100’den fazla araştırmacıdan oluşan uluslararası bir ekip, 240 memeli türünden genetik bilgileri analiz etti. Biliminsanları, bu verileri kullanarak insan hastalıkları, beyin, Dünya’daki memelilerin evrim ağacı ve çok daha fazlası hakkında soruları yanıtlamaya başladılar.
Zoonomia Projesi olarak adlandırılan araştırma, bir yerdomuzu (aardvark), modern insan, şişman kuyruklu cüce lemur (fat-tailed dwarf lemur) ve bir tapir dahil olmak üzere memelilerin aile ağacındaki türlerden DNA toplamadı ve proje ekibi 28 Nisan Science’da dergisinde 11 çalışmanın birleşik raporunu yayımladı.
Çalışmanın paydaşı olan tüm memelilerin genetik kitabının harfleri olan DNA genlerini okumaya yönelik bir çalışma 2020’de yapılmıştı. Daha sonra, ekip her bir memelinin “kitabına” bakıp farklılıkları aramaya başladı. Bu araştırma sonucu ortaya koydu ki bazı paragraflar tüm canlı türleri arasında tamamen aynı.
Yaklaşık 100 milyon yıllık evrim boyunca çoğunlukla değişmeden kalan bu noktalar, genomların “önemli bir şey yapan” parçaları olabilir. Pek çok değişikliğin olduğu bölümlerin de olukça ilginç olduğunu ve belirli bir türün çevresine nasıl uyum sağladığına dair ipuçları sunabileceğini görülüyor.
Üzerine çalışılan 240 canlı türünün tümünün plasentalı memelilerden ve Dünya’da şu an yaşayan memelilerden oluştuğundan ötürü tüm memeli ailesinin yalnızca %4’ünü oluşturduğu için veriler tamamen kapsayıcı değil. Fakat bu kısıtlılığa rağmen oldukça açıklayıcı bir tablo çizmekte.
Biliminsanlarının artık memeli genomunun potansiyel olarak temel parçalarına odaklanacak ve bizimki de dahil olmak üzere memelilerin evrimi hakkında yeni hikayeleri bir araya getirmeye başlayacak kadar canlı türü var. İşte özellikle havalı olduğunu düşündüğümüz beş bulgu.
1. Efsanevi bir kızak köpeğinin genetik değişiklikleri, ekstrem bir ortamda hayatta kalmasına yardımcı olmuş olabilir
1925’te Balto adlı bir kızak köpeği, Alaska’daki çocuklara difteri ilacı dağıtmaya yardım ederek basının ilgisini kazandı. Biliminsanlarının şimdi önerdiği gibi, bölgenin zorlu koşullarına uyum sağlamış bir köpek popülasyonunun parçasıydı. Balto’nun kalıntılarından çıkarılan DNA’sının analizi , bu kızak köpeklerini neyin bu kadar dayanıklı yaptığına dair ipuçları veriyor.
Araştırmacılar, Balto’nun büyük olasılıkla nişastayı sindirme konusunda gelişmiş bir yeteneğe sahip olduğunu ve nispeten az sayıda potansiyel olarak zarar verici mutasyon taşıdığını bildirdi. Ayrıca, modern köpeklerden daha az doğuştandı – popülasyonunun genetik olarak sağlıklı olduğunun bir işareti.
Biliminsanları ayrıca kemik ve deri gelişimiyle bağlantılı gen varyantlarını da ortaya çıkardılar. Cornell Üniversitesi’nden bir hayvan genetikçisi olan çalışmanın ortak yazarı Heather Jay Huson, bu varyantların sunduğu avantajları kesin olarak söyleyemiyor ancak genetiğin Balto’ya soğuğa ve buza dayanmasına yardımcı olan sert patiler bahşetmiş olacağı düşünülüyor.
2. Memelilerin evrimi, dinozorların nesli tükenmeden çok önce arttı.
Bir Zooonomia analizine göre, plasentalı memelilerin kökeni 102 milyon yıl öncesine kadar uzanabilir. Biliminsanları, memeli evriminin ne zaman başladığını uzun süredir tartışıyorlar. Geleneksel bir görüş, yeni memeli türlerinin sayısının, yaklaşık 66 milyon yıl önce bir (veya iki) asteroidin Dünya’ya çarpıp dinozorları yok etmesinden sonra artmaya başladığı yönündedir. Ancak yeni çalışma, farklı memeli gruplarının ortaya çıkması için çok daha uzun bir zaman çizelgesinin olması gerektiğini gösteriyor. Bunun yerine, memelilerin evrimi, kıtaların parçalandığı zamanlarda başlamış ve Spinosaurus ile Oviraptor hala Dünya’da dolaşırken zamanla devam etmiş olabilir. Daha sonra, Kretase Dönemi’nin sonunu getiren kitlesel yok oluş olayından sonra, daha da fazla yeni memeli türü evrimleşti.
