Biyogenez Nedir, Biyogenez Görüşü
Bilindiği gibi skolastik dönemde, canlıların ölü maddelerden oluştuğu kabul edilirdi. ARİSTOTELES, yılan balıklarının solucanlardan, onların da çamurdan oluştuğunu sanıyordu. Birçok kişi, kurtların kokuşmuş etten kendi kendine oluştuğunu sanmaktaydı. Bu görüş, REDİ'nin karşı görüşü isbat etmesine kadar sürdü. REDI deneylerinde kullandığı etin bir bölümünü kapalı kaplara koyarak, sineklerin buraya yumurta bırakmasını engelledi. Üstü kapalı olan deney kaplarında hiç bir kurdun oluşamadığı görüldü. Bu sonuçla birlikte kendiliğinden oluş kuramının sadece mikroorganizmalar için kullanılabileceği belirtildi. Bu görüş PASTEUR'ün 1862 yılında bunun doğru olmadığını açıklaması ile mikroorganizmalar için de geçerliliğini yitirdi. Bunun sonucunda "canlıların ancak canlılardan oluşabileceği görüşü geçerlilik kazandı.
Yerküre yaklaşık 4,5-5 milyar yıl önce oluştu. En eski fosillerin 3,6 milyar yıllık olduğu belirlenmiş olup bunların da en azından bir milyar yılda oluştukları sanılır. İlk atmosferin oluşum koşullarını, moleküler biyolojik veriler, bakteri ve arkaebakterilerle ilgili metabolik olaylar ile bunların yapılarına özgü biyolojik bilgilerden ve canlıların oluşumu ile ilgili bazı kanıtlardan elde edebiliriz. Birbirinden tamamen farklı olan bilim alanlarından sağlanan bu kanıtlar, canlıların abiyotik olarak oluştuğu görüşünü olası kılmaktadır.
Biyogenez Deneyi ve Hipotezi
Bundan 5.109 (5 milyar) yıl önce oluşan yerkürede, atom ve aynı gaz bulutundan meydana gelen madde bileşenlerinin hemen hemen aynı olduğu, güneş gibi sağlam moleküllerden alev bir topu andırıyordu. Güneş ışınının enine spektrumlarında hangi atomların orada bulunduğunu, hatta yaklaşık oranları bile tahmin edilebilir
Yerküre daha küçük olup güneşe göre daha çabuk soğuduğu için başka element değişleri ortaya konamaz.
Onların yoğunlukları da yetersizdir. Örneğin Helyum gazı, güneşin yapımında çok önemli rol oynadığı halde. yerkürede hemen hemen kaybolur. Soğuk yüzünden bileşiklerin atomlarının çoğu yok olur. Hidrojen, oksijen, azot ve karbon gibi ağır moleküllerle birleşir. Radyoastronomi sonuçlarına göre,
hidrojen gazların ana kısımlarının % 70'dir. Oldukça fazla olan oksijen, suda ve ağır elementlerin tuz ve oksidlerinde bağlanır. Serbest oksijen fazlalığı atmosferde olmamıştır, zira oksijen derhal hidrojenle birleşerek suyu oluşturur.
Tepkime ürünleri, fazlalık hidrojenle birlikte ilkin atmosferin ana kısmını oluşturur. Tepkimeler dönüşümlü ve kütle etki kuramına dayanır. İlkin atmosferin 1/ 2-1 milyar yıl serbest H2 içerdiği varsayılır. Yani ilkin atmosfer, günümüz atmosferinden tamamen farklı idi: 4 nolu formülün tersinirliğinden, günümüz azotunun kökeni hakkında kısmen bir yorum yapılabilir. Su, yüksek denge sabitesi nedeniyle büyük oranda korunmuştur. Yalnız çok az bir bölümü güneşin UV-ışını ile 02 ve H2'ne parçalanmış olabilir ve bundan da serbest oksijenin nereden kökenlendiği ile ilgili bazı izler çıkarılabilir.
Yerküredeki elementlerin konumu yoğunluklarına bağlıdır. Örneğin Fe ve Ni gibi ağır elementler çekirdeği oluşturur. Bunun üzerine de Si, Ca, Al ve diğer atomların oksijen bileşikleri yerleşmiştir. Gaz ve buhar örtüsü olan ilkin atmosfer yer küreyi sarar. İlkin atmosfer metan, amonyak ve su buharı; başlangıçda da H2 ve He içermeli idi. Büyük uydularda benzer durum günümüze kadar sürmüştür. Çünkü onlar yüksek yoğunluğa sahip olup yavaş soğumaktadırlar. Su, boşluksuz bulut örtüsünde sıcak yerküreyi sarar. Bu gün Venüs gezegeninde olduğu gibi. Venüsün üst yüzey sıcaklığı 400-500 derece olup, sadece radar teleskobu ile bulut mantosından üst yüzey röliyefi tanınabilir. (Biyogenez Teorisi)
Bulut örtüsünden yansıyan sıcaklıktan dolayı yerkürenin yüzeyine yoğun yağışlar düşer. Akıcı su, kimyasal etkili (hidroliz) ve erozyonla yerkabuğunun kayaçlarını değiştirir. Derin bölgeler su ile dolar. Denizler oluşur ve orada tuz birikir. Çeşitli maddeler zamanla oluşur. Bulut örtüsünün yere inmesi ile güneş ışını yerküreye ulaşır. Buna bir de güçlü UV-ışımnı ekleyebiliriz. Bugün büyük oranda emilen 02, o zamanlar daha henüz yoktu. Ancak yeşil bitkilerin fotosentez yapması sonucu oluştu ve bugünkü % 28'lik düzeye ulaştı.
Canlıların yapı maddelerini nereden aldıkları sorusu burada önem kazanır. Bu nedenle kimyasal evrim, biyolojik evrimden önce gelir.
Kimyasal Evrim
Özetle belirtmek gerekirse, yerkürenin oluşumunu izleyen dönemlerle bugünkü atmosfer bileşimi farklıdır. Örneğin eski sediman kayaçlarında, okside olmuş demir ve uranyum minerallerine rastlanmazdı. Bu ise başlangıç dönemlerinde atmosferde oksijenin serbest halde bulunmadığının kanıtıdır. Yerkürenin ilk oluşum dönemini andıran başka gezegenlerin atmosferleri karşılatırılarak, yerkürenin ilk atmosferi ile ilgili bilgiler elde edilebilir. O zamanki atmosfer esas itibariyle N, C02 ve su buharı içermekte idi. Bunlara, amonyak, metan, H2S ve hatta serbest haldeki H2'i de ekleyebiliriz. O dönemdeki atmosferin, indirgeyici bir yapıda olduğunu rahatça söylemek olasıdır. İlk okyanuslarda fosfat, silikat ve metal iyonları çözünmüş halde bulunmakta idi. Bu maddeler arasında olacak kimyasal tepkimeler için yüksek enerji gerekiyordu. Bu da şimşek çakarken oluşan elektriki boşalım, volkanların neden olduğu jeotermal ısı ve radyoaktivite kanalıyla sağlanmıştır. Yine o dönemlerde atmosferin ozon tabakası taşımaması nedeniyle, güneşten gelen ultraviyole ışınlar yerküre için önemli bir enerji kaynağı oluşturuyordu.
Bu koşullar altında anorganik maddelerden, basit yapılı organik bileşikler oluşmaktaydı. Hatta canlıların önemli yapıtaşlarının da bu yolla meydana geldiği ortaya kondu.
Bu hususta önce MİLLER adlı bir"öğrencinin 1953 yılında yaptığı çalışmalar, daha sonra da diğer araştırıcıların gözlem ve deneyleri ışık tutucu oldu. MİLLER içinde su bulunan kabı ısınan yerküre kabuğu ile eşdeğer tuttu. Bu kab iki elektrod taşıyan bir cam küre ile ilişkidedir. Bunlar arasında bir jeneratör, yıldırımı andıran deşarjlar oluşturuyor. Yükselen gazın soğutulması ve alçalanın soğutulması için bir ara boru gaz dönüşümünü, sanki rüzgar varmış gibi, sağlıyordu. Ayrıca kabın iç kısmı metan ve amonyak karışımı ile ilkin atmosfere benzetmek için de ilaveten ısıtılan sudan oluşan buharla doldurulmuştu. MİLLER CH4, CO, H2, NH3 ve su buharından elde ettiği gaz karışımını, 8 gün süreyle elektriki bir ışık çevrimine tabi tutarak, formik asit, formaldehid, süt asidi ve aminoasitlerini elde etti. O dönemde ortaya çıkan bu maddeleri kullanarak yıkabilecek canlılar henüz oluşmamıştı. Bu yüzden oluşan bu maddeler ilk okyanusta bulamaç gibi bir kıvamda idiler. Bu maddelerin oluşturduğu akıcı maddeye İLKİN ya da İLK ÇORBA veya BULAMAÇ adı verilir. Bu ilk çorbanın yoğunluğu, özellikle kıyı lagünlerinin oluştuğu yerlerde çok yüksekti. Bu maddeler yüksek sıcaklıklarda, bazı maddeler arasında tepkimelere yol açtı. Bunun sonucunda yoğun çözeltiler bu maddelerce emildi ve bazı bileşiklerin oluşumu sağlandı. Makromoleküllerin de bu kanalla meydana gelmiş olabileceği sanılmaktadır.
