"Lenski'nin deneyleri, özellikle dâhiyane 'fosilleşme' yöntemi, doğal seçilimin, evrimi bir insanın yaşam süresi içerisinde görebileceği kadar hızlandırıp gözlerimizin önüne serme gücünü göstermektedir." -Richard Dawkins
* * *
GÖZLERİMİZİN ÖNÜNDE
Evrimsel değişimin büyük bir kısmı henüz ortalıkta insanlar yokken gerçekleşmişse de öyle hızlı evrim örnekleri vardır ki, bunlara bir insanın ömrü içinde tanıklık etmek mümkündür.
Darwin'in kendisinin de, nesil süreleri oldukça uzun olduğu için en yavaş üreyen canlılardan birisi olması nedeniyle seçtiği fillerde bile böylesi bir şeyin gerçekleşmiş olabileceğine dair makul belirtiler var. Afrika fillerinin en önemli ölüm nedenlerinden biri, gerek hatıra olması gerekse oymacılıkta satılması için yapılan fildişi avcılığıdır. Doğal olarak avcılar en büyük dişe sahip filleri avlama eğilimindedirler. Bunun da (en azından teorik olarak) anlamı, küçük dişli bireylerin seçilimsel olarak bir avantaja sahip olacağıdır. Evrimde her zaman olduğu gibi burada da birbirleriyle çelişen seçilim baskıları olacaktır ve nihayetinde ortaya çıkan şey bir uzlaşı olacaktır. Diğer fillerle rekabet söz konusu olduğunda hiç şüphesiz büyük dişliler avantajlı olacaktır ama bu avantaj, ellerinde silah taşıyan adamlarla karşılaştıklarında sahip olacakları dezavantajla dengelenecektir. Yasal olsun ya da olmasın, avlanma miktarındaki artış, avantaj dengesini küçük dişlere doğru kaydıracaktır. Diğer her şey eşit olduğunda, insanların av faaliyetlerinin sonucunda küçük dişler yönünde bir evrimsel eğilim olmasını bekleriz ama bunun fark edilir bir düzeye ulaşması için muhtemelen bin yıllar geçmesi gerektiğini düşünürüz. Bunun bir insan ömrü içerisinde gözlenmesini beklemeyiz. Şimdi rakamlara bir göz atalım.
Yandaki grafik Uganda Avcılık Dairesinin, 1962'de yayınlanan verilerini göstermektedir. Yalnızca avcılık izni olan avcılar tarafından yasal olarak avlanmış filleri gösteren bu grafik, (Uganda'nın Britanya himayesinde olduğu) 1925 ile 1958 yılları arasında yapılan ortalama diş ağırlığı ölçümlerini libre cinsinden gösteriyor. Noktalar yıllık ölçümleri temsil ediyor. Bu noktaların içinden geçen doğru ise gözle değil, doğrusal regresyon denen istatistiksel bir teknik kullanılarak çizilmiştir. Gördüğünüz gibi 33 yıl içerisinde bir azalma eğilimi var ve bu eğilim istatistiksel olarak son derece anlamlı, yani bu neredeyse kesinlikle, şans eseri ortaya çıkmış değil, gerçek bir eğilim.
Dişlerde istatistiksel olarak anlamlı bir küçülmenin olması, bunun illa ki evrimsel bir eğilim olduğu anlamına gelmez. Yirminci yüzyıl boyunca, 20 yaşındaki erkeklerin ortalama boy uzunluklarını her yıl grafiğe dökmüş olsaydınız, birçok ülkede belirgin bir artış eğilimi gözleyecektiniz. Bu genelde evrimsel bir eğilim olarak değil, daha ziyade beslenmedeki iyileşmenin bir sonucu olarak ele alınır. Ama fil örneğinde büyük dişlere karşı güçlü bir seçilimin varlığından şüphelenmek için iyi nedenlerimiz var. Yukarıdaki grafik, izinli avlanma sonuçları ile oluşturulmuşsa da söz konusu küçülme eğilimini oluşturan seçilim baskısının büyük bir kısmı yasadışı avlanmadan kaynaklanmış da olabilir. Bunun gerçekten de evrimsel bir eğilim olma olasılığını ciddi bir şekilde göz önünde bulundurmalıyız ki bu doğruysa olağanüstü hızda bir evrim örneğidir. Ama bir karar vermeden önce dikkatli olmalıyız. Popülâsyondaki gen sıklıklarında değişikliğe neden olması son derece olası olan güçlü bir doğal seçilim gözlemliyor olabiliriz (ve böylesi genetik değişiklikle henüz belgelenmemiş olabilir). Büyük dişli fillerle küçük dişliler arasındaki fark genetik olmayan bir fark da olabilir. Yine de ben bunun gerçekten evrimsel bir eğilim olması olasılığını ciddiye almaya meylediyorum.
