Ana sayfa 134. Sayı Darwin ispinozlarında evrimi şekillendiren gen bulundu

Darwin ispinozlarında evrimi şekillendiren gen bulundu

270
PAYLAŞ

Geniş, ince, sivri, küt: Uzak Galapagos Adaları’ndaki ispinozların gaga şekilleri türlerin zaman içinde özelliklerini değiştirebilecekleri ve yeni çevrelere adapte olabilecekleri hususunda Darwin için önemli ipucu oluşturmuştu.

ABD Princeton Üniversitesi ve İsveç’teki Uppsala Üniversitesi’nden araştırmacılar, Darwin ispinozlarında (Galapagos ispinozları) gaga şeklini etkileyen ve kuşların 1 milyon yıl öncesinde ortak bir atadan evrimleşmelerinde rol oynayan bir gen belirledi.

Çalışma genlerin bir türden bir başkasına aktarılması, bir türdeki genin farklı versiyonlarının yeni türlerin oluşumuna katkısı gibi evrimin genetik temellerini gösteriyor. Çalışma Darwin’in doğum gününden bir önceki gün Nature dergisinde yayımlandı. Darwin ispinozlar üzerinde 1839 Beagle yolculuğu sırasında çalışmış ve bu araştırmaları, 1859’da Türlerin Kökeni Üzerine isimli anıtsal çalışmasını yayımlamasını sağlamıştır.

Galapagos ispinozları evrimi gözlemlemek için ideal denekler. Adalar ispinozları Güney Amerika anakarasındaki diğer kuşlarla oluşacak rekabetten izole eder ve her ada kendi küçük dünyası haline dönüşmüştür. Bunun sonucu olarak 15 tür şaşırtıcı derecede farklı gaga şekli gösterir ve her biri bulunduğu adanın besin elde etme şartlarına adapte olmuştur.

Ekoloji ve evrimsel biyoloji alanından Prof. Peter Grant, ispinozlar üzerinde, çalışmanın ortak yazarı ve ekoloji ve evrimsel biyoloji bölümünde uzman biyolog olan eşi B. Rosemary Grant ile birlikte Galapagos Takımadaları’ndan, çorak ve kayalık olan Daphne Major ve Genovesa Adaları’nda 40 yıldır çalışıyor.

Son çalışma evrimin nasıl ağır aksak adımlarla, ama farklı türlere yayılıp yeni nesiller oluşması için çok fazla olanakla işlediğini gösterdi. Uygun şartlar oluşturulduğunda, yeni nesiller tamamen yeni türlere evrilebilir.

Grantların topladığı DNA örnekleri üzerinde çalışan Uppsala’dan araştırmacılar, Darwin ispinozları olarak bilinen 15 türün üyesi olan 120 kuşun genomlarını karşılaştırarak, gaga şeklini etkileyen geni belirledi. Araştırmacılar Darwin kaktüs ispinozu (G. conirostris) gibi sivri gagalı türlerle karşılaştırılınca, büyük Darwin yer ispinozu (Geospiza magnirostris) gibi küt gagalı türlerde farklı görünen bir DNA uzantısı saptadı.

Bu DNA uzantısında, araştırmacılar daha önce insanlar ve farelerde yüz özelliklerinin oluşmasıyla ilişkisi belirlenen ALX1 genini buldular. İnsanlarda bu geni etkisiz hale getiren mutasyonlar doğuştan gelen çeşitli kusurlara sebep olabiliyor.

İsveç Üniversitesi Zirai Bilimler, Texas A&M Üniversitesi ve Uppsala Üniversitesi’nde fonksiyonel genom bilimi profesörü ve aynı zamanda araştırma ekibinin başkanı olan Leif Andersson, bunun normal gelişim için önemli bir gendeki hafif mutasyonların gözle görülebilir evrime sebep olması açısından önemli bir örnek olduğunu söylüyor. Fakat Andersson araştırmanın esas ilginç ve heyecan verici bulgusunun, bu genin aynı türün üyeleri arasında da farklılık göstermesinin gözlenmesi olduğunu belirtiyor. Mesela, orta yer ispinozu (G. fortis) türü, sivri gagalı ve bazı küt gagalı kuşları da içeriyor.