Bu tip sentez olayları deneysel olarak da gerçekleştirilebilir. Örneğin aminoasit karışımı lav kayaçları ile ısıtılırsa protein içerikli PROTEİNOİD denen bileşikler elde edilir. Isınmış proteinoid çözeltilerinin soğutulması ile 1-2 fim büyüklüğünde küre şekilli oluşumlar elde edilmiştir. Bunlara da MİKROSFER adı verilir. Bunların yarı geçirgen olan bir membranı vardır. Mikrosferler büyüyüp tomurcukla çoğalabilir
Biyolojik Evrim
İlk Canlılar (Protobiyontların) Evrimi
Kimyasal evrim sonucu oluşan polinükleotid ve proteinoidli yapılar arasında karşılıklı ilişkiler vardır. EIGEN bu ilişkilere benzerlerin canlıların hangi temel özelliklerini gösterdiğini maddenin kendi başına organizasyonu kuramı ile ortaya koymuştur. Onun görüşlerine göre, karşılıklı olan bu ilişkilerde aşağıdaki temel biyolojik olayların olması gerekmektedir:
a) Kendi başına çoğalma:
Ancak bu yolla, bir kez ulaşılan biyolojik özellikler korunabilir ve döle iletilebilir. Özelliklerin döle geçişinde çoğalma en önemli rolü oynar.
b) Metabolik olaylar:
Metabolik olaylar, çevrede bulunan maddelerin alınma ve işlenip değiştirilmesinde önemli rol oynar. Ancak bu olayların yardımı ile döl süreklilik kazanır. Çoğalmayı sağlamak için gerekli olan biyolojik yapı taşları ve enerji de bu yolla elde edilir.
c) Mutasyon:
Canlılarda olaylanan mutasyonlarla mevcut olan bireyler değişikliğe uğrar. Sonuçta daha uygun ve yetenekli yeni bireyler oluşabilir.
Geriye dönüşü olan çevrimde bu olayların birlikte etkisi sonucu, canlıların ve bu olayların evrimi mümkündür. Bu şekildeki geriye dönüşümü olan tepkime zincirlerinin ortaya çıkışı, protein ve replikasyon yeteneğindeki nükleotid zincirlerinin katılımı ile olur.
Proteinsentezli nükleotid zincirlerinin replikasyon çevriminin birlikte etkinliğine, HİPER ÇEVRİM adı verilir. Her hiper çevrim çok hızlı bir şekilde olaylanır. Bilgi taşıyıcı polinükleotid bir zincirin mutasyona, yani değişime uğraması, tepkimelerin çok hızlı bir şekilde ilerlemesine yol açabilir. Bu durumda böyle bir çevrim, çevreden alınan ve tepkime için gerekli olan maddeler bakımından diğer çevrimlerle rekabete girer. Çevrimin devamı rekabetin kazanılmasına bağlıdır. Bunun sonucunda da seleksiyon etkinliği ile moleküler bazda gerçekleşmeyi içeren EVRİM KURAMI hakim olacaktır. Hiper çevrimin ya da başka bir ifadeyle böyle bir tepkime zincirinin oluşması sonucunda basit yapılı bir membranın çevirdiği bir oluşum olan PROTOBİYONT elde edilmiş olur. İşte bu gelişim süreci içinde, P R O T O S İ T veya PROKARYONT HÜCRE'leri oluşmuşlardır.
Metabolik Olayların Evrimi
Yerkürenin oluşumunu izleyen dönemlerde, ortaya çıkan ilk çorba veya bulamaçdaki protobiyontlar için enerji kaynağı olarak zengin organik bileşikler vardı. Protobiyontlar bu maddeleri yıkmak zorundaydı. Bu ilk canlıların enerji kaynağı olarak ATP üretip kullandıkları olasıdır. ATP bağlı bir şekilde tüm canlılarda glikolizle üretilir. Bu nedenle glikolizin canlıların gerçekleştirdiği ilk metabolik olay olduğunu rahatça söyleyebiliriz. İlerleyen süreç içinde, metabolik olayların da adım adım gelişip düzeldiği görülmektedir Metabolik olaylarda gerçekleşen her düzelme, o canlıya rakiplerine karşı bir avantaj sağlar ve onun hayatta kalma şansını artırır. Bu şekilde kendisine daha iyi yaşama koşullarını sağlayan protobiyontlar süratli bir şekilde çoğalır. Bu ise mevcut besin kaynaklarının yavaş yavaş azalmasına ve hatta yok olmasına yol açar. Az besinle enerji üretip yaşamı sürdürme zorunluğu, bazı canlılara avantaj sağladı. Böylece onlar yeni bir ATP kaynağı oluşturup, ışık emen renk maddeleri yardımı ile ışığın kullanılmasını gerçekleştirdiler. Bu şekildeki ilk fotosentez tipine günümüzdeki tuzcul bitkilerde rastlanır. Uzun süren bu evrim sürecinde, elektron nakil zincirlerinin oluşturulduğunu görüyoruz. Önceleri elektron taşıyıcı olarak H2S'in rol oynadığı sanılmakta idi. Bu şekilde fotosentez gerçekleştiren canlılar bugün yaşamaktadır. Örneğin kükürt bakterileri H2S kullanarak fotosentez yaparlar. Bu basit organizmalar günümüze kadar nasıl olur da gelebilmişlerdir? Bunlar kendileri için özellik gösteren ekolojik nişler oluşturmuşlardır. Örneğin çürümenin olduğu ortamlarda veya H2S içeren kaynak sularında rahatça yaşamlarını sürdürmüş ve günümüze kadar gelebilmişlerdir. Bu canlılar için bir başka önemli biyolojik aşama su parçalanması (=Fotoliz, hidroliz) kanalı ile elektron iletimidir. Bu özelliklerini kullanarak 02 de üretmişlerdir. Oksijen üretimi 2 milyar yıl önce artmaya başladı. Oksijen ise, hücre solunumu evrimi için çok önemli bir koşul idi. Hücre solunumunda, organik maddelerin oksidasyonu ile enerji üretilir. Eğer fotosentezin elektron iletim zinciri ile hücre solunumu karşılaştırılıra, her ikisinin de müşterek bir kökene sahip oldukları hemen anlaşılır.
Hücre Evrimi
Prokaryontların yapısı, ökaryont hücrelere göre daha basittir. Siyano bakteriler veya mavi algler de denen bazı prokaryontlar, membranların sardığı bazı organellere sahiptir. Enzim, lipid, ribonükleikasit ve hücre çeperinin yapısı, prokaryontların en azından iki gruba ayrılması gerektiğini ortaya koyar. Bir grup gerçek bakterileri ve mavi algleri (=siyanobakterileri) kapsar, diğer grup archaebakterileri içerir. Bunlar hücre çeperi ile membran yapılarının farklı oluşu ile birbirinden ayrılır.
İkinci grup bakteriler olan archaebakteriler, bazı bakımlardan yerkürenin ilk dönemlerindekilere benzer yapıdaki ekoloik nişleri işgal eder. Onların bazılarının 105°C sıcaklığındaki volkanik su kaynaklarında yaşar. Bu da adı geçen bakteri tipleri enzimlerinin denatüre olma sıcaklığının çok yüksek olduğunun kanıtıdır.
Prokaryont ve ökaryont hücrelerinin organizasyonları arasında bulunan ve günümüzde yaşayan hiç bir geçiş formu yoktur. Mitokondri ve plastidlerin köken olarak protosit oldukları ve diğer hücrelere giderek onların içinde SİMBİYOTİK olarak yaşadıkları sanılmaktadır. Bu varsayıma göre bakterilerin ataları, endositozla diğer hücreye girip, orada vesiküllerin içine sıkışarak mitokondrilere gelişmişlerdir. Kloroplast ve diğer plastidler , endosimbiyotik olan mavi alglerin atasından bu yolla gelişmişlerdir.
