TÜRLEŞME (4): Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Zigot-Öncesi ve Sonrası Üreme Bariyerleri

[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?

Zigot-Öncesi ve sonrası Üreme Bariyerleri

***

Başlarken;

Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Yazı dizimizin önceki başlılarında;

TÜRLEŞME (1): Tür Nedir? Tür Tanımları Üzerine...

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

TÜRLEŞME (3): Türleşme Nedir? Farklı Türler Nasıl Oluşur? Parapatrik ve Peripatrik Türleşmeler 'i Ele almıştık.

 

Bu başlık altında önceki yazılarımızda açıkladığımız türleşme olaylarının meydana gelmesi sonucu oluşan yeni türlerin, çiftleştirilmeye çalışılmaları sonucu neler olabileceğini ve neden Biyolojik Tür Tanımı ile Filogenetik Tür Tanımı'nın kalbinde "verimli döl verebilen bireyler" ibaresinin yer aldığını göreceğiz.

 

***

GİRİŞ:

Dünya çapında bilim dünyasınca en çok kabul edilen tür tanımının üreme üzerine olmasının çok önemli gerekçeleri vardır. Bunların başında da, doğada görülen üreme bariyerleri gelir. Üreme bariyeri, tanımı gereği, iki canlının çiftleşmesine engel olan mekanizma, durum, sebep demektir.

 

Üremenin en önemli noktaları, cinsel birleşmeden sonra spermlerin (veya bitkilerde polenlerin), dişi yumurtasını bulması ve kaynaşabilmesi sonucu meydana gelen döllenme ve bunun sonucunda meydana gelen ilk hücre olan zigot oluşumudur. Bu sebeple, üreme bariyerlerini iki önemli kısımda incelememiz gerekir:

 

***

[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?

Zigot-Öncesi Üreme Bariyerleri

***

Zigot-Öncesi Bariyerler

Zigot öncesi bariyerler, adından da anlaşılabileceği gibi, canlıların çiftleşmesini daha zigotun oluşmasından önce engelleyen bariyerlerdir. Yani bu tip bariyerlerin bulunması durumunda, canlılar zaten cinsel birleşme yaşayamazlar ve bunun sonucunda da zigot meydana gelemez. Bu bariyerleri tek tek inceleyelim:

 

1- Habitat İzolasyonu:

Bu tip bariyerler, popülasyonların ya da türlerin, türleşme öncesi, sırasında veya sonrasında, yaşadıkları ortamı ve genel olarak ortamsal alışkanlıklarını değiştirmeleri sonucu meydana gelir. Simpatrik Türleşme ilgili yazımızda, Rhigoletis cinsi sinekleri hatırlayın: Farklı meyveler üzerinde yaşamaya ve üremeye alışan türler, tercihlerini oluşturan meyvelerin farklı emvsimler ve aylarda olgunlaşması sebebiyle, habitat olarak izole olurlar ve birbirleriyle üreyemez hale gelirler. Bu tip izolasyon, zigot oluşumuna engel olduğu için (farklı habitatlarda yaşayan canlılar çiftleşme fırsatı bulamaz), zigot-öncesi bariyerlerden biri olarak sayılmaktadır.

 

2- Zamansal İzolasyon:

Pek çok canlının üremek için tercih ettiği zamanlar mevcuttur. Bir diğer deyişle, her canlı, her mevsimde veya dönemde çiftleşmezler. Bu, cinsel döngüden kaynaklanmaktadır. Bakınız (Memeliler'de Cinsel Döngü)

 

İşte birbirine yakın olan türler veya bir türün alt türlerinin cinsel üreme dönemleri birbirinden zamansal olarak farklı ise, birbirleriyle çiftleşemezler ve bunun sonucunda yine türleşme meydana gelir. Bu da, zigot oluşumundan önce çoğalmaya engel olduğu için, zigot-öncesi bariyer olarak bilinir. Tipik bir örneği, Güney Amerika'da yaşayan 3 yakın tür leopar kurbağasıdır. Bu 3 türün, çiftleşme zamanları birbirinden tamamen olmasa da farklıdır. Az miktarda bulunan zamansal çakışmada da, genellikle türler arası çiftleşme meydana gelmez. Bu, türleşmeyi tetikler.

