TÜRLEŞME (2): Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Allopatrik ve Simpatrik Türleşme Ne Demektir?

[Φ GeceKuşu]

name=' ODTÜ Biyoloji ve Genetik Topluluğu' timestamp='' post=''][/b]

TÜRLEŞME: YENİ TÜRLERİN OLUŞUMU ve TÜRLER ARASI İLİŞKİLER

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Allopatrik Türleşme Ne Demektir?

***

Başlarken;

 

TÜRLEŞME (1): Tür Nedir? Tür Tanımları Üzerine...başlığında tür tanımlarından bahsetmiştik. Bu yazımızda ise, daha da önemli bir kavram olan, türleşme kavramından ve türleşme biçimlerinden bahsedeceğiz. Böylelikle bir türün bir diğerine nasıl dönüştüğünü çok net bir şekilde anlaşılabileceğini düşünüyoruz.

 

***

GİRİŞ:

 

İlk olarak, genel kanıyı akıldan silerek başlamakta fayda görüyoruz:

Türleşme, bir farenin bir file birkaç nesil içerisinde ya da kısa sürede veya bir anda değişmesi DEĞİLDİR!

Daha yakın bir örnek verecek olursak türleşme; bir maymunun birkaç nesil geçirerek bir insana dönüşmesi değildir.

Veya denizsel bir canlının bir anda karaya çıkıp koşmaya başlaması değildir.

 

Ne yazık ki bilimsel olmayan bazı kaynaklar, insanların aklında bu şekilde bir imge yaratmaya çalışarak, akabinde söyleyecekleri "Ne kadar da saçma değil mi?" gibi sözlerine zemin hazırlamayı hedeflerler.

Tabii ki bilimde bu tip asılsız iddiaların yeri yoktur

 

***

Bilimsel olarak, türleşme nedir?

 

Türleşme, Biyolojik Tür Tanımı dahilinde, sonradan "ortak ata" olarak anılacak olan bir grup canlının, çeşitli mekanizmalar dahilinde birbirleriyle çiftleşemeyecek kadar farklılaşmaları sonucu, kendi içlerinde çiftleşebilen ancak diğer canlı gruplarıyla verimli döller veremeyen, iki veya daha fazla yeni canlı grubunun oluşması demektir. Filogenetik Tür Tanımı, bu farklılaşmaya ekolojik, niş açısından, morfolojik, vb. bazı değişimleri de katar. Burada unutulmaması gereken nokta, türleşmenin var olabilmesi için üreme açısından verimli olamayacak kadar farklılaşmak genel olarak yeterliyken, diğer açılardan farklılaşmak yeterli olmayabilir. Bu da bir önceki notumuzda açıkladığımız tür tanımını destekleyen bir unsurdur.

 

Türleşme mekanizmaları nelerdir?

 

Türleşme olgusuna iki açıdan yaklaşabiliriz:

 

1) (Allopatrik Türleşme)

Fiziksel Bariyerlerin sebebiyle meydana gelen coğrafi ve cinsel izolasyon sonucu oluşan türleşme,

2) (Simpatrik türleşme)

Fiziksel bariyerlerle birbirlerinden ayrılmayan popülasyonlar içerisinde meydana gelen türleşme.

 

***

[Φ GeceKuşu]

name=' ODTÜ Biyoloji ve Genetik Topluluğu' timestamp='' post=''][/b]

TÜRLEŞME: YENİ TÜRLERİN OLUŞUMU ve TÜRLER ARASI İLİŞKİLER

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Allopatrik Türleşme Ne Demektir?