Bu endosimbiyont varsayıma, aşağıda belirtilen noktalar uymaktadır:
d) Her iki organel formu, ancak kendilerinin bölünmesi ile oluşur. Hücre onları yitirirse yeniden yapamaz.
b) Gerek mitokondri ve
gerekse plastidler, hücreye daha
sonra girmiş gibi iki tabakalı bir
membranla çevrilidir. Yani sanki bunların kendi membranlarını konukçunun
membranı bir kez daha sarmıştır. Bu durum hücre dışında bulunan taneciklerin
endositozla hücreye alınmasına benzer.
c) Mitokondrinin iç membranında da sadece protositlerin membramnda bulunan bir fosfolipid vardır.
d) Her iki organel de protositlerde rastlanan çıplak, yani histonlu kromozom şeklinde bağlanmamış DNA içerir. Birçok mitokondri ve bazı plastidlerdeki DNA, bakteri kromozomundaki gibi halka şeklindedir.e) Mitokondri ve kloroplastlar da, protosit ribozumunu andıran ribozomlar taşır. Yine prokaryontlardaki gibi özel bazı antibiyotiklerle inhibe edilen kendilerinin biyosentezleri vardır.
Evrimin Sonuçları
Şimdiye kadar elde edilen fosillerin çoğu, homoloji kriterleri kullanılarak belli gruplara sokulmuştur. O organizmaya ait küçücük bir parça ile bile böyle bir değerlendirme yapılabilir. Fosillerin yaşını saptamak mümkündür. Bu yüzden paleontolo-jik bilgiler kullanılarak bitki gruplarının ne zamandan beri yaşadıkları saptanabilir. Aynı şekilde günümüzde yaşayan canlıların atalarının nasıl olduğuna özgü bilgiler de elde edilebilir.
Kazanılan bu bilgiler ışığı altında, birkaç genel kuramdan sözedebiliriz:
a) At ve insanın evrimsel gelişim basamağını vermek mümkündür.
b) Grup içi gelişim dikkati çekmeden olaylanır.
c) Çeşitli gruplar arasında köprü görevi yapan canlılar vardır. Bu fosillere geçiş formu denir. Her iki gruba özgü özelliklere sahip olan bunlara Ichthyestega, Ar-chaeopteryx ve Rhynia'yı örnek olarak verebiliriz. Zaman olarak bir grubun ortaya çıktığı dönemin başlangıcında bulunur ve onun özelliklerini gösterirler. Sistematikleri özelliklerinin önemine bağlıdır. Genellikle yeni özelliklere önem verilir. Örneğin Arcaeopteryx'e İLK KUŞ denir.
Yeni Tipleri Oluşumu
Familya, takım, sınıf gibi sistematiğin üst basamakları arasında organizmanın yapısı bakımından olan farklar, bir cinsin türleri arasmdakine göre daha büyüktür. Bununla birlikte kuş ve memelilerin yeni tiplerinin oluşumu, birçok küçük mutas-yon basamağının birikmesi ile açıklanabilir. Bazı durumlarda paleontoloji, bu şekilde birikerek meydana gelmiş (=additif) olan olay (=addidif tipogenez)lar için kanıt oluşturur. Örneğin sürüngen ve memeliler arasında tamamen akıcı bir geçiş vardır. Başka bir kanıt da, iki sistematik kategorinin de özelliklerini taşıyan geçit formlarının varlığıdır (=sürüngen ve kuşlar arasındaki gibi). Muhtemelen geçiş formları tek bir tür idi ve bunların populasyon büyüklükleri fazla değildi. Öyle ki evrimlerinde GENETİK SÜRÜKLENME rol oynamıştı. Yeni grupların daha iyi uyum sağlaması sonucu geçiş formları seleksiyon nedeniyle ortadan kalkmıştır. Bunların fosil buluntularının fazla olmayışının nedeni de budur.
Geçiş formları belli ekolojik nişlerde tutunabilselerdi, kendi ayrılmaz evrimlerini yaparlardı. Onların günümüzdeki temsilcileri artık geçiş formları değildir; ama böyle formların bir dizi özelliklerini hala gösterirler.
Sınıf ve şube gibi yeni kategorilerin yavaş yavaş oluşumunda evrim olayı için önemli olan çevre değişimleri de önemlidir. Örneğin havanın kuşlar tarafından işgali gibi. Bu durumlarda tamamen yeni yaşama alanları işgal edilir.
Adaptif Radyasyon
Yeni işgal edilen büyük nişler içinde, tipdeki çok az bir değişim sonucu ekolojik bir nişleşme izlenir. Böylece ekolojik izolasyonun çok sayıda türün ortaya çıkmasına neden olduğu ve bu türlerin de bu nişlere uyum sağladığı görülür. Atasal tür evrimini birçok yöne doğru yapar Bu duruma ADAPTİF RADYASYON denir. Burada atasal formdan çıkan ve birbirinden ayrılan türler ve onların işgal ettikleri yaşam alanlarını özel bir şekilde kullanırlar. Nişi işgal eden temel tipe ait türün mutandan da vardır; ama bunlar belki de rekabetle yokolmuştur.
Adaptif radyasyon için en iyi örnek olarak Galapagos adasındaki Darvvin ispinozlarını verebiliriz. Buradaki ispinoz türleri birbirleri ile güçlü bir rekabete giremeyeceği çok sayıda farklı nişi işgal etmiştir. Bu durum Havvai Adasında yaşayan elbise kuşları için de geçerlidir. Bunların hepsi, yani 42 tür, tamamen farklı besin gereksinimleri ile tek bir böcekcil atasal türden oluşmuştur. Yine keseli hayvanlar da adaptif radyasyon için başka bir örnek oluşturur. Büyük nişler başarılı bir şekilde işgal edilirse eğer onların üstün yetenekleri varsa, diğer grupların bu yöne doğru evrimi mümkündür.
Sosyobiyoloji Nedir
Paviyan maymunlarında türü erişkin bir birey, diğerlerini düşmana karşı uyarır ve böylece sürünün yaşamını devam ettirmesini sağlar. Grubun hayatta kalmasını mümkün kılan bu davranışın bir seleksiyon avantajı vardır. Grubu düşmana karşı ikaz eden bireyin bu davranış şeklini sağlayan genler, yeterli miktarda döle aktarılmıştır. Böylece gruba yarayan bu davranış şekli sürdürülür. Bunun için gerekli olan koşulları, populasyo-nun biyolojik davranışı yardımı ile açıklayabiliriz. Çocukların genleri ebeveyn genlerinin yarısı kadarı ile müşterektir. Çocuklarına karşı kendisinin yararlanamadığı bir davranış, ana babadan herhangi birinin ölümüne neden oluyorsa ve buna bağlı olarak, populasyon-da ortalama ikiden fazla çocuk hayatta kalıyorsa, kendi yararına olmayan nedenden ötürü ana veya babanın ölmesi seleksiyon için bir avantajdır. Kuzenlerde genlerin 1/4'U müşterektir. Bu durumda ortalama olarak dört kuzenden daha fazlası yaşamalıdır ki, bir seleksiyon avantajı görülebilsin. Akrabalığa yararlı ve populasyon biyolojisi kurallarına uyan her davranış, evrimde sırf kendi yararına olan davranışa karşı koyabilir. Bu hususta en detaylı incelenen hayvan grubu sosyal arılardır. Bunlarda erkekler hoploid, dişiler (kraliçe ve dişi işçi arılar) diploiddir. Bir çiftin dişi dölleri, ortalama olarak genlerin 3/4'ü kadarına müştereken sahiptir. Bu nedenle davranışın seleksiyon avantajı vardır ve dişi kendisi döl üreteceği yerde kendi annesini destekler ve böylece çok sayıda kardeş oluşmasana katkıda bulunur. Eğer dişi bireyin kendisi yavru elde etseydi, çocuklarının genleri ancak kendisininki ile yarı yarıya müşterek olurdu.
Canlı grubuna hizmete yönelik bir davranış biçimi tamamen doğuştan itibaren olmaz. Buna sonradan öğrenilen davranışı da katabliriz. Grubun hizmetine yönelik davranış şekillerinin incelenmesi, onun biyolojik işlevi ve evrimsel nedeni SOSYO-BİYOLOJİ'nin konusudur.
