Ana sayfa 128. Sayı Canlılarda işbirliği ve evrimi

Canlılarda işbirliği ve evrimi

856
PAYLAŞ

Umut Can Yıldız

Canlıların evrimi pek çok kişinin sandığı gibi çatışma, ‘yarış’, rekabet veya ‘savaş’tan ibaret değil ve hayal edemeyeceğimiz işbirliği türleri içeriyor. Biliminsanları bireysel seçilime ve doğal seçilim kuramına ters düşer gibi gözüken özgeci davranışları, grup seçilimi, akraba seçilimi, karşılıklama ve manipülasyon mekanizmaları ile açıklıyorlar.

Pek çoğumuz gittikçe vahşi doğadan yalıtılan şehirlerde, diğer canlılarla temasımız azalarak yaşamaya devam ediyoruz. Ancak etrafımızdaki sınırlı sayıdaki canlı türüyle dahi pek çok gözlem yapabiliriz. Hepimiz bir besin kırıntısını taşımak için sıralanmış karıncaların yuvalarına yiyecek taşıyışını, gökyüzünde tek bir organizmaymış gibi hareket eden kuş sürülerini, birisinin havlamasıyla toplanabilen ve birlikte dolaşan köpek gruplarını görmüşüzdür. Trilyonlarca hücrenin oluşturduğu bizler ve gözle görülür tüm canlılar büyük bir işbirliğinin eseridir. Dahası tek tek her hücremiz bakterilerin işbirliğinden köken alır. Bu yazıda başka ilginç örnekler de aktaracağız: Tehlikeleri haber vermek için seslenen hayvanları, vampir yarasaların emdikleri kanları nasıl paylaştığını, bazı karınca ve arıların kolonileri için ölüme gidebildiğini, bazılarının ise nasıl “çiftçilik” yaptığını ve Japon makaklarının birbirlerinden patates yıkamayı öğrendiklerini. Asıl sorumuz ise farklı düzeydeki bu işbirliklerinin nasıl evrilebildiğidir. Bu yazı farklı kuramların bu soruya verdiği yanıtları ve işbirliğinin doğasına ilişkin açıklamaları aktarmaya çalışıyor.

“Yaprak-kesici” karıncalar olarak da bilinen türler bir çeşit “tarım” yaparlar.

Öncelikle rekabet ve çatışma olgusuna, sonra karşılıklı fayda sağlanan işbirliği örneklerine ve ardından ise zarar görmesine karşın yardımda bulunan (fedakârlık yapan, özgeci davranan) canlıları inceleyeceğiz. Bireysel seçilime ve doğal seçilim kuramına ters düşer gözüken özgeci davranışların grup seçilimi, akraba seçilimi, karşılıklama ve manipülasyon mekanizmaları ile nasıl açıklandıklarını ele alacağız.

Rekabet ve çatışma

Canlılar arasındaki rekabet ve çatışma olgularını doğru biçimde tarif etmeden canlılarda işbirliğinin nasıl evrildiğini anlamamız mümkün değil. Canlılar arası rekabeti anlayabilmek için, öncelikle canlıların evriminde genetik sürüklenme ile birlikte en önemli mekanizma olan doğal seçilimle ilgili bazı temel bilgileri hatırlamamız gerekiyor. Gould, Darwin’in Türlerin Kökeni kitabındaki doğal seçilim anlatımını şu şekilde özetliyor:

“1) Tüm organizmalar, olasılıkla hayatta kalabilecek daha fazla yavru üretmeye eğilimlidir. […]

“2) Yavrular kendi aralarında farklılık sergiler ve değişmez bir tipin karbon kopyaları değildirler.

“3) Bu varyasyonun hiç değilse bir kısmı kalıtım yoluyla gelecek kuşaklara aktarılır. (Darwin kalıtım mekanizmalarını bilmiyordu) […]

“O halde doğal seçilim ilkesi bu olgulardan yapılan zorunlu bir çıkarım yoluyla ortaya çıkar:

“4) Şayet çok sayıda yavru ölmek zorundaysa (çünkü yavruların tamamı doğanın sınırlı ekolojisinde kendilerine yer bulamaz) ve tüm türler içindeki bireyler kendi aralarında değişiklik gösteriyorlarsa, o halde (her vakada değil, istatistiksel bir ifade olarak) ortalama hayatta kalanlar, değişen yerel ortamlara tesadüfen en iyi şekilde uyum gösteren varyasyona sahip olacak bireyler olacaktır. Kalıtım mevcut olduğu için, hayatta kalanların yavruları kendi başarılı ebeveynlerine benzeyecektir. Bu uygun varyantların zaman içerisindeki birikimi evrimsel değişime yol açacaktır.”

Darwin’in, doğal seçilim kuramını ortaya atarken, dönemin liberal ekonomi anlayışından etkinlendiği biliniyor. Ekonomi alanında tutarsız kuramlar üretmesine karşın, aynı bakış açısı canlılar dünyasına analojik olarak uygulandığında tutarlı bir kuram üretebilmiştir. Ancak bu başarı özellikle popüler bilim okuyucuları arasında bugüne kadar devam eden büyük yanlış anlamalara neden oldu. Özellikle doğal seçilimin çatışma, rekabet, yarış, savaş gibi sözcüklerle; insan etkinliklerine ait örneklerle anlatılması bu yanlış anlamayı büyüttü. Darwin’in doğal seçilim kuramı bireyler arası rekabete dayanır. Ancak buradaki birey ve rekabet insan toplumsallığında tarif edilenlerden farklı kavramlardır. Buradaki birey bakteri, fungi, bitki veya hayvan olsun herhangi bir canlı türünün bir popülasyonundaki tekil canlılardır. Bireysel seçilime dayanan, tüm canlıların ortak olarak sahip olduğu rekabet ise kalıtımsal özellikleri devam ettiren daha fazla yavru üretme yeteneği üzerine kuruludur.

