Araştırmacılar yumurta mı önce gelir, yoksa tavuk mu sorusunun cevabını verdi; önce genler gelir. Araştırmacılar bazı kuş türlerinden elde ettikleri genom dizilimlerini, kendileri ve yakın akraba olan farklı türlerle karşılaştırarak kuşların bugüne kadar bilinenleri içeren en yeni soyağacını oluşturdu. Science dergisinin 12 Aralık 2014 sayısında yayımlanan, düzinelerce araştırmacının katkı koyduğu yeni bir genetik çalışma, kuşların özellikle dinozorların yok olduğu dönem olan Kretase-Paleojen geçişinde, yaklaşık 10-15 milyon yıl gibi jeolojik olarak kısa bir zaman diliminde, 36 farklı evrimsel çizgiye ayrıştığını gösteriyor. Sadece bu yayın değil, aynı zamanda Genome Biology, GigaScience ve bazı diğer yayınları da kapsayan, kuşların genom dizilimleri hakkında 28 makale yayımlandı.
Araştırmacılar bu çalışma için, bugüne kadar bilinen en fazla kuşun genom dizilimini çıkardılar; 48 farklı kuş türünün genomu dizildi. Böylece kuşların soyağacı yeniden inşa edildi. Bu çalışma uluslararası büyüklükte farklı birçok ülkenin (20 farklı ülke ve 80 farklı enstitü) üniversite ve araştırma enstitülerinin katıldığı ortak bir proje ile gerçekleşti. Araştırmanın en önemli mimarlarından olan Danimarka Doğa Tarihi Müzesi’nden Thomas P. Gilbert, “Kuşların evrimiyle ilgili birçok soru işaretinin halen gizemini koruyor olduğunu bilmek beni çok rahatsız ediyordu, farklı kuş gruplarının birbirleriyle olan evrimsel ilişkilerinin günümüzde halen bilinmiyor oluşu, üzerinde durulması gereken bir araştırma konusuydu” diyerek, bu kapsamlı araştırmanın ana itkisi olan soru işaretlerini vurguluyor. Bugüne kadar kimse modern kuşların ilk olarak ortak atadan ne zaman ve hangi türle ayrıştığını belirleyememişti.
Türlerin evrimleşerek çeşitlenmesi her zaman tedrici bir biçimde gerçekleşmez. Özellikle fosil kayıtlarda büyük çevresel değişimlerin ardından ani denilebilecek, makroevrimsel ölçeklerde türleşmeler ve çeşitlenmeler görülür. Yaklaşık 66 milyon yıl önce dinozorların yok olmasının ardından memeli ve kuş türlerinde önemli bir artış gözlemlenir. Çalışmanın sonuçlarına göre ilk modern kuşlar (Neoaves), bugün bildiğimiz güvercin, dalgıç kuşu ve flamingoların atalarıydı. Yaklaşık 67-50 milyon yılları arasında dinozorların yok olmasıyla birlikte kuş çeşitliliğinde bir patlama oldu. Kuşlar da memeliler gibi dinozorlardan geriye kalan habitatlara yerleştiler ve çeşitlendiler. Kuşların nasıl evrimleştiği ve farklı grupların birbirleri ile olan evrimsel ilişkisini anlamak için araştırmacılar, onların genomlarını yaşayan en yakın akrabaları ile karşılaştırdılar; timsahlar. Kuşlar yakın akrabaları olan dinozorlar ve timsahlar gibi Archosaur olarak isimlendirilen gruba dahildir. 3 farklı timsah türünün genomu dizildikten sonra araştırmacılar, bu sucul sürüngenlerin son 50 ve 100 milyon yıl arası zaman diliminde çok az evrimsel değişim gösterdiğini saptadı. Kuş ve timsah genomları karşılaştırıldığında, ortak Archosaur atadan nasıl ayrıldıklarını anlaşıldı. Bu çalışmada kullanılan karşılaştırmalı genom analizleri, bütün modern kuşların ortak atasının mineralize olmuş dişlerden yoksun olduklarını ve yaklaşık 116 milyon yıl önce evrimsel bir değişim ile mineralize dişleri kaybettiklerini öneriyor. Günümüzde yaklaşık 15 bin dişsiz kuş türü mevcut. Bununla birlikte memelilerde dişsiz sadece birkaç tür biliniyor, kuşlardan farklı olarak bizlerin, yani memelilerin evriminde dişler çok önemli bir rol oynuyor.
Kuşların hakkındaki diğer bir soru ise onların ses özelliklerinin nasıl evrimleştiği hakkındaydı. Bu özellik bir kere atasal bir grupta evrimleşti ve kalıtıldı mı, yoksa her farklı grup kendi ses özelliklerini evrimleştirdi mi? Çalışma ses değişiminin farklı gruplarda farklı sayıda ve zamanda evrimleştiğini gösteriyor. İnsanda konuşmayı kontrol eden genler, kuşlarda vokal öğrenmeyi düzenliyor.
Modern kuşların çoğunun gözleri 4 farklı renk alıcısına sahip, bu onlara tetrakromatik görüş yeteneği kazandırıyor. Bu durum onların daha geniş bir renk aralığını görebilmelerini sağlıyor. İnsan da dahil olmak üzere memelilerin birçoğu trikromatik, yani gözlerimizde sadece 3 farklı renk alıcısına sahibiz. Bununla birlikte penguenler, kuşlar içinde farklı bir yere sahip, onlar da bizim gibi 3 renk alıcısına sahipler.
Bugüne kadar şahin ve kartal gibi avcı kuşların özelliklerinin kuş soyağacının farklı kısımlarında iki kere ortaya çıktığı düşünülüyordu. Ancak kuşların yeni soyağacına göre, bütün kara kuşları tek bir avcı atadan türedi; fakat bu kara kuşlarının çoğu avcılık yeteneklerini kaybettiler.
Birçok kuşun bizleri hayran bırakan farklı renkte ve biçimdeki tüyleri β-keratin proteinleri tarafından oluşturulur (beslenir). Araştırmacılar farklı kuş gruplarını incelediklerinde, kara kuşlarının su kuşlarından iki kat daha fazla β-keratin çeşidine sahip olduklarını gördüler. Ayrıca evcilleştirme sürecinde renkleri ve biçimleri güzel olan kuşların insan tarafından seçilip melezleştirilmesi ile bu protein çeşitlerinin kara kuşlarında daha da arttığı bir gerçek.
Kaynaklar:
– Jarvis et al. “Whole-genome analyses resolve early branches in the tree of life of modern birds.” Science 12 December 2014: 346 no. 6215 pp. 1320-1331. DOI: 10.1126/science.1253451
– http://www.sciencemag.org/content/346/6215/1320