 

3- Mekanik İzolasyon

Farklı tür bireylerde, uzun nesiller boyunca farklılaşmadan ötürü cinsel organların boyu ve şekli değişebilir. Bu, erkeklerin organları ile dişilerin organlarının birbirine uymaması durumunu ortaya çıkarır. Buna, mekanik izolasyon denir. Örneğin bir at ile kedinin çiftleşememesi -bazı başka önemli genetik sebepler haricinde- bundandır. Bitkilerdeki mekanik izolasyon ise, genellikle tozlaştırıcı hayvanın (pollinator) yapısının uygunsuzluğundan kaynaklanır. Örneğin Cryptostylis isimli bir orkide türü, yaban arılarının dişilerinin görünümüznde ve kokusundadır. Erkek yabanarısı, orkideyi dişi bir yabanarısı sanar ve çfitleşmeye çalışır. Ancak üreme gerçekleşmez. Bu sırada orkide, polenlerini erkek yabanarısına yapıştırmayı başarır.

 

***

[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?

Zigot-Öncesi Üreme Bariyerleri

***

4- Davranışsal İzolasyon

Birbirinden farklılaşan türler, birbirleriyle çiftleşmeyi istemeyebilirler veya çiftleşme çağrılarına uymayabilirler. Bu, davranışsal bir izolasyonu beraberinde getirir. Örneğin, bir türe ait erkek kurbağanın üreme çağrısı, aynı türün dişileri tarafından kolaylıkla algılanır ve genellikle uyulur. Aynı türden olan dişiler, erkeği bulur ve çiftleşirler. Ancak farklı ya da farklılaşmış türlerden olan kurbağalar, bu çağrıya cevap vermezler.

 

Richard Dawkins, Ataların Hikayesi isimli kitabında bundan ayrıntısıyla bahsetmektedir. Bitkilerde ise, tozlaştırıcı hayvanın davranış ve beslenme biçimi de bu izolasyona sebep olabilir. Örneğin Kaliforniya dağlarında yaşayan bir bitki cinsi olan Aquilegia'ya ait iki türde farklılaşmış renk, şekil ve duruş gözlenir. Aquilegia formosa askı şeklinde ve kısa bir çiçeğe sahiptir ve arıkuşu tarafından tozlaştırılır. (arıkuşunun gagası da kısadır ve kafasını yukarıya kaldırarak beslenir, bu da bitki çiçeğinin duruşu ve uzunluğu ile uyumludur)

 

Öte yandan Aquilegia pubescens türünün uzun, açık renkli ve yukarıya bakan çiçekleri vardır. Bu bitki, aşağıya doğru bakarak beslenen ve uzun bir beslenme organı bulunan şahin güveleri tarafından tozlaştırılır. Güvenin yapısı ve beslenme biçimi, çiçeğin duruşu ve boyu ile uyumludur. Örnekler, sayıca ve biçimce çoğaltılabilir.

 

5- Gametik İzolasyon

Belki de zigot-öncesi bariyerlerden en önemlisi gametik izolasyondur. Daha önceden, türleşme sonucunda sadece belirli görünen organların değil, üreme sisteminin de, uzun süre ata bireylerle çiftleşmemekten dolayı farklılaşabileceğinden bahsetmiştik. İşte bu farklılaşma sonucunda, çoğu zaman, sperm ve yumurtaya ait biyokimyasal yapı da değişir. Bu farklılaşma sonucu, bir noktadan sonra eskiden tek bir tür ve popülasyon olan canlılar, bir araya getirilseler ve cinsel birleşme meydana gelse dahi, sperm ile yumurtanın biyokimyasal ve genetik yapıları uyumlu olmayacağı için zigot oluşamaz.

 

Bunun başlıca sebepleri, spermin, yumurtanın salgıladığı ve spermlerin onu bulmasını sağlayan kimyasalı tanımaması veya yumurtayı bulmalarına rağmen yumurtaya kaynaması için kullandıkları kimyasalların artık birbiriyle uyumsuz olması gösterilebilir. Bu ve benzeri sebeplerden dolayı sperm ve yumurta birbirine kaynayamaz ve zigot oluşmaz.

 

***

[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?

Zigot-Sonrası Üreme Bariyerleri

***

Zigot-sonrası üreme bariyerleri konusuna girmeden önce çok önemli bir tanımı yapmakta fayda görüyoruz:

Birbirinden bir miktar veya tamamen farklılaşmış türlerin bir araya getirildiklerinde üremelerine hibritleşme (melezleşme), bu üreme sonucu ortaya çıkan bireylere ise hibrit (melez) denir.