Bugünkü bilgilerimizle biyolojik kalıtımın genlere dayandığını biliyoruz. Her ne kadar genler doğrudan bir belirlenim sağlamasa da (gelişimsel ve çevresel etkiler dolayısıyla) özellikle basit yapıdaki canlılarda bu rekabeti “genlerin yaygınlaşma mücadelesi” olarak görmek çok sıkıntılı olmayabilir. Ancak kültürel evrime sahip canlılara ve özellikle kültürel evrimin ötesinde toplumsal belirlenime de sahip olan insana sıra gelince bu yaklaşımı uygulayamayacağımızı unutmayalım.

Buradaki rekabet tür içinde fiziksel bir kavgayı gerektirmez. Örneğin; ormandaki bir ağaç türünün içerisindeki bir bireyde onu daha uzun kılıp Güneş’ten daha fazla yararlanmasını sağlayacak bir mutasyon mevcutsa, o ağaç kazandığı fazladan enerjiyle daha fazla tohum saçabiliyorsa, türünün diğer üyelerine göre üreme açısından daha avantajlı olacaktır. Bu da yeni geni taşıyan birey sayısını nesiller içinde artıracaktır. Ekolojik sınırlar gereği yavruların bir kısmı hayatta kalabileceği için yeni özellik zaman içerisinde egemen bir kalıtım olabilir ve eski kalıtım tamamen ortadan kalkabilir.

Hayvanlar ise genellikle bitkiler ve(ya) o bitkilerle beslenen diğer canlılarla beslendikleri evrimsel süreçlerinde hareket yeteneklerini artırmışlardır. Bu yüzden rekabet, çatışma halini alabilmekte, çatışarak rakipleri devre dışı bırakmak doğal seçilimsel bir üreme avantajı yaratmaktadır. Hayvanlardaki çatışma belirli kategorilere ayrılabilir. Sınırlı yiyecek üzerine çatışma, eş üzerine çatışma, ebeveyn ve yavru arasındaki çatışma en başa yazılması gereken kategorilerdir. Daha fazla yiyecek, daha büyük yaşama şansı ve dolayısıyla daha fazla üreme imkânı sağlayacağı için bu çatışma davranışını ortaya çıkaran genlerin seçilecek olması kolaylıkla anlaşılabilir. Diğer başlıklar ise daha karmaşıktır.

Eşeysel seçilim

Eşeyli üremenin canlılarda adaptasyon hızını artırdığı için evrildiği düşünülmektedir. Ancak bu aynı zamanda üreme için yapılan rekabeti başka bir boyuta da taşımaktadır. Rekabet artık eşler için yapılan çatışmaya ve(ya) eşlere kendini seçtirme rekabetine de dönüşmüştür. Bunun en temel nedeni dişilerin görece az sayıda yumurta üretirken, erkeklerin çok sayıda küçük sperm üretmesi üzerine kurulu gamet dimorfizmidir (farklılaşma). Eşeysel çatışma en çok bu dimorfizme sahip canlılarda gözlenir. Erkek birden fazla dişiyi dölleyebilirken, dişi yumurtası potansiyel olarak tek bir spermi yani tek bir erkeği kabul edebilir. Bu dişileri erkekler açısından sınırlı, erkekleri dişiler için geniş bir kaynak haline getirmektedir. Doğada genellikle erkeklerin dişi için dövüşmesi ya da erkeklerin gösterişli organlara, özel çiftleşme danslarına, seslere sahip olması bu görüşü destekler.

Lynn Margulis: “Yaşamın komünal yapısını anlamadan biyolojideki hiçbir şeyi anlamamız mümkün değildir.”

Keçi, geyik gibi hayvanların erkeklerinin boynuzlarıyla verdikleri dövüşleri ve silahlanma yarışını; meyve sineği, yılan gibi döllediği dişiye semeniyle çekiciliği azaltacak kimyasallar aktaran hayvanları veya kızböceği erkeklerinin dişiye önceden bırakılmış spermleri çekip kendisininkini bırakmasını aynı eşeyler arası rekabete örnek verebiliriz.

Tavuskuşlarında dişilerin, daha uzun tüylü ve daha çok beneğe sahip yelpazeli erkekleri seçmesini; cennet kuşlarının renkli süslerini ve danslarını eş beğenisi yoluyla eşeysel seçilime örnek gösterebiliriz.

Eşeysel seçilim aynı zamanda karşıt eşeyler arası çatışmaya ve karşıt birlikte evrime de yol açmıştır. Doğal olarak dölleme için zorlayıcı davranışlar da, ilgili gene sahip canlılara üreme avantajı sağlayacaktır. Yeşilbaş ördek erkeklerinin, dişileri “çiftleşmeye zorlaması” ve bazı dişi ördeklerde kendi üzerine kıvrılan engelleyici bir döl kanalının evrilmiş olması bu karşıt seçilime örnek verilebilir. Eş beğenisine dayalı unsurların abartılı formlar almasında dişilerde evrilen dirençler de etkili olmuştur.

Farklı türlerin işbirliği

Belki de anlaşılması en kolay işbirliği kategorisi farklı türler arasında, iki tarafın da fayda sağladığı yani üreme başarısını artırdığı durumlar olacaktır. Bu durumda işbirliğine yol açan kalıtımsal değişiklikler nesiller içerisinde egemen hale gelecektir. Üreme başarısını sekteye uğratmadığı sürece işbirliğini kuvvetlendiren yeni mutasyonlar da seçilimsel avantaj oluşturmaya devam edecektir.