***

1) Fiziksel Bariyerlerin Varlığında Meydana Gelen Türleşme (Allopatrik Türleşme):

 

Daha önce de değindiğimiz gibi, türlerin birbiriyle üreyemeyecek kadar veya verimli döller veremeyecek kadar farklılaşmalarının en temel yolu, aralarına girecek veya dış etmenlerce sokulacak olan fiziksel engellerdir (bariyerlerdir). Bunu biraz açıklayalım:

 

Doğa, sürekli olarak değişir. Kıtalar hareket eder, mevsimler değişir, rüzgar ve akıntılar yön değiştirir, kuraklık gözlenir ve daha binlerce değişken, etrafımızda sürekli olarak değişir. Bu değişimler sırasında, belirli bölgelerde yaşayan canlılar birbirlerinden ayrı düşebilirler veya bir tür içerisindeki canlılardan bazıları başka bölgelere göç etmek zorunda kalırken, bir kısmı halihazırda var oldukları bölgede kalabilirler. Senaryoları sonsuz sayıda çeşitlendirebiliriz. Bir tanesini ele alalım:

 

A türünden bir fare popülasyonu düşünelim. Bu fareler, normalde bol ağaçlık ve seyrek güneş alan, avcılardan kolayca saklanabilecekleri çalıların bulunduğu, toprağın yumuşak olduğu ve dolayısıyla toprağı delerek çukur açmanın basit olduğu, ortalama olarak 15 derece sıcaklığa sahip olan, kolayca besin bulunabilen bir bölgede yaşıyor olsunlar. Yaşadıkları bölgede bir de nehir bulunsun. Bu nehrin diğer yakası ise, tam tersi özellikler göstersin: Göreceli olarak kısa boylu ve az ağaçların bulunduğu, çok güneş alan ve dolayısıyla ortalama sıcaklığı 23 derece civarında olan, toprağın kurak ve sert olduğu dolayısıyla da delmenin zor olduğu, besin bulmanın göreceli olarak zor olduğu ve avcıların çok daha aktif olarak bulunduğu ve avlandığı bir alan olsun. Burada yaşamak zor olduğundan A türüne ait bireylerin o yakada yaşamadığını düşünelim.

 

Bu şekilde yüzlerce yıldır yaşarlarken, bölgede çok şiddetli, örneğin 9.0 şiddetinde bir deprem meydana geldiğini varsayalım. Bu depremin, nehrin akışını saptırdığını ve eskiden A türünden farelerin bulunduğu bölgenin tam ortasından geçmeye başladığını ve fare popülasyonunu tam ortadan ikiye ayırdığını, farelerin bir kısmını (yarısı diyelim) kurak tarafa attığını varsayalım. Şimdi, farelerimiz tamamen farklı bir ortamdadırlar ve burada hayatta kalma savaşı vereceklerdir. Ne tip seçilimlerden geçtiğini burada ele almayacağım, uzatmamak adına, ancak kuru toprağa daha iyi adapte olanların, daha güçlü kazıcı uzuvlara sahip olanların, avcılardan daha aktif olarak kaçabilenlerin, yüksek sıcaklıklara ve şiddetli güneş ışınlarına daha çok dayanabilenlerin hayatta kalacağını görmek zor değildir.

 

İşte bu şekilde, eskiden birbiriyle rahatça çiftleşebilen fareler, artık nehir sebebiyle birbirleriyle çiftleşemeyeceklerdir. Nehrin araya girmesiyle popülasyonun bireylerini birbirinden ayırmasına coğrafi izolasyon; türlerin birbiriyle çiftleşmelerine engel olacak şekilde olan coğrafi izolasyona ise cinsel izolasyon denir. (örneğin bu nehir, bir kuş popülasyonunu coğrafi olarak bölebilir; ancak cinsel olarak bölemez, çünkü kuşlar nehrin üzerinden uçabilirler)

 

***

[Φ GeceKuşu]

name=' ODTÜ Biyoloji ve Genetik Topluluğu' timestamp='' post=''][/b]

TÜRLEŞME: YENİ TÜRLERİN OLUŞUMU ve TÜRLER ARASI İLİŞKİLER

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Allopatrik Türleşme Ne Demektir?