Daha da önemlisi, yabani Afrika filleri hakkında otorite isimlerden biri olan meslektaşım Dr. lain Douglas-Hamilton bu olasılığı ciddiye alıyor ve konunun daha yakından incelenmesi gerektiğine (elbette haklı olarak) inanıyor. O bu eğilimin 1925'lerden çok önce başladığını ve 1958'den sonra da devam ettiğinden şüpheleniyor. Ayrıca birçok yerel Asya fili popülâsyonundaki dişsizliğin altında, geçmişte faal olan aynı sebebin yattığını düşünüyor. Elimizde, gözlerimizin önünde cereyan eden bir hızlı evrim örneği gibi duran, hakkında daha fazla araştırma yapmanın faydalı olacağı bir olay var. Şimdi, üzerinde ilgi çekici yeni çalışmalar yapılan başka bir örnekten bahsetmek istiyorum; bu, Adriyatik adalarındaki kertenkeleler üzerine yapılan bir çalışma.
POD MRCARU'NUN KERTENKELELERİ
Hırvatistan açıklarında Pod Kopiste ve Pod Mrcaru adlı iki küçük adacık bulunur. 1971'de, temel yiyeceği böcekler olan Akdeniz kertenkelesinin(Podarcis sicula) bir popülâsyonu Pod Kopiste'de yaşarken, Pod Mrcaru'da bulunmuyordu. O yıl araştırmacılar beş çift Podarcis sicula'yı Pod Kopiste'den Pod Mrcaru'ya götürdüler. 2008'e gelindiğinde çoğu Belçikalı olan ve Anthony Herrel'in yönetimindeki başka bir araştırma grubu, neler olup bittiğini görmek için adaları ziyaret etti. Grup Pod Mrcaru'da kocaman bir kertenkele popülâsyonu buldu ve DNA analizi bu kertenkele popülasyonunun türünün gerçekten de Podarcis sicula olduğunu doğruladı. Bunların adaya taşınan beş çiftten türediği varsayıldı. Herrel ve meslektaşları taşınan kertenkelelerin torunları üzerinde gözlemler yapıp, bunları Pod Kopiste'deki kertenkelelerle karşılaştırdılar ve belirgin farklılıklar tespit ettiler. Bilim insanları atasal ada olan Pod Kopiste'deki kertenkelelerin 36 yıl önce yaşamış kertenkelelerle aynı olduğu (muhtemelen makul) varsayımında bulundular. Başka bir deyişle, evrilmiş Pod Mrcaru kertenkelelerini, evrilmemiş "ataları" (yani yaşıtları ama atasal tipleri) olan Pod Kopiste kertenkeleleri ile karşılaştırdıklarını varsaydılar. Bu varsayım yanlış bile olsa (örneğin Pod Kopiste'deki kertenkeleler de Pod Mrcaru'dakiler kadar hızlı evrimleşmiş bile olsalar), yine de gözlemlediğimiz şey, on yıllar içinde yani bir insanın yaşam süresi içinde gözlemleyebileceği kadar hızlı gerçekleşmiş olan evrimsel bir farklılaşmadır.
Peki, bu iki ada popülâsyonu arasında, evrimleşmesi yalnızca otuz yedi yıl sürmüş olan değişiklikler nelerdi? Pod Mrcaru kertenkeleleri, yani "evrilmiş" popülasyon, "asıl" Pod Kopiste popülasyonundan önemli ölçüde daha büyük (daha uzun ve daha geniş) kafalara sahipti. Bu da ciddi bir ısırma gücü anlamına geliyor. Genelde böylesi bir değişiklik beraberinde vejetaryen beslenme biçimini getirir ve Pod Mrcaru kertenkeleleri gerçekten de Pod Kopiste'deki atasal" kertenkelelerden daha fazla bitkisel besin tüketiyor. Pod Kopiste popülâsyonunun hala sürdürdüğü neredeyse tamamen böceklere (yandaki grafikte geçtiği şekliyle, eklembacaklılara) dayalı besin tercihi Pod Mrcaru kertenkelelerinde, özellikle de yazın, büyük oranda vejetaryen bir beslenme biçimine kaymış.