Mutualizm ve çiftçi karıncalar: Mutualizme, türler arasında karşılıklı fayda sağlayan işbirliğine, doğada sıkça rastlarız. Vücudumuzda bizimle birlikte yaşayan yaklaşık on bin farklı tür bakteriyle kurduğumuz ilişki, liken birliği, arılar ve çiçekler, tahıllar ve nitrifikasyon bakterileri, kürdan kuşu ve gergedan gibi pek çok mutualist ilişki bulunur.

İmparator penguenlerinin erkekleri, Antarktika soğuğunda tüm bir kışı diğer erkeklerle birlikte büyük gruplar halinde sıkışarak geçirirler. Tek başlarına bunu başarmaları mümkün değildir.

En ilginç örneklerden birisi ise Amerikan tropik ormanlarında yaşayan Attini oymağından Acromyrmex ve Atta cinsi karınca türleridir. “Yaprak-kesici” karıncalar olarak da bilinen bu türler bir çeşit “tarım” yapmaktadırlar. Ancak bitki değil mantar (Leucocoprinus cinsi) yetiştirirler. Ağaç yapraklarını keserler ve yuvalarındaki “bahçe” diyebileceğimiz özel bir bölmeye taşırlar. Burada yaprakları daha küçük parçalara doğrayarak mantarlara çürütmeleri için besin sağlarlar. Karıncalar büyüyen mantarlardan parçalar koparıp yeni odacıklara da ekerler. Dahası Steplomces cinsi bakteriler ile de mutualist bir ilişki kurmuşlardır ve bunların ürettikleri anti-fungal kimyasalı Escovopis cinsi parazit mantara karşı kullanırlar. Püskürterek ilaçlama yaparlar. Bu durumda hem karıncalar, hem mantarlar, hem de bakteriler işbirliği içinde üreme oranlarını artırır.

Birlikte hareket ederek enerji korunumunun en güzel örneği V şeklinde dizilmiş kuşların uçuşudur.

Endosimbiyoz ve ökaryotluğun evrimi: Ortak yaşam protista, fungi, bitki ve hayvan canlı gruplarının hücresel yapısının evrilmesini de sağlamıştır. Bizim de içinde bulunduğumuz ökaryotik canlıların hücrelerinde çoğu işlev özelleşmiş organellerde gerçekleşir. Bunlardan iki tanesi özellikle ilgi çekicidir: Plastidler ve besin yakarak enerji üreten mitokondri. Bu organeller çekirdek dışında kendi çembersel DNA’larına sahip olmalarıyla, protein üretiminde bakterilerin kullandığı başlangıç kodonunu kullanmalarıyla, kendilerini hücreden bağımsız çoğaltabilmeleri ve çift katlı zarlarıyla bakterilere benzerler. DNA dizileri karşılaştırılarak yapılan gen-köken (filogenetik) çalışmaları mitokondrilerin siyano-bakteri, plastidlerin ise alfa-proto bakteri kökenli olduğunu göstermiştir. Bu organallerin kökeninde zamanında daha büyük hücreler tarafından yutulmaları yatar. Hatta ikincil endosimbiyoz olarak adlandırılan süreçlerde, ilk endosimbiyozun ürünü canlılar yutularak çok katlı zara sahip plastidler evrilebilmiştir.

Muhtemelen evrim tarihi boyunca sayısız kez başarısız birliktelikler olmuştur. Bugün hâlâ bazı türler fotosentez yapan bakterileri yutmakta, karşılıklı bir fayda ilişkisi fotosenteik bakteri ölene kadar devam etmektedir. Bu organellerin girdikleri hücrelerle işbirliği, bilinçsiz bir deneme yanılma oyunudur. Bunlardan ancak “şanslı olanlar” işlevlerin farklılaştığı ve özelleştiği, iki hücrenin birbiri olmaksızın yapamayacağı bir birlikte değişim (birlikte evrim) sürecine girdiler. Sonuç olarak ortaya çıkan daha büyük bireylerdir ve bu birlikten organellerin çekilmesi mümkün değildir, artık tek bir canlı olmuşlardır. Bu birliktelik endosimbiyoz yani iç birlikte yaşam olarak adlandırılmaktadır. Endosimbiyozun teorisyenlerinden ve bunun bilim topluluklarında kabulü için büyük çaba harcamış biliminsanı Lynn Margulis şunları söylüyor:

“Hücre, eşgüdümlü evrim göstermiş bir bakteri komünüdür. İster birbirlerine gevşekçe bağlanmış bir bakteri komünü, ister hücre gibi sıkı sıkıya veya hayvanlar ya da bitkiler gibi sımsıkı bağlanmış bir bakteri komünü… Yaşamın bu komünal yapısını anlamadan biyolojideki hiçbir şeyi anlamamız mümkün değildir.”

Hayvanlarda grup yaşamı

Hayvanlardaki işbirliği olgularının çoğu grup yaşamına temellenir. Tüm hayvanlarda görülmese de, neredeyse her büyük canlı taksonunda grup yaşamının örneklerini görürüz. Grup yaşamı canlıların ilişkileniş biçimlerine göre üç kategoriye ayrılabilir. Karınca ve arı gibi canlılarda adeta tek bir organizma gibi yaşayan koloni; koyun, kuş ve balık gibi canlılarda bireyler arası iş bölümü gözlenmeyen ve birbirlerini tanımadıkları sürü; şempanze benzeri gelişmiş kültürü olan bireylerin birbirini tanıdığı topluluklar.

