Büyük beyinlerimiz ve dik postürümüzün yanı sıra kalın diş minelerimiz de cinsimiz “homo”yu primat akrabalarımızdan ve atalarımızdan ayıran özelliklerden biridir. Journal of Human Evolution’da 5 Mayıs tarihinde yayımlanan yeni bir çalışma, evrimin her defasında bir genle dişlerimizi nasıl şekillendirdiği hakkında fikir veriyor.
Duke Üniversitesi’nde genetikbilimci ve evrimsel antropologlardan oluşan bir ekip, insan genomunu diğer beş primat türüyle karşılaştırarak modern insanın kalın bir diş minesine sahip olmasında doğal seçilimin rol oynamış olabileceğini gösteren iki DNA segmenti tanımladı.
Dişlerin, evrimi inceleyen biliminsanları açısından paha biçilemez bir kaynak olduğunun altını çizen ekipten, Duke Üniversitesi’nde evrimsel antropoloji doçenti Christine Wall şöyle söylüyor: “Fosil kayıtlarının kendi içinde bütünlük oluşturduğu en iyi yer daima dişlerdir. Bunun yanında diş minesi kalınlığı, insanımsı fosillerinin teşhisinde ve onların yaşam biçimleri ve beslenme alışkanlıklarının ortaya çıkarılmasında kullanılan anahtar bir özellik olmuştur.”
Primatlar arasında diş minesi kalınlığındaki belirgin farklılıkların beslenme alışkanlıklarıyla bağlantılı olduğu görülüyor. Çalışmaya dahil edilen altı türden en ince mineye sahip olanı yaprak ve meyve yiyen goriller ve şempanzelerken; etobur orangutanlar, gibonlar ve rhesus makakları orta kalınlıkta mineye sahip. İnsanlar ise sert yiyecekleri parçalamaya uygun olacak şekilde, en kalın mineye sahip olan tür.
“Dişler ayrıca büyüme bantlarını korurlar” diyen Wall, diş minesinin tıpkı eş merkezli ağaç halkaları gibi, tabakalar halinde birikim gösterdiğini belirtiyor ve şöyle devam ediyor: “Yani fosillerle çalışırken, dişler ait olduğu canlının kaç yaşında öldüğünü ya da diş gelişimini kaç yaşında tamamlandığını bize söyler, böylece var olan ve soyu tükenmiş türler arasında karşılaştırma yapabilmemize imkân sunar. Tüm bunlar diş minesini, fosil kayıtlarında var olan ve genomik analizlere uygun pek az özellikten biri yapmaktadır.”
Ekip insanların kalın diş minesine sahip olmalarına katkıda bulunan genetik değişiklikleri tanımlamak için yola koyuldu. Çalışma, evrim süreci boyunca genler ile fiziksel özellikler ve beslenme alışkanlıkları arasındaki bağlantılarla ilgili geniş çaplı bir araştırmanın parçası.
Duke Üniversitesi’nde biyoloji profesörü Greg Wray diş gelişiminde rol oynadığı bilinen genleri incelediklerini söylüyor. Ekip diş oluşumunda yer alan dört proteini (enamelysin, amelogenin, ameloblastin ve enamelin) kodlayan dört gen üzerinde duruyor. Wray, söz konusu genlerin dişlerin evriminde rol oynayan yegâne genler olmamakla birlikte, pozitif seçilimin kanıtlarını görmek açısından iyi birer araç olduklarını söylüyor.
Bu dört gen için goril ve orangutanların DNA’ları ekip tarafından izole edilirken, diğer türlerin gen sekansları kullanıma açık veri kaynaklarından elde edildi. Daha sonra araştırmacılar bu sekansları bir yazılım aracılığıyla inceleyerek türler arasında hangi baz çiftlerinin değiştiğini ve hangi değişikliklerin yüksek oranda biriktiğini saptadı. Raleigh Doğa Araştırma Merkezi’nde Genomik ve Mikrobiyoloji Laboratuvarı yöneticisi ve aynı zamanda Kuzey Karolina Üniversitesi’nde biyoloji doçenti olan Julei Horvath şöyle söylüyor: “Bu, hangi genin pozitif seçilime uğradığını anlamamızı sağlar.”
Araştırmacılar bu sonuca ulaşmak için genetik sürüklenme kavramını kullandı. Horvath, “Genetik sürüklenme, DNA sekanslarındaki değişikliklerin beklenen bir oranda olmasıdır” diyor. “Eğer söz konusu değişiklikler beklenenin üzerinde bir hızla gerçekleşiyorsa, bu durum ilişkili genlerin pozitif seçilime uğradığını gösterir. Dolayısıyla bunlar organizmaya birtakım avantajlar sunan genlerdir.”
Önceki araştırmalar bu dört genden MMP20 veya enamelysin olarak bilinen genin pozitif seçilim gösterdiğini ortaya çıkarmıştı. Şu an yapılan çalışma, insan diş minesi kalınlığındaki doğal seçilimde MMP20’nin belirgin rol oynadığını bir kez daha gösterdi. Araştırmacılar ayrıca ENAM ya da enamelin olarak adlandırılan genin de pozitif seçilim gösterdiğini ortaya çıkardı.
Seçilim baskısının ENAM ve MMP20 genlerinin protein kodlayan bölgesini değiştirmediği belirtiliyor ki, bu bölgedeki küçük değişiklikler bile genin işlevselliğini dramatik ölçüde etkileyebilir veya bozabilir. Bunun yerine pozitif seçilime konu olan değişiklikler ENAM ve MMP20 genlerinin düzenleyici bölgelerinde, yani genin nasıl kopyalandığını kontrol eden DNA sekansında gerçekleşti.
New York Üniversitesi’nde biyomateryaller ve biyomimetik profesörü olan ve çalışmada yer almayan Timothy Bromage şöyle söylüyor: “Bu çalışma morfoloji, gelişim süreçleri ve bunların altında yatan düzenleyici genetik mekanizmalar arasında önemli köprüler sunmakta. Çalışmanın sonuçları şimdiden diş minesi yapısının oluşumu ve evrimi hakkında pek çok aşamayı gözler önüne serdi.”
Ekip, türler arasında -gelecekte ayrıca değişik yaş grupları arasında- genleri ve fosilleri eşleştirerek, doğal seçilimin parçaları arasındaki bağlantının anlaşılması için bir yol haritası oluşturmayı arzu ediyor.