 

Yani, her ne kadar Biyolojik Tür Tanımı dahilinde farklı türler, birbiriyle çiftleşemeyen bireyler olarak tanımlanmış olsa da, Filogenetik Tür Tanımı, morfoloji, davranış gibi çok daha kapsamlı alanları da tür tanımına kattığı için, farklı tür olarak tanımlanmalarına rağmen (çünkü davranışları, morfolojileri, genetik özellikleri birbirinden çok farklı olabilir) bazı türler birbiriyle çiftleşebilirler.

 

İşte bu olaya hibritleşme denir. Şimdi, bu hibritleşmenin sonucu olarak ortaya çıkan durumlara ve zigot-sonrası bariyerlere bakalım:

 

***

Zigot-Sonrası Bariyerler

 

Türleşmenin tamamen gerçekleşmesi ve türlerin artık yukarıda sayılan izolasyonlardan biri ya da birden fazlası dahilinde farklılaşmaları sonucu, genellikle artık birbirleriyle çiftleşemezler. Ancak kimi durumda, türleşme için yeterince zaman ve nesil geçmemiş olur ve farklılaşan türler, birbirlerinden tamamen ayrılmamış olabilirler. Bu durumda, bir araya getirilen türler kısmen de olsa çiftleşebileceklerdir.

 

İşte buna, yukarıda tanımladığımız gibi, hibritleşme denmektedir. Ancak bu üreme gerçekleşmesine rağmen, çoğu durumda, türleşmenin başlamasından ötürü zigot-sonrası bariyerler olarak isimlendirilen engeller devreye girer ve yavrular ya kalıcı olmazlar ya da üreyemezler. Yani, bu durumda çiftleşme sonucu zigot meydana gelir; ancak ya bu zigotta ya da zigot sonucu doğan bireyde, normal bireylerde gözlenmeyen durumlar oluşur. Bunlara az sonra değineceğiz.

[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?

Zigot-Sonrası Üreme Bariyerleri

***

Zigot-sonrası bariyerler, zigot-öncesi bariyerler gibi tanımlanmaktan çok, hibritlerin (farklı türlerin çiftleşmesi sonucu oluşan bireylerin) yaşam kalitesine ve yaşayabilirlikleri ile üreyebilirliklerine göre tanımlanır. Bunlara bakacak olursak:

 

1- Hibrit Zigotların Düşük Yaşam Oranı

Genellikle, hibritleşme sonucu meydana gelen zigotların yaşama ihtimali çok düşüktür. Türleşmenin özellikle ileri aşamalarında gözlenen bu durum, spermin yumurtaya kaynaması ve zigotu meydana getirmesi, ancak zigotun bütünlüğünü ve canlılığını koruyamaması sonucu ölmesi olarak tanımlanır.

 

Bu tip bariyere takılan zigotlar, ya zigot oluşumundan hemen sonra ya da embriyonun gelişimi sırasında bir noktada ölürler. Kimi durumlarda, bu bariyer aşılabilir ve yavru doğar; ancak bu gibi durumların tamamında, yavrunun bir yetişkin hale gelemeden öldüğü veya gelse bile çiftleşemeyecek kadar ciddi anormalliklere sahip olduğu gözlenmiştir.

 

2- Hibrit Yetişkinlerin Düşük Yaşam Oranı

Bu durum, basitçe şöyle tanımlanabilir: İki türün hibritleşmesi sonucu, yukarıda ve önceki notumuzdaki bariyerleri aşarak doğabilen ve yetişkin hale gelebilen bireylerin; bu iki ayrı türün kendi içerisinde çiftleşmeleri sonucu meydana getirecekleri bireylerden çok daha düşük yaşama oranına sahip olmalarıdır.

 

Kısacası, hibritler doğal seçilim ile genellikle desteklenmezler ve elenirler. Bunun sebebi, farklı türlerin genetik yapılarından kaynaklanan değişikliklerin bir bireyde toplanması sonucu anormalliklerin ortaya çıkmasıdır. Elbette kimi durumda, ortam koşullarına göre avantaj hibritlere geçebilir; ancak bunun bilinen bir örneğini bulmak zordur.

 

3- Hibrit Kısırlığı

Kimi durumda ise bu anormallikler görülmeden birey yaşamını sürdürebilir. Ancak bu birey de kısır olabilecektir. Dolayısıyla üreyemeyecek ve yeni bir popülasyon oluşturamayacaktır. Bunun en bilinen ve klişeleşmiş örneği, at ile eşeğin çiftleşmesi sonucu meydana gelen ve katır olarak isimlendirilen türdür. Katırlar, sağlıklı olarak yaşamlarını sürdürürler; ancak hepsi kısırdır. Bu sebeple üreyemezler ve sayılarını arttıramazlar. Bir diğer klişeleşmemiş örnek, ağaç serçesi ve yer serçesi olarak isimlendirilen iki türün çiftleşmesi; ancak yavruların tamamının kısır olmasıdır.