***

Birbirinden ayrılan bu popülasyonlar, farklı seçilim baskıları etkisinde, nesiller boyu kendi içlerinde ama birbirleriyle çiftleşemeyecek şekilde ürerler ve yaşamlarını sürdürürler. İlk ortamdan, yeni ve kurak ortama geçen canlılar üzerinde yukarıda bahsettiğimiz gibi yoğun bir seçilim baskısı oluşur ve sürekli olarak popülasyonda belirli bireyler avantajlı konumda olur ve seçilirler. Diğerleri ise elenirler. Nesiller boyu bu seçilim devam eder ve yeni ortamdaki fareler, yavaş yavaş o ortama daha fazla adapte olacak şekilde (daha doğrusu daha fazla adapte olanların seçilmesi sonucu) farklılaşırlar. İşte bu, Evrim'dir. Peki türleşme hangi noktada devreye girer?

 

Yeni ortama geçen popülasyon, sadece morfolojik özellikler açısından farklılaşmazlar. Bir diğer hatalı algılanan nokta da budur. Daha önceki yazılarımızda da paylaşmıştık, bir ayının daha güçlü pençeler geliştirmesi (daha doğrusu daha güçlü pençeli olan ayıların seçilerek hayatta kalması) sadece pençe yapısını morfolojik olarak ilgilendiren bir değişim değildir. Bu değişim dahilinde, kemikler, kaslar ve tendonlar yeniden düzenlenmesi gerekir (daha doğrusu en uygun olarak düzenlenenler avantajlı olurlar ve seçilirler), bu pençeyi besleyen damarlar ve sinirler değişir ve gelişir, hatta gerekirse beyin bu yeni pençeyi kontrol edebilmek için daha da gelişmesi gerekir. Hatta bu gelişimler dahilinde (başka organları ele alırsak) bazı organların yerlerinin değişmesi veya daha farklı biçimlere bürünmesi gerekebilir. Yani bir değişim, zincirleme olarak pek çok değişimi beraberinde getirir. İşte bu, Evrim'dir.

 

Bu değişimler genellikle çok küçük adımlar halinde olur ve asla ama asla tek bir bireyde meydana gelmezler! Bu da yanlış anlaşılan diğer bir noktadır: Evrim, asla bireyler üzerinde gerçekleşmez! Yani bir insan, asla evrimleşmez. Evrimleşen, popülasyonlardır! Yani insan popülasyonları evrimleşir. Çünkü evrimleşmek için, hayatta kalmak ve üremek gerekir. Üreme olmadan, evrimleşmekten bahsedilemez. Üreme sonucu doğan farklı çeşitlilikteki bireyler doğa karşısında teste tabi tutulurlar. En başarılı olanlar hayatta kalır ve ürerler; bunun sonucunda da kendilerini göreceli olarak üstün kılan genleri yavrularına aktarırlar. Böylece nesiller boyunca evrim gerçekleşir; hiçbir zaman tekil bireyler evrimleşmezler.

 

Fare örneğimize dönecek olursak; yeni ortama zorla geçirilen bireyler nesiller boyunca farklılaşırlar ve bulundukları tamamen zıt ortama adapte olacak şekilde evrimleşirler. Yukarıdaki ayı örneğinde de açıkladığımız gibi, tek bir değişim bile onlarca değişimi beraberinde getirecektir. Ki bu örneğimizde pek çok değişken değişmiştir. Bunun sonucunda zincirleme olarak pek çok özellik değişecektir: Kas yapıları, kıl rengi, boyutlar, bacak tipleri, vb. kökten değişecektir. Bu sinir sistemini, iskelet sistemini, dolaşım sistemini ve diğer pek çok sistemi ve organı etkileyecektir. Ve en nihayetinde, üreme sistemi de bundan etkilenecektir. Genellikle üreme sisteminin etkilenmesi, dolaylı yollarla olur. Diğer sistemler, organlar ve yapılar değişirken, değişen aslında fizyolojik görüntüleri değildir. Değişenler, genlerdir. Daha doğru bir ifadeyle, sürekli olarak daha avantajlı özelliklere sahip yapı, organ ve sistemleri kodlayan gen yapıları, popülasyon içi çeşitlilik dahilinde seçilir. Bu seçilim sonucunda türler farklılaşır ve farklı canlılar doğa koşullarına tabi tutulurlar. En başarılıları hayatta kalır ve ürer. Bunun sonucunda yine genler seçilir. Bu böyle devam eder. İşte bu genetik birikim ve değişim, eninde sonunda üreme mekanizmalarını ve üreme sırasında kullanılan sperm ve yumurtanın genetik yapısını değiştirir.