Gen Bileşiminin Uyumu(=Harmonisi)
Fenotipin birçok özelliği çok sayıda gen ile belirlenir. Bu yüzden genlerin harmonik (=uyumlu) olarak birlikte çalışması gerekir. Her gen, uygun zamanda ve doğru miktarda oluşturulmalıdır. Zira seleksiyon fenotipde başlar ve birbirine uyan gen grupları müştereken korunur. Burada gen müşterekliğinden, yani GENETİK BİRLİKTELİK'ten söz edilir. Bir gen birlikteliği karışık yapılı ve amaca uyan organların oluşumu için önemlidir. Örnek olarak gözün evrimini verebiliriz. En ilkel hayvan gruplarındaki düz gözden, çanak, çukur ve mercek göze gelişim olur. Gözün özelliğini belirleyen genler, hangi kromozomlarda bulunurlarsa bulunsunlar, genetik birliktelik nedeni ile bir aradadır. Bu durum gözdeki optik merkezin işlev ve yapısına, beyinde katılan genler için de geçerlidir.
Zürafanın boyun omuru sayısının 7 olmasının nedeni de genetik birikimdir. Normal olarak zürafanın boyun omur sayısının fazla olması, onun lehine bir durum arz eder. Halbuki omur sayısı 7'de kalmıştır. Bu durum omur sayısından sorumlu genlerin değişmesinden kaynaklanır. Genetik aşınma nedeniyle evrim içinde birçok tür ortadan kalkmıştır. Bunlar, çevrenin yeni gereksinimlerini karşılamayarak yok olmuşlardır.
r ve K Seleksiyonu
Seleksiyon populasyonda olaylanır. Bu nedenle bireyde değil de populasyonda tanınan uyumlar vardır. Kısa zamanda oluşan biyotoptaki bir tür süratli ve çok sayıda ürerse en azından belli bir bölümü aynı yaşama alanına yerleşebilirse başarılı olur. Çoğalma oranı yüksek olmalıdır. Bu durum populasyonun büyümesi eşitse r-değeridir {r-çoğalma oranı). Seleksiyon r-seleksiyonu olarak etki yapar. El değmemiş orman, mercan resifleri ve hayvan ini gibi alanların tür populasyon büyüklüğü, uzun süre sabit kalır. Bu arada birey sayısı, yaşama alanının kapasitesi ile belirlenir. Türün devamında çabuk ve güçlü çoğalmadan çok, rekabet yeteneği önemlidir. Seçilim K-seleksiyonu olarak etki yapar. Türler ya daha çok r selekisyonu veya tercihen K seleksiyonu gösterir. Burada aynı yaşama alanındaki diğer türlerin seleksiyon oranı önemlidir, yani r ve K seleksiyonu daima diğer türlerde belirir. K seleksiyonuna uğrayan bitki türleri uzun süre yaşar (orman ağaçları gibi).
Mutasyon ve Seleksiyonun Birlikteliği
Evrim için genetik değişkenliğin en önemli nedeni, gen havuzuna yenilikler getiren mutasy onlar dır. Bu yüzden mutasyon ve seleksiyonun birlikte etkinliğine kısaca değinmek istiyoruz. Organizmanın mutasyona uğrayabilirliği evrim sürecinde devamlı ve sürekli etkinliği olan bir kuramdır.
Ko-Evrim Nedir
Ekosistemde bir türün her türlü evrim basamağı diğer türlere etki yapar, zira onların seleksiyon koşulları değişir. Örneğin bir bitkide acı bir madde oluşursa, onunla beslenenler diğer bitkileri aramaya koyulur ve böylece acı madde içeren bitki sayısı diğerlerinin aleyhine artar. Acı bitki ile beslenenler acı maddeye dayanıklılık kazanırsa, yeni bitkileri yemez ve acı maddelileri yer. Bu nedenle evrim daima birbiri ile ilişkideki canlıların Ko-Evrimi'dir (=birlikte evrim). Her evrim basamağı, diğer evrimlere yol açar. Dikkat çekici bir örnek de çiçek ve böceklerin şekil ve yapılarının birbirine uyumudur.
Konvergens Nedir
Konvergens denince, akraba olmayan organizmaların benzer, yaşam biçimi yüzünden (benzer ekolojik nişler) şekillerinin benzer olması anlaşılır. Örneğin köpekbalığı, kemikli balıklar ve balinaların balık şeklinde oluşunu ve atasal toynaklılar ve atın ayak iskeletindeki tırnak sayısının konvergens gerilemesini verebiliriz. Farklı türlerdeki konvergens aynı yönlü seleksiyonla açıklanabilir. Yeryüzünün çeşitli bölgelerindeki benzer ekolojik nişler, yaşama şekilleri birbirine uygun türler tarafından işgal edilir. Bu türler akrabalık veya konvergens nedeniyle uyumludur. Böylece yaşanılan bölgenin aynı değerliliği için, step hayvanları (nandu, devekuşu ve emu akraba oldukları halde kurt ve keseli kurt akraba değildir) örneği verilir.
Preadaptasyon (=Önuyum)
Nötral ya da önce dezavantajlı gen veya gen kombinasyonları da, çevre değişiminde veya yeni bir yaşama alanına girerken avantajlı etki yapabilir. Burada yalancı bir uyum, yani yeni çevre koşullarına uyum olanağı söz konusudur. Değiştirici yaşama koşulları bakımından bir türün bireylerinin genetik eşitliğinin tam oluşu, o türün devamı için sadece dezavantajlı olacaktır.
Karın sürekli olarak yerden kalkmadığı bölgelerde beyaz mutantların avantajı vardır. Onlar burada koyu renklilere göre daha fazla tutunur. Örneğin kartavuğu ve buzayısı türleri beyaz mutantlardan oluşmuştur. Önuyumlar, birçok gen için heterozigot olabilen diploid canlılarda mümkündür. Dezavantajlı ve önemsiz olan resessif aleller heterozigot alel çiftinde seleksiyona uğramayıp birçok döle aktarılır. Çevre değişirse, böyle aleller yeniden avantajlı olur ve homozigot taşıyıcılarına fayda sağlar.
Preadaptif uyum, yeni yapıların evrimle gelişimini sağlayan yapı planının özellikleridir. Dört ayaklılığın oluşumu için yüzgeçler preadaptiftir. Preadaptasyon, suyu arada bir kuruyan sucul alanlarda avantajlıdır. Böylece hayvanlar karaya veya diğer sulara geçerken ya da kurak dönemlerde, çift olan göğüs ve karın yüzgeçlerini dayanak gibi kullanarak hareket eder. Bu nedenle bazı yüzgeçliler kısa bir süre için karayı işgal edebilmişlerdir. Böylece rekabet olmayan bir yaşama alanına ulaşmışlardır.
Seleksiyonun Etkisi
Seleksiyon bireyin tamamında, yani fenotipinde etkili olup, genotipinde etki yapmaz. Fenotipik olarak beliren genler seleksiyonu etkiler. Eğer özellikler çok sayıda genle belirlenirse, bütün genler seçilime uğrar. Bu nedenle bir organın evriminde (örneğin omurgalı gözü), kısımların (ağsı tabaka, mercek, kornea) işlev ve yapısını saptayan bir çok genin birlikte seçilim değeri vardır.
Seleksiyon Etkisi İçin Örnekler
Seleksiyonun doğrudan doğruya izleneceği birçok örnek vardır.
Bakterilere karşı antibiyotiklerin kullanımı, kısa sürede dirençli suşların oluşmasına yol açar. Çünkü mevcut olan preadaptif dirençli mutantlar kitle halinde çoğalır. Dirençli formların süratli seçilimi yeni ve daha etkili antibiyotiklerin üretilmesine neden olur. Dirençli formların yetiştirilmesine özgü gözlemler, zararlılara karşı insektisitlerin kullanımında da yapılmıştır.
d) Gizlenme
Birçok kelebek türünün koyu renkli mutandan endüstri bölgelerinde yaygındır (Endüstri melanizmi). Bu rengi koyu kahverenkli melanin yapar. Biston betularia adlı kelebek türü huş ağacının açık ve likenli gövdesi üzerinde saklanır . Kuşlar onu göremez. Bu yüzden onlara yem olmaktan kurtulur. Koyu renkli ırkı, beyaz renkli huş ağacı gövdesinde kolayca görülmüş ve kuşlar tarafından rahatça avlanmıştır (dengeleyici seleksiyon). Endüstriyel gelişme sonucu oluşan kirlilikle koyulaşan huş gövdesinde bu sefer açık renkli olan kelebekler kuşların dikkatini çekmiş ve onların rahatça yemi olmuştur. Bu yüzden İngiltere, Almanya ve Amerika'daki açık renkli esas
formları birkaç on yıl sonra tamamen ortadan kalkmıştır. Yani oralarda endüstrinin yol açtığı hava kirliliği, seleksiyon koşullarını değiştirmiştir. Burada seleksiyonla sadece vücut rengini etkileyen mutasyon nedeniyle huş kelebeğinin yeni bir rkı oluşturulur. Mutasyon, evrim olayı için materyali sevkeder; ama ilk önce değişen seleksiyon koşullan onun gerçekleşmesine yol açar.