 

***

[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?

Zigot-Sonrası Üreme Bariyerleri

***

Görüldüğü üzere, her üç durumda da, bireyler Doğal ve Cinsel Seçilim karşısında yenik düşmektedirler. Çünkü her durumda hayatta kalamamakta ve/veya üreyememektedirler. Bu da, doğa tarafından "kabul edilemez" bir durumdur. İşte bu sebeple, Evrim Kuramı'nın muhteşem bir özelliği olarak, Doğal Seçilim, zigot-öncesi bariyerleri, zigot-sonrası bariyerlerine karşı destekler. Yani, zigot-sonrası bariyerlere sahip olan (takılan) bireylerdense, zigot-öncesi bariyerlerin varlığını destekler.

 

Böylece, bir canlı "gereksiz" yere doğup, hem ana-baba olan bireylere zaman ve enerji kaybı olmamış olur; hem de "gereksiz" yere malzeme harcanmamış olur. (unutmayın, doğa karşısında hayatta kalamıyor ve üreyemiyorsanız, gereksizsinizdir) Bu duruma desteklenme (reinforcement) denir. Bunun örnekleri Phlox cinsi bitkilerde ve kurbağa popülasyonlarında görülmektedir. Burada daha fazla ayrıntısına girmeye gerek yoktur.

 

Kimi zaman, farklılaşmaya ve türleşmeye başlamış ya da türleşmeyi tamamlamış canlıların yaşam alanları birbiriyle çakışabilir. Eğer ki bu farklı türler, yukarıda açıklanan sebep ve biçimlerle birbirleriyle üreyebiliyorlarsa, bu iki habitat arasında, farklı türlerin karşılaşmaları ve çiftleşmelerinden dolayı hibrit bölgesi denen alanlar oluşur. Bu alanlarda, çoğunlukla hibrit bireyler bulunur; ancak bunlar kendi aralarında çiftleşemedikleri için farklılaşarak yeni bir tür oluşturamazlar.

 

Bu hibrit alanlarının en ünlülerinden biri, tüm Avrupa'yı kapsayan bölgede meydana gelir. Ateş-karınlı kurbağa (Bombina bombina) doğu Avrupa'nın hemen her yerinde yaşar. Onunla yakın akraba ancak farklı bir tür olan sarı-karınlı kurbağa (Bombina variegata) ise batı ve güney Avrupa'da yaşar. Bu iki türün yaşam alanları, Almanya'dan Karadeniz'e kadar uzanan 4800 kilometrelik bir hatta kesişir ve bu alanda, bu iki türün hibritleri yaşar. Bu hibritlerin çoğunda ciddi ve ölümcül hatalar bulunur ve çok fazla yaşayamadan ve üreyemeden ölürler. Bu hatalar arasında; iskelet bozuklukları, omurlardan bir kısmının birbirine kaynaması, hatalı ağız yapıları, kaynamış kaburga kemikleri bulunur.

 

Bu hibrit alanları genellikle dardır, çünkü bu hibrit bireyler üzerinde çok ciddi bir Doğal Seçilim vardır. Ancak bu hibrit alanları kimi durumda kalıcı olabilir; çünkü karşıt iki tür sürekli olarak karşılaşmakta (yaşam alanları çakışmakta) ve üremekte olabilirler. Böylece ölen hibrit bireylerin yerine sürekli olarak yenileri gelir.

 

Bu önemli bariyerleri ve durumları anlamak, Evrim'i anlamak açısından son derece önemlidir.

 

.(turkish-media.com) Okuyucuları, umuyoruz ki Evrim Kuramı dizini içeriğinde bulunan tüm yazıları adım adım okuyarak, Evrim Kuramı'yla ilgili bakış açılarını genişleteceklerdir.

 

Çünkü Evrim, sıradan ve basit bir konu değil, üzerinde yüz binlerce akademisyenin ve araştırma görevlisinin çalıştığı bir bilim dalıdır. Bunu öğrenmek ve hakkında fikir yürütmek isteyen bireylerin, gerçek akademik çalışmalardan ve bilgilerden haberdar olmaları gerekmektedir.

 

***