 

Bunun sonucunda, sayısız nesil sonra, yeni ortama gitmeye zorlanan bireyler o kadar farklılaşırlar ki, eski ortamlarında kalmış olan farelerle çiftleşemeyecek hale gelirler. İşte buna biz allopatrik türleşme diyoruz. Yani fiziksel bariyerler sebebiyle meydana gelen coğrafi ve cinsel izolasyon sonucu oluşan türleşme.

 

***

[Φ GeceKuşu]

name=' ODTÜ Biyoloji ve Genetik Topluluğu' timestamp='' post=''][/b]

TÜRLEŞME: YENİ TÜRLERİN OLUŞUMU ve TÜRLER ARASI İLİŞKİLER

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Allopatrik Türleşme Ne Demektir?

***

Peki iki tür arasındaki farklılık ne kadardır?

 

İşte bu çok önemli bir noktadır: Yine burada, "ehil göz" olayı işin içerisine girmektedir. Sizin hayata bakış açınız ve biyolojiden ne kadar anladığınız çok önem kazanmaktadır. Siz, bütün farelere "fare işte" diyip geçen biri misiniz? Yoksa gerçek bir bilim insanı gözüyle, aradaki en ufak farkı bile görecek şekilde uzmanlaşmış mısınız? Bu, sorumuzun cevabını verecektir.

 

Esasında -çoğu zaman Evrim Karşıtlarının ısrarla iddia ettiği ve pratik olarak haklı, teknik olarak haksız oldukları gibi- "fare, hala faredir". Yani değişim, öyle beklenildiği gibi bir farenin bir file değişmesi gibi değildir. Renk değişir, yapı değişir, özellikler değişir ama "fare, faredir". Tabii ki Biyoloji'den anlayamayan biri için...

 

Fare, belki hala fare gibi görünür; ancak artık eski fare değildir!

Ve şu anda, sadece birkaç on ya da yüz nesil içerisinde meydana gelen değişimlerden bahsettik. Daha farklı senaryolar dahilinde, daha farklı evrimleri işin içine katabilirdik: Örneğin ya büyüklük inanılmaz avantaj sağlasaydı yeni ortamda? Bizim eskiden o "fare" dediğimiz şey, günümüzün göreceli olarak küçük kedileri boyutuna kadar büyüselerdi (tabii yapılarında ve görünüşlerinde yüzlerce, binlerce değişiklik meydana gelerek ve dikkat! Fare, kediye dönüşseydi demiyorum, sadece boyut veriyorum)? O zaman da onlara "fare" diyecek miydik?

 

Her neyse, bu noktayı artık geçelim, kısaca evet, ortada ciddi bir değişim vardır ve bu sadece birkaç on ya da yüz nesil içerisinde meydana gelmiştir. Artık bu yeni "fareler", tamamen ayrı bir Evrim patikasına girmişlerdir. Bilimsel isimleri, belki yine Mus cinsi içerisindedir; ancak -atıyorum- eski ortamda kalan farelerin adı Mus caroli ise, yeni ortamdaki farelerin adı Mus cervicolor olabilir. Yani farklı bir tür meydana gelmiştir.

 

Eğer ki türler arasında farklılaşma meydana gelseydi; ancak hala birbirleriyle üreyebiliyor olsalardı, o zaman yeni ortamda evrimleşen gruba bir alt tür diyecektik ve eski ortamda kalmış grubun adı -atıyorum- Mus caroli caroli olacakken, yeni türün adı Mus caroli cervicolor olacaktı.

 

Bu farklılaşma çok uzun süreler sürdüğünde ve farklı değişkenler işin içine girdiğinde, bir süre sonra dallanmalar ve izolasyonlar o kadar artabilecektir ki, yeni cinsler (tür toplulukları) oluşabilecektir. İşte Evrim Ağacı bu şekilde dallanmalar sonucu oluşur.