Rüzgarın etkili olduğu küçük adalarda birçok kanatsız veya kanatları körelmiş kelebek veya sinek türü vardır. Körelmiş kanatlı mutantlar burada avantajlıdır. Çünkü uçabilen böcekler genellikle denize doğru rüzgarla taşınır ve orada ölür
b) Taklit
Taklit, yani MİMEZE ile gizlenme, avcıları aldatır. Çöp çekirgeleri bazı kelebek tırtılları dalcıkları andırır. Cava kelebeği oturuş durumunda da kuru bir yaprak gibidir.
c) Mimikri
Korunmanın başka bir formu da mimikridir. Burada seleksiyon baskısı düşman veya av hayvanının aldatılması yönünde etki yapar.
Hindistan'da tadlannm çok kötü oluşu nedeniyle kuşların yemekten çekindiği kelebek türleri vardır. Bunlara ait süreler içinde, tamamen benzer kelebekler yakalanmıştır. Bu kelebekler yalancı türlerdir ve kötü tadlan da yoktur. Tadı kötü olan kelebeklerin şeklini alarak kendilerini doğal düşmanlarına karşı korumuş olurlar
Mimikri sadece yapı veya renkte olmaz. Aynı zamanda belli davranış şekilleri (vücudun konumu, hareket) de aldatıcı olarak hizmet görür. Mercan resiflerinde çöpçü balıkları, yabancı balıkların parazitini ayıkladığı için, bu balıklar onu kendi vücutları yakınında görmeyi isterler. Çöpçü balık gerek dış görünüş ve gerekse davranış bakımından yırtıcı bir balığı taklit eder. Yırtıcı balık ise yabancı balıkla hiçbir şekilde beslenmemiştir; ama normalde balıklara saldırıp onları parçalar ve yer. Böyle bir mimikride besin almak için yırtıcı balığın taklit edildiği görülür. Guguk da parazit bir kuş türü olarak, kendisinden çok küçük kuş türlerinin (şimdiye kadar 200'den fazla kuş türünde saptanmıştır) yuvalarına, onların yumurta şekil, büyüklük ve rengini taklit edip, yumurtalarını koyar ve böylece yavrularını da yabancı kuş türlerine baktırır
Ophyrs türü bitkilerde çiçekler, böcek dişilerinin koku, renk ve şeklini taklit edip, o türün erkeğini uyarır. Böylece de polenlerinin başka bir çiçeğe taşınmasını ve tozlaşmayı sağlar
Bazı canlılarda çeşitli amaçlar sözkonusu olduğunda da hayvanın vücut rengi değişik şekil ve renklere dönüşür. Hemichromis fasciatus adlı hani balığı erkeğinin rengi, çeşitli davranış durumlarında değişir. Buna göre yaşama alanını koruyan erkeğin rengi ile düşmanından kaçan erkeğin rengi veya yumurta bırakan dişinin rengi farklıdır.
Evrim Doğal Seleksiyon Nedir
Yeni mutasyonlar sürekli oluştuğundan, populasyonun genetik değişkenliği artmalıdır. Birçok populasyonda, hayatta kalabileceklerden daha fazla sayıda döl üretilir. Bu nedenle her dölün birçok bireyi daha döllemeden ölür. Diğerlerinin de döl sayısı azdır. Böylece seleksiyon gerçekleşir. Birçok genin sıklığı değişir ve bireyler bir sonraki dölün gen havuzuna farklı şekilde katılımda bulunur. Buna REPRODUKTİF FİTNES (üretgen fitnes) veya kısaca FİTNES ya da UYUM DEĞERİ denir.
Seleksiyon ve Populasyon Genetiği
Fitnes (=uyum değeri), belli bir çevredeki genotipin özelliğidir. En yüksek döl sayısı olan genotipin fitnes değeri, FD = 1 diye ifade edilir. Bundan sonra diğer genotip X'in fitnes değeri, FDX küçük olmalıdır. Bu, aşağıdaki formül ile ifade edilir. (yapay seleksiyon)
FDx = Genotip X'in dölü / En fazla döle sahip genotipin dölü Populasyonda her bireyin belli bir genotipi ve bu nedenle de belli bir fitnesi vardır. Her genotipin birey sayısı ve fitnesinden, populasyonun ortalama FD 'si hesaplanabilir Bir populasyonun ortalama fitnesinin en iyi genotipinkinden sapmasına, populasyonun GENETİK YÜKÜ denir. Genetik yük evrimin olaylanması için şarttır. Bütün bireyler olası fitnese sahip olsalardı, genetik bir değişkenlik olmaz ve böylece de doğal bir seçilim gerçekleşmezdi. Basit bir örneğe göz atalım: Fitnesin tek (A) ve (a) allellerindeki bir gentarafından saptandığını varsayalım. Organizmalar haploid (n) olsun, yani her iki alelden yalnız birine sahip olsunlar ve bu da her generasyon da fenotipte ortaya çıksın. Ayrıca döller birbiri ile kesişmesin.
Eğer bir genotip için fitnes, yani FD, bilinirse, p:q oram için populasyonun ortalama fitnesi FD hesaplanabilir. Yüksek uyum değerine sahip bireyler, diğerlerine göre daha fazla döl ürettiklerinden, populasyonun bileşimi ilk verilen örnekteki gibi öyle değişir ki yavaş yavaş FD'nin en yüksek noktasına ulaşılmaya çalışılır. Yani seleksiyonla gen sıklığı tekrar değişir ve (a) azalırken (A) artar. Bu olayın hızını açıklamak için aşağıdaki düşünceden hareket edelim:
Populasyonda (A) alelinin düşük bir payı ile (yani p daha düşük % ile olsun) başlanır. Her (A) baskın oluşu nedeniyle fenotipik olarak görüleceğinden yüksek oranda döl oluşturur. Eğer (a) aleli gen havuzunda az miktarda ise bunun saf kalıtsal olarak görülme olasılığı da azalır. Yalnız bu durumda seleksiyon etkin olacağından alel (a), seleksiyona da daha az uğrayacaktır. Yani avantajlı baskın bir alel hızla populasyona hakim olur; ama dezavantajlı çekinik aleli populasyondan tamamen uzaklaştıramaz. (seleksiyon ıslahı)
Eğer çekinik alel avantajlı (aa'nın FD=1 ise) ve önceleri az miktarda varsa, (aa) fenotipi de seyrektir. Populasyonun bileşimini değiştiren hız, başlangıçta çok azdır. Bu (a)'nm populasyondaki oranının artışı ile yükselir. Dezavantajlı (A) fenotipik olarak dikkati çekeceğinden, daima seleksiyona açıktır. Bu nedenle (a), (A)'ya karşı koymaya çalışacaktır; yani (A) taşıyıcısı olanların soyu tükenecektir.
Genetikte HETEROStS denen heterozigotlar (Aa'nın FD =1) tercih edilirse, ne (a), ne de (A) dezavantajlı olsalar bile kaybolmaz.
Darwin doğal seleksiyon örnekleri
Şimdi uyumu etkileyen (A/a) ve (B/b) alelli iki geni, model populasyonda ele alalım. Bu durumda 9 farklı genotip vardır. Bunlar populasyonda farklı sıklıkta izlenebilir. (A) ve (a) alel sıklığı p ve q, (B) ve (b)'ninki ise r ve s olsun. HARDY-WEINBERG formülü ile p:q ve ns'nin ayrı ayrı genotip oranları hesaplanabilir. Eğer tektek genotiplerin FD'si bilinirse, ortalama FD populasyondaki olası gen sıklığı için, (1) nolu formülle hesap edilebilir. Ortalama uyum değerleri (FD) bir örnek için (A/a) ve (B/b)'nin sıklığına bağımlı olarak verilmektedir.
Doğal bir populasyonda hiçbir zaman iki adet gen değişmez, çok sayıda gen değişir. Bu nedenle populasyonun durumunu grafik ile ifade etmek zor olur. Eğer uyum değeri (FD) çeşitli aleli çok sayıda gene bağlı ise populasyonun başlangıçtaki genetik bileşimine bağımlılık vardır.
Örnekler de göstermektedir ki, yeni mutasyonlar görülmese dahi, seleksiyon sadece genlerin populasyonda yeni kombinasyonu ile gen havuzunu değiştirebilir.
Seleksiyon Faktörleri ve seleksiyon yöntemleri
Farklı genotiplerin üreme oranı veya hayatta kalma olasılığını değişik bir biçimde etkileyen çevre etmenlerine SELEKSİYON FAKTÖRLERİ denir.
a) Abiyotik Seleksiyon Etmenleri
Bunlar kuraklık, rutubet, sıcaklık, soğukluk, suyun tuz oranı, toprağın besin madde içeriği ve ışık eksikliğidir.
b) Biyotik Seleksiyon Etmenleri
Bunlar yırtıcı, parazit veya besin, eş veya yaşam alanı bakımından rekabet eden türdaşlardır.