İsveç’teki Broad Enstitüsü ve Uppsala Üniversitesi’nden genetikçi Kerstin Lindblad-Toh, yaptığı basın toplantısında insanlar memelilerin dinozorların nesli tükenene kadar dallara ayrılmadığını düşünse de, “veriler gerçekten dinozorların daha önce ayrılmaya başladıklarını gösteriyor” dedi.
3. Memeli genomları, insan kanserine neden olan genlerin belirlenmesine yardımcı olabilir.
Biliminsanları, kanserli kişilerde genom boyunca çeşitli mutasyonlar bulabilirler. Kanserli hücreler büyüdükçe, bu genetik değişiklikler birikme eğilimindedir. Ancak hangi mutasyonların önemli olduğunu, hangilerinin hastalığı tetiklediğini veya dürttüğünü bilmek zor olabilir. Zooonomia Projesi’nden elde edilen veriler, hangilerinin önemli olduğunu belirlemeye yardımcı olabilir.
Yeni çalışmalardan biri, esas olarak çocukları etkileyen kötü huylu bir beyin tümörü olan medulloblastomda meydana gelen mutasyonları inceledi. Araştırmacılar, memeli genomunda tipik olarak değişmeyen noktalarda mutasyonlar aradılar. Gallego Romero, bu DNA’nın yüzlerce memeli türü arasında paylaşıldığı için sağlık için büyük olasılıkla gerekli olduğunu söylüyor. Herhangi bir DNA’nın kopyalanmasındaki hatalar kanser gibi büyük sonuçlar yaratabilir.
4. Bazı “zıplayan genler” et yiyenlerde daha olası olabilir
Biliminsanları onlarca yıldır organizmaların genomlarının bazı bölümlerinin bir konumdan diğerine sıçrayabileceğini biliyorlar. Şimdi, bir Zooonomia çalışması, memeliler arasında genomun ne kadarının hareketli olduğunu ve bir hayvanın diyetinin nasıl devreye girebileceğini tahmin edebiliyor.
Araştırmacılar, analiz edilen yüzlerce memeli arasında, yerdomuzu genomlarının “zıplayan genler” ile en çok doldurulduğunu buldu. Bu hareketli genler, hayvanın genomunun yaklaşık yüzde 75’ini oluşturur.
Etçil olmayan muadilleriyle karşılaştırıldığında, et yiyen memeliler bir sıçrayan gen tipinden daha fazlasını biriktirme eğilimindeler. Yırtıcı hayvanların bir şekilde yedikleri avdan DNA almaları mümkündür. Upham, bunun, bir hayvanın ekolojisinin – özellikle ne yediğinin – genomunun evrimini şekillendirdiğini gösterdiğini söylüyor.
5. İnsanların ve diğer memelilerin genomlarının karşılaştırılması beyinle ilgili sırları ortaya çıkarabilir
Araştırmacılar uzun süredir DNA’mızda bizi diğer hayvanlardan ayıran şeyin ne olduğunu araştırıyorlar. Memelilerin genomlarını sıralamak ve insan DNA’sında çok fazla değişikliğe uğramış bölgeleri aramak, bazı ipuçlarını ortaya çıkardı. Araştırmacıların bildirdiğine göre , bu bölgeler insanlarda diğer memelilere göre daha hızlı gelişen alanları temsil ediyor ve bizi farklı kılan etkenlerin neler olduğuna dair ipuçları verebilir.
Biliminsanları, insan genomunun hızlı değişen bölgelerini, fiziksel olarak beyin gelişiminde yer alan genlere yaklaştıracak şekilde katladığını öne sürüyorlar. Tıpkı bir düğüm atarken birbirine yaklaşan iki ayakkabı bağı gibi. Bu yakınlık nihayetinde gen aktivitesini çevirebilir – belki de insan beyninin çalışma şeklini değiştirebilir.
Şimdilik, biliminsanları bu tür genomsal değişikliklerin neler yapabileceğini tam olarak bilmiyorlar ancak çalışmanın paydaşlarından Lindblad-Toh, “Bizi insan yapan şeyin tek bir değişiklik değil, pek çok değişiklik olduğunu hatırlamak önemlidir” diyor.