 

***

Kaynaklar:

http://www.talkorigi...speciation.html

Life: The Science of Biology (Sadava, et. al), 2011

 

***

[Φ GeceKuşu]

name=' ODTÜ Biyoloji ve Genetik Topluluğu' timestamp='' post=''][/b]

TÜRLEŞME: YENİ TÜRLERİN OLUŞUMU ve TÜRLER ARASI İLİŞKİLER

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Simpatrik Türleşme Ne Demektir?

***

Buraya kadar öğrendiklerimizi bir özet olarak tekrarlayacak olursak:

 

Türleşme, Biyolojik Tür Tanımı dahilinde, sonradan "ortak ata" olarak anılacak olan bir grup canlının, çeşitli mekanizmalar dahilinde birbirleriyle çiftleşemeyecek kadar farklılaşmaları sonucu, kendi içlerinde çiftleşebilen ancak diğer canlı gruplarıyla verimli döller veremeyen, iki veya daha fazla yeni canlı grubunun oluşması demektir.

 

1) Allopatrik türleşme, fiziksel bariyerler sebebiyle meydana gelen coğrafi ve cinsel izolasyon sonucu oluşan türleşmedir.

 

Ancak türleşme, sadece fiziksel bariyerler sonucunda oluşmaz. Kimi zaman, bir popülasyonun bireyleri (örneğin bir önceki yazımızdaki fare popülasyonu) birbirlerinden coğrafi bir bariyerle (örneğin deprem sonucu yönü değişen nehirle) ayrılmadan da, aynı popülasyon içerisinde türleşme meydana gelebilir.

 

***

2) (Simpatrik türleşme)

 

Simpatrik türleşme, fiziksel bariyerlerle birbirlerinden ayrılmayan popülasyonlar içerisinde meydana gelen türleşmeye verilen isimdir.

 

Bunu hemen bir örnek ile açıklayalım:

1800'lerin ortasında Rhagoletis pomonella isimli bir sinek, yalnızca Kuzey Amerika'da bulunan alıç bitkisi (hawthorn) üzerinde yaşamakta, çiftleşmekte ve yumurtalarını bırakmaktaydı. Ancak bundan 150 yıl önce, Avrupalıların bir kısmı Kuzey Amerika'ya elma ağaçlarını getirdi ve dikmeye başladı. Bundan sonra, Rhagoletis'lerin bir kısmı, diğerleriyle aynı ortamda bulunan elma ağaçları üzerinde yaşamaya başladı. Bunun sebebi, elma ağaçlarının alıç ile oldukça yakın akraba olmasıdır. Yalnız bu noktada önemli bir fark vardır: Elma, alıça göre farklı kokmaktaydı ve mevsimsel olgunlaşma zamanı, alıçtan önceydi.

 

Elma ağaçları yepyeni bir yaşam alanı olduğu ve henüz ele geçirilmediği için, ağaçlar üzerine yerleşen Rhagoletis'ler kısa sürede özgürlük avantajlarını kullanarak sayılarını arttırdılar ve elma ağacının kokusunu tercih edecek ve elmanın oluştuğu dönemde yumurtalarını bırakacak şekilde farklılaşmaya başladılar. Diğer tarafta, alıç üzerinde yaşayanlar, varlıklarını sürdürüyorlardı.

 

Günümüzde, Kuzey Amerika'da iki grup Rhagoletis pomonella yaşamaktadır. Bir grup, yumurtalarını sadece alıç üzerindeki meyvelere bırakır, bir diğer grup ise sadece elma ağaçları üzerine... Ayrıca, bu iki bitkinin olgunlaşma zamanları birbirinden farklı olduğundan dolayı aralarında, coğrafi izolasyona bağlı olmaksızın oluşan cinsel izolasyon meydana gelmiştir; yani iki grup (varyete, çeşit) birbiriyle çok uzun yıllardır çiftleşmemekte ve hep kendi aralarında çiftleşmektedir. Halbuki ağaçlar çoğu zaman benzer bölgelerde bulunur. (coğrafi izolasyonun olmaması bu demektir)

 

Araştırmacılar bu iki grubun birbirinden her geçen yıl daha uzaklaştığını ve türleşme yolunda gittiklerini düşünmektediler. Hatta artık bunlara iki farklı alt tür olarak bakan araştırmacılar bile vardır. Çünkü bu iki grubun larvaya dönüşme zamanları, büyüme hızları, vb. özellikleri oldukça farklılaşmıştır.