Grup yaşamının pek çok avantajı mevcuttur:

Yiyecek bulmanın kolaylaşması: İşbirliği ile avlanma (şahinler, kurtlar gibi); bilgi paylaşımı (bu en basit düzeyde başını aşağı eğerek otlanan sürü üyesini gören başka bir üyenin, orada besin olduğunu anlaması dahi olabilir); bilgi merkezi kullanımı (örneğin karıncalarda besini bulan şanslı karınca koloniye döner ve diğerlerinin kendini takip etmesini sağlayarak tekrar besine gider).

Avcı riskini azaltma: Avcı tespit eden canlı grupları sıklıkla bu tehdit için alarm verirler. Diğer yandan bir sürünün merkezinde bulunan bir canlının avlanma riski daha düşüktür ve bu sürü halinde yaşayan, merkeze doğru hareket eden birey için bireysel bir yarar sağlar. Bunun dışında grup davranışlarının, avcının “kafasını karıştıran”, yani takip etmesini zorlayan bir etkisi de olabilir.

Isı ve su korunumu: Bir arada durmak yüzey alanını azaltarak, canlıların ısı ve su kaybını azaltabilir. Örneğin pek çok memeli yuvalarında toplu şekilde uyurlar, pek çok kuş birbirlerine sokularak uyur. İmparator penguenlerinin (Aptenodytes forsteri) erkekleri bacak aralarında yumurtalarını taşıyarak, Antarktika soğuğunda tüm bir kışı diğer erkeklerle birlikte büyük gruplar halinde sıkışarak geçirirler. Tek başlarına bunu başarmaları mümkün değildir, büyük gruplarda metabolizma hızı beş kata kadar azalır. Bazı sümüklü böcekler ise birbirlerine yapışarak su kaybını düşürmektedirler.

Birlikte hareket ederek enerji korunumu: Bunun en güzel örneği V şeklinde dizilmiş kuşların uçuşudur. Pelikanlar (pelicanus onocrotalus) üzerine yapılan bir çalışma tek başlarına uçarken 180 atış/dakikanın altına düşmeyen kalp atış hızının, V şeklinde uçarken 160’a kadar düştüğünü göstermiştir.

Öte yandan grup yaşamı pek çok dezavantajı da beraberinde getirir:

Rekabet artışı: Aynı türün üyeleri aynı besinlerle besleneceğinden, birlikte olmaları kaynak imkânlarını sınırlandıracak ve rekabeti artıracaktır.

Hastalık ve parazit riskinin artışı.

Yavruların karışması: Pek çok kuş ve memelinin başka türlerden canlılara ebeveynlik yaptıkları gözlenmiştir. Bu durum o canlının ve grubun devamlılığı açısından bir dezavantaj oluşturur.

Bir hayvan türünün grup oluşturmasının getirileri, götürülerinin önüne geçiyorsa grup yaşamının ve buna bağlı mekanizmaların evrimi olasıdır. Bu getiri ve götürüler türden türe değiştiği gibi, ekolojik etkiler nedeniyle aynı tür bir coğrafyada grup yaşamı kurabilirken, başka yerde bu geçerli olmayabilir.

Grup seçilimi

Bireylerin hepsinin üreme avantajı sağladığı durumda neden grup yaşamının ve işbirliğinin evrildiğini anlamak kolaydır, ancak yardım eden bireylerin açıkça zarar gördüğü örnekleri anlamak o kadar basit olmayabilir. Bu tür davranışlar özgeci davranış olarak adlandırılır. Bilim insanları arasında da çokça tartışılan bu olguyu açıklamaya çalışan dört modeli inceleyeceğiz. Bunlardan ilki grup seçilimi kuramıdır.

Yeşil alg kolonileri sadece üreme dönemlerinde 16 hücreye kadar bir arada durur.

Doğal seçilim sadece birey düzeyinde değil; grup, tür, komünite düzeylerinde veya organel ve hücre düzeylerinde de gözlenebilir. Tüm bir grup ya da türün çıkarına olacak davranışların evrilebileceği görüşü canlılardaki özgeci, fedakâr davranışları açıklamak için çok kez ortaya atılmıştır. Bu kurama göre birbiriyle yardımlaşan bireylerden oluşan bir grup, bireylerin tekil zararları olsa bile diğer gruplara göre toplamda daha başarılı olacaktır. Böylelikle özgeci özelliğe ve genlere sahip grup daha fazla üreyecek, aynı bireysel seçilimde olduğu gibi, bu sefer grup düzeyinde bir seçilim gerçekleşebilecektir. Bu kurama göre böylelikle işbirliği yapan grupların evrimi mümkündür.

İlk başta oldukça mantıklı gözüken ve bazı deneysel, gözlemsel verilerle desteklenen bu görüş, çoğu örnekte uygulanamayan bir modeldir. Grup seçilimi ile özgeciliğin gelişimi çok nadir olarak mümkündür çünkü yardım etmediği halde yardım alan herhangi bir fenotip hızla yaygınlaşacak ve “bencil” karakter egemen hale gelecektir. Bu yüzden ancak çokhücreliliğe geçiş gibi işbirliğinin bozulmasının tüm türün varlığını tehdit ettiği koşullarda bireyler böyle bir işbirliğine gidebilirler. Bu durum aynı zamanda bireyler üzerinde sıkı kontrol mekanizmaları da gerektirir.