Peter Grant bu bulgunun çok önemli olduğunu, çünkü evrimin nasıl gerçekleştiğini gösterdiğini söylüyor. Bir tür içerisinde, bazı bireyler hayatta kalmalarına yardımcı özelliklere sahipse –mesela kısa/küt gaganın bu bireylerin çetin tohum kabuklarını açmasına olanak vermesi gibi- bu özelliğe sebep olan geni yavrularına aktaracaklar, fakat sivri gagalı bireyler ölecek. Peter Grant bu durumun doğal seleksiyonun geliştirdiği bir genetik çeşitlilik olduğunu söylüyor.

Gaga şekli ve boyutu, ispinozların periyodik olarak aşırı kuraklık, El Nino yağmurları ve volkanik aktiviteler geçiren adalarda hayatta kalabilmesi için oldukça önemli. Kuşlar çetin tohum kabuklarını açmak, böcekleri ince dallardan çekmek ve kaktüs çiçeklerinden balözünü içmek için gagalarını kullanır. Bir kuraklık esnasında gıdasını farklı kaynak ve yollarla elde edebilen kuşlar hayatta kalabilecekken, diğerleri bu başarıyı gösteremeyecektir.

Geçen 40 yıl süresince, kuraklığın Daphne Adası’nı etkilediği 1977, 1985 ve 2004 yıllarında, Grantlar ve çalışma ekibi, gaga şeklinin ve boyutunun doğal seleksiyon yoluyla ispinoz türlerinin evriminde önemli rol oynadığını buldu. Rosemary Grant 40 yıl içerisinde üç kez gözlemledikleri bu durumun artık genetik destekleyicisini de elde ettiklerini söylüyor.

Çalışma aynı zamanda yakın türlerden iki birey çiftleştiğinde genlerin bir türden diğerine nasıl aktarıldığına dair bilgilere de yenilerini ekliyor. Birçok kuş türünde melez yavrular kısır olmasına rağmen, Darwin ispinozlarının melez yavruları ebeveynlerinin herhangi birisinin türünden olan bir bireyle yavrulayabilir. Yeni yavrular ses ve görünüş özellikleri açısından iki türden biriyle özdeştir, ama her iki türün genlerini de taşırlar.

Gen akımı olarak bilinen bu süreçte, genetik malzeme türler arasında taşınabilir ve yeni türlerin gelişimini sağlayabilir. Grantlar geçen 40 yıllık sürede gen akımının Daphne Adası’ndaki ispinozlarda olduğunu göstermişti, ama yeni araştırma kuşların takımadalarda yaşadığı yaklaşık 1 milyon yıllık süre zarfına tekabül eden süreçte gerçekleşen gen akımına dair hatırı sayılır kanıtlara ulaştı. Bu da araştırmacıların soyların zaman içinde nasıl çeşitlendiğiyle ilgili bilgilerini güncellemelerini sağladı.

Peter Grant hangi türün daha eski, hangisinin daha genç olduğu konusunda ve evrimin gerçekleştiği süreç hakkında artık çok daha emin tahminler yapılabileceklerinin altını çiziyor.

Kaynaklar

1) http://news.nationalgeographic.com/news/2015/02/150211-evolution-darwin-finches-beaks-genome-science/?lang=en&sf7404061=1&flab_cell_id=2&flab_experiment_id=19&uid=153834883&utm_campaign=10today&utm_content=article&utm_source=email&part=s1&utm_medium=10today.0212&position=2&china_variant=False

2) http://www.sciencedaily.com/releases/2015/02/150211153923.htm