 

Öyle ki, bir parazit türü sadece elma üzerindeki grubu etkilerken, diğer grubu etkileyememektedir; bu da genetik farklılaşmayı göstermektedir. İşte bu, simpatrik türleşmedir.

 

***

[Φ GeceKuşu]

name=' ODTÜ Biyoloji ve Genetik Topluluğu' timestamp='' post=''][/b]

TÜRLEŞME: YENİ TÜRLERİN OLUŞUMU ve TÜRLER ARASI İLİŞKİLER

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Simpatrik Türleşme Ne Demektir?

***

Simpatrik türleşme böcekler sınıfında oldukça sık görülmekle birlikte, çoğunlukla bitkiler alemiyle birlikte anılır. Çünkü simpatrik türleşmenin en önemli tetikleyicisi çok kromozomluluk (polyploidy) denen, genetik bir olgudur. Çok kromozomlu canlılarda, genetik bir hatadan ötürü genetik materyalin çoğalması sonucunda ayrışmama meydana gelir ve bir bireyde, olması gerekenden fazla kromozom seti bulunur. Çok kromozomluluk, tek bir tür içerisinde meydana gelebileceği gibi (autopolyploidy), birden fazla türün kromozomlarının karışması sonucunda (allopolyploidy) da oluşabilir. Bunları bir şekilde görecek olursak:

 

 

Şekilde görebileceğiniz gibi, en soldaki hücre mayoz bölünme geçirir ve normalde bir çift kromozom setine (2n) sahip olan ana hücrenin, DNA kopyalanması sonucu bir kromozom setine sahip (n) 4 adet hücre oluşturması beklenir. Ancak doğa mükemmel olarak çalışamadığı için, mayozda hata meydana gelir ve bu (2n) hücreden, yine (2n) olan iki adet gamet hücresi (sperm veya yumurta) meydana gelir. Daha sonra, bunların birbiriyle birleşmesi sonucunda iki çift kromozom setine (4n) sahip bir hücre oluşur. İşte bu, çok-kromozomluluktur (polyploidy).

 

Bu olay hayvanlarda çok sık gözlenmez, çünkü çok az hayvan hem sperm hem yumurta üretir; çoğu hayvanda cinsel iki-biçimlilik (sexual dimorphism) vardır ve erkek ve dişi farklıdır. Ancak bazı hayvanlar ve bitkilerin büyük bir kısmı, kendi kendini dölleyebilir (self-fertilization) ve bu olay görülür.

 

İşte bu genetik farklılığın oluşması, bu yeni canlıların, eski ve orjinal bireylerle çiftleşememesine, dolayısıyla cinsel izolasyona sebep olur. Bu, nesiller boyunca sürdüğünde, farklılıklar meydana gelir ve birikir. En nihayetinde, bir türden, iki veya daha fazla tür oluşur.

 

Botanikçiler, çiçekli bitkilerin %70'inin, eğreltiotları türlerinin %95'inin çok kromozomluluk sonucu meydana gelen simpatrik türleşme sonucu evrimleştiğini söylemektedirler. Bazılarının türleşmesi oldukça yakın zamanlarda meydana gelmiştir. Bazıları, daha ilerideki notlarımızda izah edeceğimiz hibritleşme sonucu türleşmiştir.

 

Türleşmenin gerçekleşebilmesinin pek çok yolu vardır.

Simpatrik türleşme, özellikle bitkiler ve kendini dölleyebilen hermafrodit canlıların evrimlerinde önemli bir olgudur.

 

***

Kaynaklar:

Life: The Science of Biology (Sadava, et. al), 2011

http://en.wikipedia....ki/Apple_maggot

 

***