Çok hücreliliğin evrimi

Margulis’in söz ettiği “sıkı sıkıya bağlanmış komün”lerin evrimi 700 milyon yıl öncesine kadar dayanıyor. Evrim tarihinde en az 46 kez çokhücreliliğe geçiş olmuştur. Ancak yukarıda söz ettiğimiz şekilde oluşan ökaryot hücrelerin altı grubunda gözlenmiştir. Bugün hâlâ bazı tek hücrelilerde rastladığımız koloni yapısının, çokhücreliliğin temelini oluşturduğu düşünülmektedir. (Bitkilerin evriminde model oluşturan Volvox, Eudorina gibi yeşil alg kolonileri ya da Chlamydomonas gibi sadece üreme dönemlerinde 16 hücreye kadar bir arada durup dağılan canlılar örnek olarak verilebilir.) Bu süreç ilkinden farklı olarak aynı kalıtımsal materyale sahip canlı bireyleri arasında işliyor. Çokhücreli yapının organizasyon düzeyinde artış, hücre başında düşen enerji harcamasını azaltma ve ileri aşamalarda işbölümü ve büyük hücresel hacim gibi avantajları mevcuttur. Diğer yandan yüksek enerji ihtiyacı, üreme ve adaptasyon hızlarının düşmesi gibi dezavantajları da vardır. Ancak buradaki fayda ve zararlar bireysel değil koloniyi oluşturan grubun tamamıyla ilgilidir. Tür düzeyindeki bu seçilimde bireysel olarak zarar gören hücreler de bu işbirliğine girebilir, çünkü genetik olarak kendisine çok benzeyen diğer hücreler sayesinde kalıtımı aktarılmaya devam eder. Bu işbirliği bitki, fungi ve hayvanlarda zaman içerisinde dokular, organlar, sistemler olarak işbölümüyle giderek daha karmaşık işbirliklerine de evrilmiştir.

Avcının yaklaştığını fark eden ilk yer sincabı iki ayağı üzerinde kalkar ve avcının geldiğini bildiren kısa sesler çıkararak grubu uyarır.

Çokhücrelilik işbirliğinde, işbirliğinden çıkıp tek başına üreyen bireyler (yani hücreler) tümör ve kanser dediğimiz olgulara neden olurlar. Çokhücreliler bu duruma karşı işbirliğini olası kılan mutasyasyonlarla terk edenlere karşı önlemler de geliştirmiştir, programlanmış hücre ölümleri kimyasal bir mesaj alan hücrenin kendi kendini imha etmesidir, ya da kontrolden çıkan bir hücre daha karmaşık canlılarda fagositozla sindirilerek de yok edilebilir. İşbirliğini terk etmenin tüm hücrelerin yani canlının üremesini engelleyeceği durumlarda bu tür önlemler evrilebilir.

Akraba seçilimi ve fedakârlık

Karınca ve arı kolonileri: Hayvanlardaki sosyal örgütlenmelerden birisi kolonilerdir. Koloni oluşturan canlılar bunu bilinçli olarak yapmazlar ancak kalıtımlarında mutasyonlarla oluşan varyasyonlar sonucu ortaya çıkan fiziksel ve kimyasal özellikler bu canlıların birbirleri ile muazzam bir işbirliğine yol açar. Kimyasalların üst düzeyde rol oynadığı ve tek-düze çalışan sinir sistemlerine sahip bu canlılardaki işbirliğine karıncalar, termitler ve arılar gibi ösosyal böcekler en iyi örneklerdir. (Ösosyal: Çakışan nesiller, ortak olarak yavru yetiştirme ve özelleşmiş eşeysel ve eşeysel olmayan görev dağılımları ile karakterize edilen sosyal yapılardır. – evrimagaci.org)

Yukarıda söz ettiğimiz karıncaların başka türlerle olduğu kadar kendi aralarındaki işbirliği de şaşılacak düzeydedir. Burada tüm bireylerin üreme faydası sağlamadığı özgeci (fedakâr) işbirlikleri görülebilir. İşçi karıncalar hiçbir şekilde döl bırakmayacak olmalarına karşın koloni için çalışırlar. Uç fedakârlık örnekleri de gözlenebilmektedir. Temnothorax unifasciatus türü karıncalar koloninin devamı için ölürler. Su baskınları sırasında canlı köprüler oluştururlar ve kimi zaman koloninin üçte ikisinin öldüğü dahi gözlenmiştir. Arılarının koloniyi korumak için başka hayvanları sokmasında da benzer bir durum söz konusudur. Arı tek bir sokmada, iğnesiyle birlikte bağırsak ve iç organlarını da soktuğu canlıda bırakır ve sonra hayatını kaybeder, ancak koloninin devamlılığı sağlanmış olur. Peki üremekten mahrum bıraktığı ya da bireyin ölümüyle sona erdiği halde, bu fedakârlığı taşıyan genler nasıl nesilden nesle aktarılmış ya da kalıtılmış olabilir. Arılarla ilgili sorunu Darwin de belirtmiş “bütün teori için ölümcül olabilir” diye nitelediği probleme, İnsanın Türeyişi kitabında “aynı kanı taşıyan akrabalarının olması”nı çözüm olarak önermişti.

