Deniz tarakları yosunu yedikleri zaman zehire maruz kalırlar. Periyodik olarak kırmızı gelgitlerin olduğu yerlerde yaşayan deniz tarakları bu zehire karşı göreceli olarak direnç gösterirler ve zehiri dokularında biriktirirler. Gelgitten etkilenmeyen yerlerde yaşayan deniz taraklarında böyle bir direnç evrilmemiştir.

 

 

Deniz tarağı

 

Zehire maruz kalan popülasyonlarda zehire karşı oluşan direnç, saksitoksinin bağını oluşturan bir bölgedeki bir sodyum kanalını kodlayan genin tek bir mutasyonuyla bağlantılıdır. Dolayısıyla saksitoksin deniz taraklarında güçlü bir seçici etmen gibi davranır ve genetik uyarlanıma yol açar.

 

Bu iki çalışma çok değişik taksonomilere ait olan türlerde, benzer seçici baskıların nasıl benzer uyarımlı yanıtlara yol açabildiğini göstermiştir.

 

 

Referanslar:

Geffeney, S. L., Fujimoto, E., Brodie, E. D., Brodie, E. D. Jr, & Ruben, P. C. Nature 434, 759–763 ( 2005).

Bricelj, V. M. et al. Nature 434, 763–767 (2005).

 

Ek kaynaklar:

Mitchell-Olds, T. & Schmitt, J. Nature 441, 947–952 (2006).

Bradshaw, H. D. & Schemske, D. W. Nature 426, 176–178 (2003).

Coltman, D. W., O’Donoghue, P, Jorgenson, J. T., Hogg, J. T. Strobeck, C. & Festa-Bianchet, M. Nature 426, 655–658 (2003).

Harper Jr, G. R. & Pfennig, D. W. Nature 451, 1103–1106 (2008).

Ellegren, H. & Sheldon, B. Nature 452, 169–175 (2008).

 

Yazar web siteleri:

Shana Geffeney: - wormsense.stanford.edu/people.html -

Monica Bricelj: - marine.biology.dal.ca/Faculty_Members/Bricelj,_Monica.php -

 

***

BAŞA DÖN

[Φ GeceKuşu]

***

 

MOLEKÜLER İŞLEMLERİN CEVHERLERİ

 

 

15. Çeşitlilik ve Kararlılık

 

Türler, milyonlarca yıl fosil kaydındaki izlerini toplamamızı sağlayacak kadar değişmeden kalırlar. Ancak değişirler, sıklıkla da aniden olur bu değişimler. Bu olgu, genelikle belli yollar boyunca gelişen türlerin geri planda ani değişim için gerekli potansiyeli saklayıp saklamadığı yönünde bir soru oluşturdu, şöyle ki, çevre baskısının yoğun olduğu dönemlerde, biriken gizli bir değişim selinin aniden serbest kalması gibi, üzerinde seçimin oluşabileceği bir değişim.

 

Böylesi bir 'evrimsel kapasite' fikri ilk kez Suzanne Rutherford ve Susan Lindquist tarafından meyve sinekleri üzerine yapılan şaşırtıcı deneyler kapsamında ortaya atıldı. Fikirleri şöyleydi, gelişim sürecinin düzenlenmesinde kullanılan anahtar proteinlere, daha çok stres anlarında salgılanan Hsp90 proteini tarafından eşlik ediliyordu. Bazen, Hsp90 başka süreçler tarafından bastırılıyor, dolayısıyla normal şartlar altında düzenlediği proteinler serbest kalıyor, ve normalde gizli olan bir ani değişim patlamasını açığa çıkarıyordu.

 

 

 

Erkek meyve sineği Drosophila melanogaster

 

New York Albert Einstein Tıp Kolejinden Aviv Bergman ve New York Üniversitesinden Mark Siegal, evrimsel kapasitenin Hsp90'a özel bir olgu veya daha genel bir olgu olup olmadığını araştırdılar; araştrmaları 2003 yılında yayınlandı. Araştırmacılar karmaşık gen şebekelerinin numerik simulasyonunu ve tek olan genlerin silindiği maya türlerinden alınan genom-boyu ifade verilerini kullandılar. Genlerin çoğunun, belki de hepsinin, yedekte tuttukları değişimleri ancak işlevsel olarak ödün verdiklerinde serbest bıraktıklarını gösterdiler. Bir başka deyişle, 'evrimsel kapasite' adeta Hsp90'dan daha ötelere ve derinlere uzanıyordu.

 

Referans:

Bergman, A. & Siegal, M. L. Nature 424, 549–552 (2003).

 

Ek kaynaklar:

Stearns, S. C. Nature 424, 501–504 (2003).

Rutherford, S. L. & Lindquist, S. Nature 396, 336–342 (1998).

 

Yazar web siteleri:

Mark Siegal: - www.nyu.edu/fas/biology/faculty/siegal/index.html -

Aviv Bergman: - www.bergmanlab.org -

Susan Lindquist: - www.wi.mit.edu/research/faculty/lindquist.html -

Suzanne Rutherford: - depts.washington.edu/mcb/facultyinfo.php?id=142 -

Stephen Stearns: - /www.yale.edu/eeb/stearns -

 

 

***

BAŞA DÖN