Bir hayvan, vejetaryen bir beslenme biçimine kayınca neden daha güçlü bir çiğneme yeteneğine ihtiyaç duyar? Çünkü bitkilerde hücre duvarı selüloz ile sertleşmiştir ama hayvan hücrelerinde böyle bir şey yoktur. At, sığır ve fil gibi otçul hayvanlarda selülozu öğütmek için değirmen taşına benzer dişler bulunur. Bunlar etçillerin kesici ve böcekçillerin iğnemsi dişlerinden oldukça farklıdır. Otçulların devasa çene kasları ve kas bağları için bir o kadar da güçlü kafatasları vardır (goril kafatasının üst orta kısmındaki sağlam çıkıntıyı düşünün). (Güçlü kuzenimiz Paranthropus boısei'nin ("fındıkkıran adam", "Zinj" ya da "Sevgili Çocuk" olarak da bilinir) kafatası ve dişlerindeki buna benzer gorilimsi özellikler onun neredeyse kesinlikle bir vejetaryen olduğunu gösteriyor.) Vejetaryenlerin bağırsaklarında da kendilerine özgü bir takım farklılıklar bulunmaktadır. Hayvanlar genellikle bakterilerin ya da diğer mikroorganizmaların yardımı olmadan selülozu sindiremezler. Çoğu omurgalı bağırsağında çekum ya da körbağırsak denen kör bir girinti bulunur. Selülozu sindiren bakterilerin yaşadığı bu yapı bir mayalanma odası olarak işlev görür (bizdeki apandis bizden daha fazla vejetaryen olan atalarımızdaki büyük körbağırsağın körelmiş halidir). Körbağırsak ve bağırsağın diğer kısımları sadece belli bitkiler üzerinden beslenen otçullarda oldukça ayrıntılı olabilmektedir. Etçillerin bağırsakları otçullarınkinden genelde daha basit ve daha kısadır. Otçul bağırsağında görülebilecek ayrıntılardan biri körbağırsak kapakçıklarıdır. Kapakçıklar tam kapanmamış birer duvar gibidirler. Bazıları kaslı olan bu kapakçıklar bağırsağın içinden geçen materyalin akışını düzenleme, yavaşlatma veya basitçe körbağırsağın içinin yüzey alanını artırma işlevi görürler. Sağdaki resim bolca bitki yiyen akraba bir kertenkele türünün körbağırsağının kesilip açılmış bir görüntüsüdür. Kapakçık ok ile gösterilmiştir. Etkileyici olan şudur ki normalde Podarcis siculada Körbağırsak kapakçığı görülmeyen, ait olduğu ailede ise nadiren görülen bu körbağırsak kapakçıkları, sadece son otuz yedi yıldır otçulluğa doğru evrilmekte olan Pod Mrcaru'daki P. sicula popülâsyonunda evrilmeye başlamıştır. Araştırmacılar Pod Mrcaru'daki kertenkelelerde başka evrimsel değişimler de keşfettiler. Popülâsyon yoğunluğunun arttığını ve kertenkelelerin kendi bölgelerini, Pod Kopiste'deki "atasal" popülâsyondakilerin aksine savunmayı bıraktıklarını gözlemlediler. Tekrar etmeliyim ki bu hikâyeyi farklı kılan ve burada anlatmama neden olan şey, her şeyin aşırı derecede hızlı (on yıllar içerisinde) gerçekleşmiş olmasıdır. Evrim gözlerimizin önünde gerçekleşmiştir.