Çevrenin seleksiyon faktörleri ile bir populasyonu etkileyen etmene SELEKSİYON BASKISI denir. Ortaya çıkan dezavantajlı mutasyonlar sonraki döllerde seleksiyonla giderilebilir. Böylece döl uygun özellikler kazanır ve gen havuzunu dengeler. Buna DENGELİ SELEKSİYON denir. Ama seleksiyon genlerin sıklığı ve böylece populasyonda söz konusu özelliği de değiştirir ve populasyonun ortalama uyumu tamamen artar. Buna AKTARIMLI SELEKSİYON. Parazit, hastalık yapıcı veya yırtıcıların etkisi ile en yoğun olan formlar bile azalır ve sonuçta populasyona ekstrem özellikli formlar hakim olur. Böylece populasyon ayrılır, buna AYIRIMCI SELEKSİYON denir
Şimdiye kadarki formlara karşı, taşıyıcısına yüksek uyum kazandıran bir mutasyon görülürse, bu değer maksimum uyumdur, yani FDmax'dur. Böylece seleksiyonun yapısı değişir.
Evrim Teorisi (=Kuramı)
Tür Kavramı
Günümüzdeki canlılar, vücut yapıları bakımından basamaklı bir benzerlik gösterir. Buna göre belli bir sisteme sokulurlar. Sistemin temel birimi TÜR 'dür. Birçok önemli özelliği bakımından birbirine benzeyen ve verimli döller üretebilen tüm canlıları TÜR KAVRAMI altında toplayabiliriz- Bir türün belli bir bölgede yaşayan ve birbiri ile döllenebilen bireyleri, o türün POPULASYON'unu oluşturur. Bu nedenle türü, bireylerinin birbirini kendi aralarında dölleyebildiği ve döllenme bariyer (engel)leri ile diğer populasyonlardan ayrılan bir populasyonun tamamı diye açıklayabiliriz.
Evrim Faktörleri (=Etmenleri)
Bir populasyonu oluşturan bireylerin tüm genlerine onun GEN HAVUZU denir. Bu, HARDY-WEINBERG'in kalıtımın sabitliği kuramına göre aşağıdaki koşullarda değişmez:
a) Mutasyonlar görülmemelidir.
b) Bütün genotipler söz konusu çevre için aynı oranda uygundur. Bu nedenle belli genotiplerin seleksiyonu olmaz.
c) Herhangi bir çiftin çiftleşme olasılığı aynı büyüklüktedir (Belli çiftlerin avantajı veya tercihi söz konusu değildir). (evrim teorisi belgeseli)
d) Populasyon çok büyük olduğu için ayrı ayrı bireylerin rastlantılı ölümü veya onların iç ve dış göçle populasyona katılma veya ayrılmasının önemi yoktur.
HARDY-WEINBERG kuramının yukarıda açıklanan koşullarından olan her sapma, gen havuzunun değişmesine ve böylece küçük bir evrim adımına yol açar. Evrim aşağıdaki etmenlerle oluşur.
a) Mutasyon: Mutasyon yeni genler ve böylece yeni özellikler doğurur.
b) Seleksiyon: Seleksiyonla, avantajlı fenotipler seçilir.
c) Genetik Sürüklenme: Rastlantı etkileri özellikle küçük populasyonlarda kendini gösterir.
Mutasyon ve seleksiyonun etki yapabilmesi için aşağıdaki özellikler büyük önem taşır:
a) Rekombinasyon:
Gen havuzundaki genlerin rekombinasyonu, eşeysel üreme nedeniyle daima yeni gen kombinasyonlarına yol açar. Yani genotipler ve böylece diğer fenotipler oluşur.
b) Seperasyon:
Gen havuzunun kısmi populasyonlarının izolasyonla ayrılması ile meydana gelir. Evrim olayı ile belli genlerin sayısı artar ve diğer bir kısmı ise yok olur. (evrim teorisi pdf)
Evrimin Temeli Olarak Mutasyonlar
Eşeysel üreme, yeni gen kombinasyonlarına yol açar. Bireylerdeki gen bileşiminin değişkenliğine GENETİK DEĞİŞKENLİK denir. Genlerin mutasyonuyla yeni alellerin ortaya çıkışı bunu artırır. DNA replikasyonunda ortalama hata oranı 1-109 replike nukleotid kadardır. Yani hata DNA'nın her bölümünde olur. Böylece her gen ve generasyon da yaklaşık 1:10 000 -1:1 000 000
(çok hücrelilerde)'a kadar değişen mutasyon yüzdesi elde edilir. En sık olan oran da 1: 100 000'dir. 100 000 geni olan bir türde oluşan her eşey hücresinde ortalama bir mutasyon izlenir. Mutasyonlar çok sıktır, fakat fenotipe etkisi yoktur. Büyük sayıda döl üretici mutasyonlar da her zaman görülebilir. Bu bireyler daha fazla sayıda gen meydana getirir.
Charles Darwin Hayatı ve Evrim Teorisi
Tıp ve teoloji (=ilahiyat) eğitimi gören CHARLES DARWIN (1809-1882), BEAGLE adlı gemiyle yapılan bilimsel geziye (1831-1836) katıldı. DARW1N bu gezide karşılaştırmalı anatomi, paleontoloji, bitki ve hayvan coğrafyası ile ilgili bilgi topladı. Bu bilgiler onun sonradan ortaya atacağı evrimle ilgili görüş ve kuramlarının temeli oldu. Nitekim 1856 yılında bu bilgilerin ışığı altında "On the origin of species by means of nat-ural selection" adlı eserini yayınladı. Kitabında, basit formlardan günümüzün daha karmaşık canlı varlıklarının atası ile ilgili düşüncelerini belirtti. Ayırıca organizmaların evrimi için gerekli açıklayıcı nedenleri, ortaya koydu. DARWIN nedensel açıklamalarını yaparken, ıslahçıların seçme (=seleksiyon) fikrinden yararlandı. Bunlar uygun formları seçip kultive ediyorlardı.
DARW1N, 1845 yılında Galapagos Adaları ispinozlarının aynı atasal türden kökenlendiğini belirtti
Verilerin azlığı nedeniyle bu durumu kitabında derinlemesine inceleyemedi. Doğal olarak burada bir soru akla geliyor; peki doğada bu türleri ortaya çıkaran, bu seçimi yapan kimdir? Bir ekonomist olan MALTHUS (1766-1834)'un yürüttüğü bir araştırma, ona yukarıdaki soruyu yanıtlama imkanı verdi. MALTHUS, insan nüfusunun arttığını ve sadece besin azlığı ve hastalıklar nedeniyle sayının sabit tutulduğunu gösterdi. Bu bilginin diğer tüm canlılara kullanımı, SEÇİLİM KURAMI'nı doğurdu. Bu kuram aşağıdaki gerçeklerden hareket eder:
Darwinin Evrim Teorisi
a) Canlılar, türün devamı için gerekenden daha fazla döl üretir. Türün devamı için bir çiftin ürettiği dölden ikisinin çiftleşmesi yeterli olacaktır.
Halbuki gerçekte binlerce, hatta milyonlarca döl üretilir. Buna rağmen değişmeyen bir devredeki yaşama alanında, bir türün birey sayısı Uzun süre sabit kalır.
b) Ana-babanın çocukları, kalıtsal özellikleri bakımından birbirinden ayrılır.
c) Canlılar, daha uygun yaşama koşulu, besin, yaşam alanı ve eş için sürekli rekabet halindedir.
DARWIN bundan aşağıdaki sonuçlan çıkardı: Ona göre VAROLMAK İÇİN SAVAŞ (=struggle for life) da, çevreye en iyi uyan bireyler yaşamlarını sürdürür ve en güçlüler hayatta kalırdı (=survival of the fittest). Bu kavram genelde yanlış anlaşıldı. Evrim kuramı anlamında, her zaman en güçlü olan, en uygun olmayabilir; çünkü en fazla döl üreten ve onların da döl ürettiği bireyler en elverişli olanlardır. DARWİN'in kuramı ile sosyal farklar, biyolojik temele dayanmaz ve yine bundan da hiçbir şekilde, güçlü olanların haklı olacağı sonucu çıkarılamaz. Bunlar SOSYAL DARWİNİST"lerin görüşleridir.