Hamilton Kuralı ve akraba seçilimi: Darwin zamanında kalıtımın nasıl işlediği bilinmiyordu ancak akrabalık önerisi doğruydu ve yıllar sonra Hamilton tarafından kuramsallaştırıldı: 1964 yılında ortaya konulan akraba seçilimi kuramı ve kapsamlı uyum gücü modellemesi. Bu yaklaşıma göre doğrudan uyum başarası bireyin kendi üremesi sonucu elde edilirken, dolaylı üreme başarısı akrabalarının üremesine yaptığı katkıyla ölçülür. Hamilton’a göre fedakârlık sağlayan bir gen allelinin yaygınlaşabilmesi, dolaylı üreme başarısının oluşabilmesi için alıcının akrabalık katsayısı ile ona sağladığı üreme faydasının çarpımının, fedakârlık gösteren bireyin zararından daha fazla olması gerekir. Bu Hamilton Kuralı olarak isimlendirilir. Buradaki kritik faktör akrabalık katsayısıdır. Alleli taşıma olasılığı ve taşıma olasılığı olanların sayısının fazlalığı Hamilton Kuralını sağlamak için gereklidir. Örneğin insan için kardeşlerin aynı gen allelini paylaşma olasılığı yüzde 50’dir ya da iki kuzen için yüzde 25’tir. Arılarda ise bir tek kraliçe arı yavru oluşturmaktadır. Kendilerine has üreme biçimleri yüzünden kraliçe arının üremesiyle oluşan yavrular yüzde 75 genetik benzerlik içerir, bu aynı zamanda işçi dişilerin neden üremeyi tercih etmediğini ve bu kolonilerde neden tek bir kraliçe arı evrildiğini de gösterir, çünkü kendi olası yavrularının yüzde 50 benzerliğine göre daha fazla benzerlik gösterir.

Yer sincaplarının uyarı sinyali: Sadece ösosyal böceklerde değil pek çok kuş ve memelide de akraba seçilimini destekleyen veriler bulunur. Bunlardan en popüler ve ilgi çekici olanlardan birisi yırtıcılardan korunmak için verilen uyarı çağrılarıdır. Yer sincaplarından Urocitellus beldingi türü Kuzey Amerika’daki Sierra Nevada dağlarında yaşar. Bu tür pek çok yırtıcının tehdidi altındadır: Karadan çakal, vaşak, sansar, porsuk, havadan kartal ve şahin. Sherman’ın çalışmasına göre havadan bir saldırı anında, avcıyı ilk gören yer sincabının ıslık sesiyle birlikte başka sincaplar da tiz bir ıslık çalarak etrafa koşuşturlar ve korunmak için siper alırlar. Şahin saldırısı sırasında tutulan istatistikler bu durumda ıslık çalan sincapların yakalanma oranlarının, ıslık çalmayanlara oranla belirgin şekilde düşük olduğunu gösterdi. Sincapların ıslıkları ve koşuşlarıyla yarattıkları kaos ortamı hava yırtıcısının dikkatini dağıtıyordu. Bu durumda ortada bir özgecilik, dolayısıyla bir akraba seçilimi durumu mevcut değildir. Açık biçimde ıslık çalma davranışı bireysel yarar sağlamakta ve bu özelliğe sahip canlılar daha az yakalanıp, daha fazla döl verebildikleri için bireysel seçilime uğramaktadırlar.

Arka çıkıntılarında bir meyve tanesini taklit eden açık kırmızı bir hale beliren karıncalar

Ancak sıra genellikle sürpriz faktörünü kullanan kara yırtıcılarına gelince durum değişir, bir kara avcısının yaklaştığını fark eden ilk yer sincabı iki ayağı üzerinde kalkar ve avcının geldiğini bildiren kısa sesler çıkararak grubu uyarır. Sesi duyan diğer üyeler ise iki ayakları üzerine kalkıp avcıya doğru bakarlar ya da koşarlar. Bu davranış, ilkinden farklı olarak, açıkça özgeci bir davranıştır çünkü hem yerden yükselen, hem de ses çıkaran ilk sincap avcı için daha kolay bir hedef olur. Genelde yakın akrabalarıyla birlikte hareket eden ve besin paylaştığı da görülen bu türde, arı örneğindeki gibi akrabaları üzerinden bu özgeciliği sağlayan genlerin seçilmiş olması mümkündür. Sherman’ın diğer verileri de bu yaklaşımı destekler, çalışmanın sonuçlarına göre oluşturulmuş tablonun sol tarafında grubun içindeki dişi, erkek ve bunların yaşlara göre dağılımı mevcuttur. Yüzde 30 olgun dişi ve yüzde 20 olgun erkek bulunan grupta, uyarı sinyallerinin yüzde 60’ından fazlasını olgun dişiler verirken, erkekler ilk uyarı sinyalini neredeyse hiç vermemektedir. Bu veri akraba seçilimini destekler, çünkü bu türün dişileri ölene kadar bulundukları grupları (yani ağırlıklı olarak akrabalarını) terk etmezken, olgun erkekler ise çiftleşmek ve yeni gruplara katılmak için gruplarını rahatlıkla terk edebilirler. Aynı zamanda olgun dişilerin özgeci genlere sahip yavrularını koruyacak olması ve olgun dişi oranının en yüksek seviyede olması da kuramı destekler. Diğer taraftan bu türde akrabaları tanımayı sağlayan mekanizmaların keşfi, bu görüşü daha da güçlendirmiştir.

Vampir yarasalar ve karşılıklama (karşılıklı özgecilik)

Vampir yarasaların (Desmodus rotundus) özgeci davranışlarda bulunması sözcüklerin çağrışımı bakımından ilk bakışta garipsenebilir. Vampir yarasalar çeşitli hayvanların derilerinde kesikler oluştururlar ve buradan akan kanı emerek beslenirler. Wilkinson 1984’te vampir yarasalardaki besin paylaşımını gözledi. Bu yarasalardan gün içinde kan bulamamış olanların, midelerindeki kanı tekrar ağızlarına getiren tünekdaşlarının (akrabası olsun olmasın) ağızlarından kan içtikleri görülüyordu. Akrabalık küçük bir etkisi olmakla birlikte, asıl ilişki aynı tünekte birbirlerini ve önceden kendisiyle kan paylaşan bireylerin tanınması üzerine kuruludur. 60 saatten fazla aç kalan vampir yarasaların ölüyor olması ve her yarasanın her gün av bulamıyor olması bu paylaşımı neredeyse zorunlu kılar. Bu gözlem pek çok avcı hayvanda da gösterilmiştir. Akrabalığa dayanmayan bu durumu başka bir kuram açıklar: Karşılıklı özgecilik veya karşılıklama (reciprocity).

