Görsel açıklaması: Benekli turnabalığının yüzgeç gelişiminden sorumlu genleri enjekte edilen fare embriyosunda, el-ayak autopod kemikleri oluştu. © Andrew Gehrke, Şikago Üniversitesi
Biliminsanları uzun süredir insan eli ve balık yüzgeci arasında genetik bir ilişkinin olup olmadığını araştırıyordu. Fakat evrimsel biyologlar, yaşayan balıkların yüzgeçlerinde, autopod denilen modern yapıların (el bileği, parmaklar, ayak bileği ve ayak başparmağı içeren) eşdeğerlerinin neden olmadığını çözememişlerdi. 22 Aralık 2014’te Proceeding of the National Academy of Sciences dergisinde yayımladıkları makalede, bugüne kadar yanlış balık üzerine odaklandıklarını belirtiyorlar. Birçok çalışma teolost balığı denilen devasa bir balık grubunun örnekleri üzerinden yapılıyordu.
Sudan karaya geçiş formu olan Tiktaalik rosea’yı bulan ekibin başı Doç. Neil Shubin ve aynı ekipten Şikago Üniversitesi Anatomi ve Biyolojik Organizmalar Bölümü’nden Prof. Robert B. Bensley, “Fosiller bilek ve parmakların açık bir şekilde su kökenli olduğunu gösterdi” diyorlar. “Fakat yüzgeç ve eller-ayaklar farklı amaçlara sahip. Yüzgeç ve eller-ayaklar farklılaşmaya başladıklarından beri farklı yönlere evrilmişler. Biz fosillerden elde ettiğimiz bilgilere, moleküler ve genetik bilgileri ekleyerek onlar arasındaki bağlantıyı daha iyi anlamak ve çözmek istiyorduk.”
İlk bakışta yüzgeçler kara hayvanlarının el-ayaklarından tamamen farklı görünür. El ve ayak bilekleri, birçok ufak kemiklerden oluşmuştur, devamında uzun ince kemikler parmakları oluşturmaktadır. Buna karşın günümüz balıklarının yüzgeçlerinde uzun kemikler, halkasal kemik olarak tanımlanan ufak kemiklerle sonlanmaktadır. Araştırmacılar kemik şeklini belirleyen HoxA ve HoxD takımı olarak da bilinen ana genlerin de birbirinden farklı olduğunu söylüyorlar. Araştırmacılar ilk olarak teleost adı verilen kemikli balıklardan elde edilen bu gen takımlarını bacakların gelişimi için transgenik farelerde test etmişler. Fakat kontrol grubunda herhangi bir autopod gelişimi görülmemiş. Fakat antik genlerin nasıl düzenlendiğine baktıklarında, teleost balıkların ideal karşılaştırma örnekleri olmadıklarını fark etmişler. El bileği ve parmak inşasının genetik kodlarını araştırdıklarında, teleost türlerinde genetik şifre korumasının eksik olduğunu bulmuşlar. Teleost balıkların genlerindeki radikal değişikliklerin yarattığı sorunların izlerini sürmüşler. 300 milyon yıl öncesinde, tetrapodları oluşturan balık benzeri türler diğer kemikli balıklardan ayrıldıktan sonra, teleostların en eski atalarının tüm genomularının kendini ikiye katlayan bir süreçten geçtiğini ve bu olgunun evrimsel süreçte birçok kez tekrar ettiğini bulmuşlar. Teleost balıklar tüm genetik bilgilerini iki katına çıkararak müthiş bir çeşitlilik potansiyeline olanak sağlamış. Bu teleostların dünya genelinde çeşitli çevrelere adaptasyon sağlamasına yardım etmiş. Fakat tüm kemikli balıklar, genomun iki katına çıkması sürecinden geçmemiş. Kuzey Amerika’nın birincil tatlı su balığı olan benekli turnabalığı, tüm genomun ikiye katlanması sürecinden önce teleost balıklarında ayrılmış.
Araştırma takımı, benekli turnabalığı ile tetrapodları Hox geni açısından karşılaştırdığında, tahmin etmedikleri seviyede korunan omurgalı autopod düzenleyici bir düzenek bulmuşlar. Bunun halkalı kemikli balıklar ve tetrapodun autopodu arasında yüksek derecede benzerlik olduğunu desteklediğini belirtiyorlar. Benekli turnabalığının yüzgeç gelişiminden sorumlu genlerini, gelişmekte olan fareye enjekte ettiklerindeyse, farede gene autopod kemiklerin geliştiği görülmüş. Bu bulgu, dört ayaklı kara hayvanlarının el ve ayak bileklerinin antik balığın yüzgeciyle benzer bir şekilde evrimleştiğini gösteriyor.
Hazırlayan: Rıza Acar
İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü
Kaynak: http://www.sciencedaily.com/releases/2014/12/141222165441.htm