Evrim Teorileri
Rekabet sadece bir tür içinde olmaz. Benzer ekolojik nişlere sahip türler de birbirleri ile rekabet eder. Rekabet, bir ekolojik nişte aynı özelliklere sahip sadece bir türün devamlı olarak barınmasına yol açar. Bu nişe daha az uyum sağlayan türlerin sayısı azalır veya başka yörelere gitmeye zorlanır. DOĞAL SEÇME (=natural selection) türlerin yavaşça değişip, çevreye uyumuna yol açar.
Evrim teorisi, homolojinin ortaya çıkması ve organizmaların uyumu için nedensel gerekçeleri açıklar. Bu teori organizasyonun bazı durumlarda neden daha az amaca uygun olduğunu da açıklar: Zürafanın boyun omuru sayısı 7 olduğundan, kafasını çok zor yere eğer. Bu ise su içmeyi zorlaştırır. Bağışıklık sistemi insanı hastalıklara karşı korur; ama anne ve çocuk arasındaki Rh uyuşmazlığı embriyoda zararlara neden olabilir.
Bir canlının fitnesi, yani yeterli oluşu, onun üretip hayatta kalan döl sayısı ile ölçülür. En uygun ve yetenekli olanın hayatta kalabileceği görüşü de tartışılır. Böyle bir ayrım anlamsızdır, zira hayatta kalan bireyler zaten yaşamını sürdürebilenlerdir. DARWIN ise bunu, en iyi uyum sağlayanın hayatta kaldığı veya kalabildiği şeklinde ayırmış ve bunun da yapısal farklılıklara bağlı olduğunu belirtmiştir. Daha az uyum, düşük oranda hayatta kalmayı ve böylece miktar olarak uygunluğunun ölçülmesine yol açar. Canlıların kökeni için DARWIN'in ortaya attığı görüşlere benzerlerini WALLACE (1823-1913) da belirtmiştir.
Yirminci yüzyılda evrimin nedenleri ile ilgili bilgilerin artması GENETİK sayesinde oldu. Kalıtsal olan tüm özelliklerin temelinde GEN'ler vardır. Döllenmiş yumurtadan tam bir canlı oluştuğundan, onun yapısal planı ile ilgili bilgi genlerde vardır. Homoloji araştırmaları çeşitli organizma türleri arasında benzerlikler gösteriyordu. Bu genetik bilginin eşit şekilde dağılımı ile ilgilidir. Çiftleşemiyen canlılar arasında genlerin taşınımı olmaz. Bu nedenle açıklama için ortak bir atadan gelmiş olmayı kabul etmekten başka bir seçenek yoktur.
DARWIN'in anladığı anlamda en yetenekliler, yeteneklerini daima populasyonda gösterir. Bu nedenle özellikle, FISHER ve SEWALL-WRIGHT'ın gösterdiği gibi POPULASYON GENETİĞİ sonuçları, evrim kuramının temelini oluşturur. Yine yirminci yüzyılın ikinci yarısından itibaren MOLEKÜLER BİYOLOJİ evrimin açıklanmasında önemli rol oynamaya başladı. Canlı oluşumunun deneysel olarak açıklanması ile ilgili araştırmalar ilk kez OPARIN tarafından yürütüldü. Yaşamın oluşum ve evrim kuramının fiziko-kimyasal olarak açıklanmasını EIGEN'e borçluyuz.
Darwin'in Türlerin Kökeni adlı eserinde ortaya koyduğu; yani çeşitli bitki ve hayvan türlerinin başka türlerden türemiş olduğu görüşü, dinlere ve çeşitli efsanelere ters düşmekle birlikte, büyük bir kesimin onayını almış görünmektedir; ama bilim adamları evrim mekanizması hakkında değişik görüşler taşırlar. Günümüzde bu hususta üç görüş en fazla taraftar toplamıştır.
Bunlardan en yaygını YENİ DARWİN'cilik kuramı ya da sentetik kuramdır. Bu kuram daha önce de değinildiği gibi türlerin evriminin belirleyici faktörü olarak doğal seçilimin Darwin'de ileri sürülen şeklini ele alıp, Mendel'in genetik kuramlarının yardımı ile canlı topluluklarının genetik değişimlerini uygular, bu görüşün en önemli savunucusu AYALA SMITH'dir.
Darvinin evrim teorisi
Mendel kuramlarının bu yüzyılın başında TSCHARMAK de VRIES ve CORRENS'çe yeniden bulunması ile Darwin kuramı yeniden tartışmaya açıldı. Türlerin evrimi populasyondaki alel oranlarının değişmesiyle açıklanır. İşte bu değişimler, doğal seçilim sürecinde kontrol edilir. Bu mekanizmanın açıklanması için R.A. FISHER ve S.WRIGHT gibi araştırıcılar, matematik bir model geliştirdiler. Bundan az olan doğal seçilim sürecinde bile, o populasyonun genetik yapısının, bazı alellerin, diğerlerinin yerini almasıyla değişikliğe uğradığı sonucu çıkar. Türün genetik çeşitlerindeki mikroevrim, bir makroevrime; yani bazı yeni canlı türlerinin oluşumuna neden olur.
Bu görüşün günümüzdeki en önemli savunucuları arasındaki Amerikalı ERNST MAYR, türlerin dağılımı ile ilgili yaptığı çalışmalarında (özellikle kuş türleri ile) türler arasında aşamalı bir geçiş olduğunun ve farklı ırklardan başlayarak, yeni canlı türlerinin oluştuğunu açıkladı. G.G.SIMPSON adlı araştırıcı atın evrimini gözönüne alıp, atın doğal evriminin küçük değişimlerle oluşup, aşama aşama populasyonlara hakim olduğunu ve bazılarının da bu süreçte türleştiğini vurgulamıştır.
En son görüşler ışığı altında yeni Darvvin'ciliğin temel ilkesi olarak evrim ve doğal seçilim mekanizmalarının denetimi ile populasyonların genetik yapısındaki bazı alel genlerin zamanla, diğerlerinin yerine geçmesini şart koşar. Bu mikroevrim süreci, yeterli zaman geçtikten sonra, aşama aşama makroevrime; yani yeni türlerin oluşmasına yol açar.
İkinci kuramsal model olan "YENİ MUTASYONİZM" KIMURA ve C.J GOULD tarafından ele alınmakta ve günümüzde geniş bir taraftar kesimi bulmaktadır. Bu kuram, rastlantıyı ve bazı mütasyonların doğal seçilim açısından yalnızlığını önemsemekle kalmaz, "NOKTASAL DENGELER" gibi çok katı olmayan paleontolojik evrimi de dikkate almayı yeğler.
KIMURA adlı Japon bilim adamı "NÖTRALİST" kuramını öne sürdü. Buna göre genetik mütasyonların sayısı doğal ayıklanma bakımından "NÖTR"'dür. Buna uğramış bireylerin yaşamını sürdürebilmelerinde, mütasyonların etkisi yoktur. Doğal seçilimin yadsıdığı bu genetik değişimler kuşaklar boyu sürer ve sonuçta bir evrim etmeni haline gelir. KIMURA bir alelin diğer birinin yerine geçmesinin, protein bakımından bir aminoasidin diğerinin yerine geçmesi ile eşdeğer olduğunu öne sürmüştür. Çeşitli organizmaların aminoasitlerinin gen dizilişinin incelenmesi, bir aminoasidin değerinin yerini aldığını göstermiştir (oc-Globin için her 7 milyon yılda bir). Evrimsel açıdan iki tür birbirinden ne kadar uzaksa, a-globinleri de aminoasit sayısınca o kadar farklıdır. Bu düzenlilik, birçok genetik farklılaşmanın çevresel koşullardan kaynaklanmadığını gösterir. İşte bu değişiklikler doğal seçilim karşısında nötrdür. Bu durumda yeni Darwin'cilerin aşama aşama mikroevrim yerine "NOKTASAL DENGELER" görüşü söz konusudur. Bunda türlerin uzun süre dengede olduğu; ama genetik yapıda bir farklılık ile aniden yeni türün eskisinin genini alarak bu dengeyi bozduğu görülür. Yani evrimin temeli doğal seçilimden çok, genetik değişimlerdir. (Darwin evrim teorileri)
Yeni mutasyonizm'e göre daha az taraftar bulan üçüncü görüş de "YENİ LAMARCK'cılık"tır. Bu kuramda, türlerin evriminde rastlantının rolü yadsınır ve sonradan edinilen özelliklerin saydam geçişi gerçeğini kanıtlamaya çalışır. Ziirafanın boynunun uzaması bu kuramın klasik örneğidir. Lamarck'a göre bu türün boynu uzundur, zira ataları ağaçların yüksek kısımlarındaki yaprakları yemek için boyunlarını ha bire uzatmış ve bu anatomik değişiklik, sonraki kuşaklara geçmiştir. Yeni LAMARCK'cılara göre, türlerin evrimi bu model ile açıklanabilir. Yeni türler, eskilerin yeni ortam koşullarına uyarlanması ve değişken ıraların sonraki kuşaklara aktarımıyla oluşur. Böyece yeni Darvvin'cilerin aksine türlerin uyumu ani ve rastlantıyla gelen bir farklılaşmanın sonucu olarak değil de, bireylerin ortama uymalarından doğan bir farklılaşmanın kuşaklara geçmesi ile açıklanır. Yeni LAMARCK'cılık akımının en önemli savunucuları arasında Avustralya'lı E.J. STEELE yer alır. STEELE kobayların yabancı bir doku naklinden sonra, onu sonraki kuşaklara geçirdiğini açıklamış; ama bu deney tekrarlanamamıştır. Yine J. CAIRNS adında Amerikalı bir biyolog sonradan edinilen ıraların bakterilerde, diğer kuşaklara aktarıldığım belirtmiş; ama bu deneyler de kuşku uyandırdığı için, kesin bir yargıya varılamamıştır.