İlk defa Trivers’in 1971’de ortaya attığı kuram matematikteki oyun teorisine temelleniyordu. Yardım edilen bireyden gelecekte bunun karşılığı alınacaksa, bu yardım eden birey için de uzun vadede faydalıdır. Karşılıklama bugün üç yaklaşımla incelenmektedir. Vampir yarasa örneğindeki gibi yardım edeni tanıyıp doğrudan birebir ilişkilerin kurulduğu karşılıklama, doğrudan karşılıklama olarak isimlendirilirken; yardım edenin grup içerisinde saygınlık kazandığı ve grubun herhangi bir üyesi tarafından yardım görebileceği durum dolaylı karşılıklama olarak isimlendirilmektedir. Bunların yanı sıra, evrimsel ve ekolojik koşullar gereği bazı bireylerin daha çok etkileşimde olması gerçeğini hesaba katarak açıklamaya çalışan ağ karşılıklaması (network reciprocity) da ayrı bir kategoriyi oluşturur.

Manipülasyon

Bazı durumlarda hayvanlar, zorunda bırakıldıkları için başka birine yardım edebilir. Bu genellikle ebeveyn yavru ilişkisinde gerçekleşir. Örneğin bazı kuşlar yumurtalarını diğer kuşların yumurtalarının arasına bırakarak kuluçka dönemlerinde başka kuşlardan faydalanmış olurlar. Hatta bu kuşlar sonrasında misafir oldukları kuşların ebeveynleri tarafından beslenebilmektedir.

Jane Goodall ve arktadaşı Figan.

Bir başka örneği ise parazitlerden verebiliriz, asalak yuvarlak solucanlardan Myrmeconema neotropicum türü, Orta ve Güney Amerika’da yaşayan Cephalotes atratus türü tropik karıncalar tarafından yendiğinde, bu karıncaların arka çıkıntısında bir meyve tanesini taklit eden açık kırmızı bir hale belirir. Kuşlar meyve tanesi sandıkları karıncayı yedikten sonra, paraziti dışkıyla beraber etrafa saçarlar. Cephalotes atratus karıncalar bu dışkıyla beslendiğinde, döngü yeniden başlar. Parazit hem karıncayı hem de kuşu manipüle etmiştir.

Primatlar ve işbirliği

Primat sınıfı hayvanlar içindeki işbirliğinin incelenmesi, belki biz de dahil olduğumuz için, özel olarak ilgi çekicidir. Primatlardaki işbirliğinin akraba seçilimine ve karşılıklamaya dayalı pek çok örneği belgelenmiştir. Büyük ölçüde yerde yaşayan makak ve babunlar doğadaki düşmanları leopar, aslan, kaplan gibi hayvanlara karşı iyi bir örgütlenme ile kendilerini korurlar. Primatlarda sık görülen bir başka dayanışma örneği ise karşılıklamaya dayandığı düşünülen parazit ayıklamadır. Bu vesileyle hem hijyen sağlanır, hem de bireylerin bir araya gelmesi, birbirini tanıması sağlanmış olur.

Pasifik’teki Koshima Adası’nda yaşayan Japon makakları patatesleri yıkayarak yemeyi birbirlerine öğrettiler.

Primat grupları sürü değillerdir. Örneğin herhangi bir koyun, balık ya da kuş sürüsünde bireysel özelliklerinin hiçbir önemi yoktur, birbirlerini tanımaları gerekmez. Bir sürüye katılan üye saldırı altında daha korunaklı olduğu için sürünün içine çekilme, böylelikle sürü yoğunlaşma eğilimindedir. Birlikte hareket etmeleri ortak yanı oluştururken, çoğunluğu avcı olmamasına karşın primatlar avcı örgütlenmesine daha benzer bir yapıda örgütlenirler. (Gözleri de aynı avcılar gibi öne dönüktür, ancak bu ağaç yaşamının bir getirisidir.) Primatlarda ağaç yaşamı, gelişen sinir sistemi ve çok büyük olmayan gruplar bireylerin birbirini tanıma olgusunu güçlendirmiştir. Bu sosyallik, işlev bölüşümü gibi pek çok avantaja kapı aralar (Bu yaşa, cins gibi özelliklere bağlı eşitlikçi bir işlev ayrımı ya da hiyerarşi olabilir). Evrimsel olarak en yakın akraba türümüz olan adi şempanzelerin (Pan panispicus) tehdit altındayken önde yetişkin erkek ve kadınlar, arkada gençler olmak üzere güvenlik hattı oluşturdukları gözlenmiştir. Bolluk dönemlerinde çocuklarının makaklarla dahi oyunlar oynadığı, yaprak içinde av eti ikram ettiği gözlenen şempanzelerin, kuraklık dönemlerinde hırçınlaştıkları belirtilmiştir. Bu dönemlerde avcılık yeteneği sergilerler ve kurdukları tuzaklarla büyük ve vahşi hayvanları yakalayabilirler. Hatta makakları dahi avlayabilirler. Ancak en zor kurak günlerinde bile avlarını “yakın dostları” ile paylaştıkları bilinmektedir.