LABORATUARDA EVRİMLEŞEN KIRKBEŞ BİN NESİL
Yukarıda sözünü ettiğimiz kertenkelelerin nesil süresi yaklaşık iki yıldır; bu nedenle, Pod Mrcaru'da gözlenen evrimsel değişim sadece on sekiz veya on dokuz nesli temsil etmektedir. Bir de nesil süresi yıllarla değil saatler, hatta dakikalarla ölçülen bakterilerin evrimini 30-40 yıl boyunca takip etseniz göreceklerinizi düşünün. Bakteriler evrimcilere paha biçilmez bir hediye daha sunmaktadırlar. Kimi zaman bakterileri süresiz olarak dondurup sonra yeniden canlandırabilirsiniz; hiçbir şey olmamış gibi bölünmeye devam ederler. Bu sayede araştırmacılar kendi "yaşayan fosil kayıtlarını", yani herhangi bir anda evrimsel sürecin ulaştığı noktanın resimlerini tutabilirler. Don Johanson tarafından bulunan ve harika bir insan öncülü fosili olan Lucy'yi bir derin dondurucudan çıkarıp hayata döndürdüğümüzü ve yeniden evrimleşmek üzere türünü serbest bıraktığımızı düşünsenize! Tüm bunlar, Michigan Eyalet Üniversitesinden bakteriyolog Richard Lenski ve meslektaşları tarafından, Escherichia coli denen bir bakteriyle, uzun vadeli olağanüstü bir deneyde gerçekleştirildi. Günümüzde bilimsel araştırmalar genellikle bir ekip çalışması haline gelmiştir. İlerleyen paragraflarda kısa olması açısından sadece "Lenski" ismini kullanabilirim ama siz bunu "Lenski ve laboratuarındaki meslektaş ve öğrencileri" olarak okumalısınız. Göreceğimiz üzere, Lenski'nin deneyleri yaradılışçılar için sıkıntı vericidir ve bunun iyi bir sebebi var. Bu deneylerde evrimsel sürecin işleyişi o kadar net bir şekilde gösterilmiştir ki, görmezden gelmeye güdülenmiş olsanız bile bunu yapmanız zordur. Ve bu tip güdülenme, koyu yaradılışçılarda gerçekten de oldukça güçlüdür. Bu konuya bu kısmın sonunda tekrar döneceğim.
E. coli yaygın bir bakteridir, hem de çok yaygındır. Herhangi bir anda yeryüzünde yaklaşık yüz kentilyon [ıo2°] E. coli yaşamaktadır. Lenski'nin hesabına göre bunların yaklaşık yüz milyarı şu anda kalın bağırsaklarınızda yaşamaktadır. Bunların çoğu zararsız hatta yararlıdır ama arada sırada kötü cinsleri manşetlere taşınmaktadır. Mutasyonlar ender rastlanan olaylar olsalar da, eğer hesaplarsanız bu tip periyodik evrimsel değişiklikler şaşırtıcı değildir. Tek bir bakteri bölünmesi sırasında bir gende mutasyon gerçekleşme olasılığını milyarda bir olarak kabul etsek bile, bakterilerin sayısı o kadar çoktur ki dünyadaki genomdaki her bir gen günde bir kez mutasyon geçirecektir. Richard Lenski'nin söylediği gibi "Bu, evrim için çok fırsat olduğu anlamına gelir."
Lenski ve meslektaşları bu fırsatı laboratuarda kontrollü bir şekilde değerlendirdiler. Çalışmaları son derece esaslı ve hiçbir ayrıntıyı kaçırmayacak şekilde planlanmış ve yürütülmüştür. Ayrıntılar bu çalışmanın sunduğu evrimin kanıtlarının etkisini gerçekten arttırmaktadır, bu nedenle burada onları detaylıca açıklamaktan kaçınmayacağım. Bunun da anlamı şu ki, önümüzdeki birkaç sayfa kaçınılmaz olarak nispeten çetrefilli olacak; zor olmayacak ama detaylı olacak. Kitabın bu kısmını yorgunken veya yorucu bir günün ardından okumamak daha iyi olacaktır. Bu kısmı takip etmeyi kolay kılan şey ise her ayrıntının mantıklı olması, hiçbir ayrıntının bize kafamızı kaşıtıp, "Bu da neydi şimdi?" dedirtmemesidir. Şimdi lütfen adım adım benimle gelin ve muazzam bir şekilde düzenlenip zarifçe uygulanmış bu deneyleri birlikte inceleyelim.