Evrim Düşüncesi ve Gelişimi
Evrim biyolojik olaylar içinde en ilginç ve en geniş kapsamlı olanıdır. Kelimenin basit anlamı " GELİŞİM"dir. Gelişim ise biyolojide birbirinden tamamen farklı iki olayda kendini gösterir. Bunlar "EMBİRYONAL GELİŞİM" ve "EVRİMSEL GELİŞİM"dir. İlki şu anda olan ve karşılaştırılabilen ve deneysel olarak analiz edilebilen bir olaydır. İkincisi ise tarihsel süreçde geçen bir olayı ifade eder. Doğrudan gözlenemez ve deneysel olarak analiz edilemez. Yani evrim araştırmalarında direkt gözlem olmayıp, kanıt ve veriler kullanılarak tarihi araştırma yapılır. Bu araştırmalarda çeşitli yöntemlerle birlikte, kuramlar da kullanılır. Tümden gelim ve tüme varım (dedüksiyon ve indüksiyon) ve çalışma kuramlarından evrim kavramının ne olduğunu açıklamada yararlanılır. Evrim uyum, seçilim ve mutasyon gibi olaylarla karakterize edilir. Evrimsel düşünce kuramının 200 yıllık bir geçmişi vardır.
Darwin’e Kadar Olan Gelşime
Şu anda yeryüzünde yaşayan bir milyondan daha fazla hayvan ve yarım milyondan fazla bitki türü vardır. Bu kadar çeşitli canlı türü nasıl oluyor da yeryüzünde varolabiliyor ve yaşayabiliyor? Bu sorunun yanıtını EVRİM TEORİSİ kısmen de olsa vermektedir. Bu teori canlı oluşum ve çeşitliliği ile ilgili bilgileri aktarır.
Evrim çalışmaları ile evrim olayının nedeni ve canlıların oluşum ilişkileri incelenir.
Antik dönemde hayvan, bitki ve insanın bir defalık yaratıldığı görüşü hakim olmakla birlikte, başta ANAXIMANDER (Miletli, M.Ö. 611-546) olmak üzere, canlıların gelişmelerine ait yaklaşımlar da gözden uzak tutulmamıştır. Adı geçen bilim adamı insanın balık benzeri bir varlık olduğunu; ama zamanla üzerindeki örtüyü atarak karasal yaşama uyum sağladığını sanmakta idi. Yine o dönemden onsekizinci yüzyılın sonuna kadar, türlerin değişmezliği görüşü egemendi. İsveçli doğabilimci LINNE (1707-1778), türlerin dünya varoluşundan bu yana yaşadığı görüşünü taşıyordu. LINNE bulduğu hayvan ve bitki türlerini belli bir biyolojik sistemde ele alan ilk araştırmacı idi. Canlıları yapısal benzerliklerine göre gruplandırmıştı. Bir zoolog olan GEORGES CUVIER (1769-1832) 18. yüzyılın sonunda, tarih öncesi canlıları inceleyen "PALEONTOLOJİ" Bilimini kurdu. (lamarck evrim teorisi)
Günümüzde yaşayan (=resent) canlıların anatomik yapıları karşılaştırılarak, soyu tükenip fosili bulunanların sistematiği yapılır. Omurga iskeleti farklı şekilde olmasına rağmen, daima aynı temel yapı planı gösterir (üst kol kemikleri, iki altkol kemiği, elkökü, parmak gibi Dış görünüş ve işlevleri farklı ama aynı temel yapıya dayanan böyle organlara HOMOLOG denir. Temel yapı ve dizilişleri bilinirse, bulunan kemikler birleştirilip iskeletin tamamı elde edilir.
CUVIER bu yöntemle jeolojik çağlarda birbirinden çok farklı hayvanların yaşamış olduğunu buldu. Bunu çeşitli doğal felaketlere bağlıyor ve organizma gruplarını yokettiğini belirtiyordu. Bunun sonucunda yeni ve karışık yapılı canlıların ortaya çıktığını ve eski grupların da kalıntılarını koruyabildiğini açıklamıştı.
CUVIER'in yukarıda açıklanan FELAKET KURAMI'na karşılık jeoloji ve biyoloji biliminin ilerlemesi sonucu olarak, yeni görüşler ortaya çıktı. İngiliz araştırıcı LYELL (1797-1875) yerkürenin değişmesinin, bütün dünyayı kapsayan felaketlere dayanmadığını bugün yerkürenin yapısını şekillendiren güçlerin, daha önce de canlılara etki yaptığı görüşünü taşıyor ve AKTÜALÎTE (^GÜNCELLİK) VARSAYIMI'm ortaya atıyordu.
LAMARCK (1744-1829) Paris'te doğa tarihi müzesindeki koleksiyonda organların homolojileri ile ilgili çalışmaları sırasında, bunun canlıların akrabalığı ile ilgili bir olgu olduğunu açıkladı. PHILOSOPHIE ZOOLOGIQUE-1809 adlı kitabında, organizmaların evrimsel bir gelişimi olduğu görüşünü ortaya attı. Buna göre, günümüz türleri soyu tükenmiş olan eski türlerden kökenlenmektedir. LAMARCK bu görüşü ile ilk defa soy ağacı kavramını ortaya atarak, köken için nedensel bir açıklama getirmiş böylece EVRİM TEORİSİ'nin kurucusu olmuştu.
LAMARCK, canlıların organlarını kullanıp kullanmamalarına bağlı olarak belli ihtiyaçlara uyduklarını ve kazanılan bu bireysel uyum ve özelliklerin, doğrudan doğruya döle iletildiği görüşünü taşıyordu. LAMARCKa göre zürafanın uzun boyunlu oluşu, atalarının üst dallardaki yapraklara ulaşmak için sürekli olarak boyunlarını uzatması sonucu idi. Hayvan boynunu uzata uzata bugünkü zürafaya dönüşmüştü. Bu görüş uzun boyunlu kuğu ve kazlar için de geçerliydi. Onların boynu kısa ataları suyun derinliklerinden besin almak için boyunlarını uzatmış ve uzunboyunlu olmuşlardı. Bu özellik döle iletilmişti. Bunun karşıtı kullanılmayan organların köreldiği görüşü idi. (evrim teori)
Bu varsayım, genetik bilimden önce ortaya atılmıştı. Günümüzdeki bilgi birikimi karşıt görüşleri doğurdu. Bugüne değin kazanılmış özelliklerin kalıtlandığına ait hiçbir örnek bulunamamıştır. Genetiğin sonuçları, özelliklerin çevre etkisi ile katlanamayacağını gösterir. LAMARCKİSMUS, türün yayılış ve devamını sağlayan uyumları açıklamada da yetersiz kalır. Bitkinin zengin tohum üretimi tek bitkiye ya da yavru bakımı ana-babaya yarar sağlamayıp TÜRE hizmet eder. LAMARCK'ın doğa kuramları aşağıdaki şekilde özetlenebilir:
a) 1. Doğa Kuramı: Gelişiminin en üst basamağını henüz tamamlamamış bir hayvan, organını kullanma oranınında onu güçlendirir. Organın az kullanılışı onun gücünü yitirip zayıflamasına ve yeteneklerinin zamanla kaybolmasına yol açar. (evrim teorisi slayt)
b) II. Doğa Kuramı: Bir organın yoğun kullanımla gelişmesi ya da kullanılmama sonucu körelme özellikleri, sürdürülür. Yani kazanılan yetenekler döle geçer. Bunun için değişimler iki eşeyde de olmalıdır.