Pek çok primat çocuklarını bizler gibi eğitir, birbirleri ile işaret ve sesler ile iletişim kurarlar, yani sembolleri kullanırlar. Pek çok kez sorunlara çözümler buldukları, bunu nesiller boyu aktardıkları gözlenmiştir. Bu durum canlılığın gelişiminde yeni bir aşama olan kültürel evrime işaret ederken, aynı zamanda biyolojik anlamda özgeci davranışlardır. Çünkü kültür aktarımı fazladan enerji kullanımı da gerektirir. Hayatta kalma ihtimalini artıran bu kültür aktarımları bazı kaynaklarda gen-kültür birlikte evrimi olarak adlandırılmıştır.

İki özgecilik örneğine bakalım:

Jane Goodall, Tanzanya gölü etrafında yaptığı araştırmada Figan adını verdiği şempanzenin susuzluk dönemlerinde ağaç kovuğunda bulunan suyu emmek için gösterdiği çabanın koloniyi nasıl susuzluktan kurtardığını anlatır. Figan önce suyu doğrudan içmeye çalışır, ama içemez. Sonra bir yaprağı alıp ağzında sünger kıvamına gelinceye kadar çiğner ve kovuğa sokar. Yaprak suyu çeker ve Figan yaprağı ağzına alıp emer. Daha sonra diğer topluluk üyeleri de bunu öğrenir ve böylece su temini başlar. Daha sonra bu yöntemin bolluk döneminde, yara ve çamur bulaşmış üyeleri temizlemek için de kullanıldığı gözlenmiştir.

Bir başka örnek ise Pasifik’teki Koshima Adası’ndan. Burada yaşayan maymunların (Japon Makağı – Macaca fuscata) en temel besini bir tür patatestir. 1953 yılında, 1,5 yaşındaki dişi bir üyelerinin (İmo adı verilmiştir) normalde kumlu yemekten şikâyetçi oldukları patatesleri derede yıkadığı gözlenmiştir. Bu davranış çoğu grup üyesi arasında hızla yayılmıştır. 1957 yılında 60 üyeden 15 üye, 1962 yılına gelindiğinde ise 59 üyeden 42’si yıkar hale gelmiştir. Hatta muhtemelen tuzlu şekilde daha lezzetli olduğu için, denizde yıkamaya başlamışlardır. On yıl sonra ise çevre koloniler dahil adadaki çoğu maymun artık patatesi yıkayarak yemektedir.

***

Bu yazıda işbirliği ve işbirliğinin evriminin nasıl mümkün olabileceğini ele almaya çalıştık. Ancak işbirliğini mümkün kılan mekanizmalar (hücreler arası iletişim, akrabaların birbirini tanıması, kolonileri bir arada tutan kimyasallar vb.) ayrıntılı çalışmalarla açıklanmış olsa da bu yazının kapsamını aşmaktadır. İnsanlar arası işbirliği de salt biyolojik değil, bu biyolojik temele dayanan kültürel ve toplumsal bir evrimi içerdiği için bu yazının kapsamı dışında kalıyor.

Yazıya nokta koymak gerekirse, canlıların evrimi pek çok kişinin sandığı gibi çatışma, “yarış”, rekabet veya “savaştan” ibaret değil ve hayal edemeyeceğimiz işbirliği türleri içeriyor.

KAYNAKLAR VE OKUMA ÖNERİLERİ

– Atasoy, Tuğrul (2012); İnsan beyni ve dilin evrimi, Bilim ve Ütopya, Sayı: 218.

– Çamlıtepe, Yılmaz (2012); Fedakarlığın Evrimi, Evrim Sürüyor: 3. Evrim, Bilim ve Eğitim Sempozyumu, Yazılama Yayınları.

– Engels, Freidrich (1979); Maymundan İnsana Geçişte Emeğin Rolü, Marks-Engels Seçme Yapıtlar Cilt: III s:80-93, Sol Yayınları.

– Futuyma, D. J. (2000); Evrim, Palme Yayıncılık.

– Goodenough J. ve diğerleri (2009); Perspectives on Animal Behavior, 3rd Edition, Wiley.

– Gould, Stephen J. (2000); Darwin ve Sonrası, TÜBİTAK.

– Heinzesend, J. ve Walter, B., (2010); “Moribund Ants Leave Their Nests to Die in Social Isolation”, Current Biology, Volume 20, Issue 3, 249-252.

– İlin M. ve Segal E. (2001); İnsan Nasıl İnsan Oldu?, Say Yayınları.

– Kardong, Kenneth V. (2008); An introduction to biological evolution, Boston: McGraw-Hill Higher Education.

– National Institute for Mathematical and Biological Synthesis (NIMBioS). Altruism or manipulated helping? Altruism may have origins in manipulation. ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2013/08/130819090218.htm

– Okasha, Samir (2003); Biological Alturism. http://plato.stanford.edu/entries/altruism-biological/

– Sherman, P.W. (1981); Kinship, demography, and Belding’s ground squirrel nepotism. Behavioral Ecology and Sociobiology 8:251–259.

– Taşcı, Nıvart (2012); Lynn Margulis ve Evrimin Komünal Yapısı, Bilim ve Gelecek, Sayı: 105

– Teber, Serol (2009); Davranışlarımızın Kökeni, Say Yayınları.

– Weber, Neal A. (1966); Fungus-Growing Ants-, Science, 153, 3736, s.587-604.

– Wilkinson, G. (1984); Reciprocal Food Sharing in the Vampire Bat, Nature 308 (5955): 181-184.