Hayvanların Tek Hücrelilerden 30 Farklı Vücut Tipine Evrimleşmesi

“Bu gezegen yerçekiminin değişmez yasasına göre dönüp dururken, böylesi basit bir başlangıçtan en güzel, en harikulade formların evrimleşmiş ve evrimleşmekte olduğunu kavrayan bu yaşam görüşünde..
Görsel Telif: Ethan Daniels/Shutterstock

“Bu gezegen yerçekiminin değişmez yasasına göre dönüp dururken, böylesi basit bir başlangıçtan en güzel, en harikulade formların evrimleşmiş ve evrimleşmekte olduğunu kavrayan bu yaşam görüşünde ihtişam vardır.”

Türlerin Kökeni kitabında böyle diyordu Charles Darwin. Hayvanların kökeni ve evrimi, modern biyolojinin en büyüleyici sorularından birisidir. Bugün hayattaki tüm hayvanların bu harika çeşitliliğinin, tek-hücreli atalardan evrildiğini ve bu geçişin, organizmaların birbirleriyle ve çevreleriyle olan etkileşimiyle birlikte genetik materyallerinde (genom) meydana gelen değişimlerle gerçekleştiğini biliyoruz.

Fakat bilmediğimiz bir şey var; Darwin’in “en güzel ve en harika” olarak tanımladığı hayvan şekillerindeki bu çeşitlilik, ilk hayvan formlarından sonra hızlıca mı ortaya çıktı yoksa evrimleri sürecinde daha sonradan mı ortaya çıktı? 4 Eylül’de (2018) PNAS‘da yayımlanan “güzel ve harikulade” bir araştırmada bu soruya cevap arandı.

Yapılan çalışmada, karmaşık istatistiksel modeller kullanılarak çok sayıdaki hayvan anatomisi analiz edildi. Elde edilen sonuçlar, pek çok hayvan grubunun anatomik çeşitlilik noktasındaki zirvesine çok erken zamanlarda ulaştığını, fakat birkaç vakada bunun daha sonra da artmaya devam ettiğini ortaya koydu. Araştırmada ayrıca, bu çeşitlilik örgülerinin muhtemel nedenlerine dair de bulgulara ulaşıldı.

Hayvanlar, her biri geniş bir çeşitlilik skalasına ve şekline sahip formlarla farklı anatomik parçalar sergiler. Örneğin, böcekler, bir kafa ve altı bacağa sahipken; deniz şakayıkları böyle bir anatomik yapı göstermez. Bu özelliklerin kombinasyonu, genellikle taksonomik sınıflandırmada “şube” adı verilen kategorilerdeki hayvanları gruplamak için kullanılan vücut planları olarak adlandırılır. Modern taksonomide şube; eklembacaklılar (örümcekler, kırkayaklar, deniz kabukluları, böcekler, vb.), kordalılar (omurgalı ve bazı omurgasızlar), yumuşakçalar (salyangoz, ahtapot, vb.) ve halkalı solucanlar (toprak solucanları, sülükler, vb.) gibi grupları içerir.

Günümüzde, 30’dan fazla hayvan şubesi bulunur ve bazıları diğerlerine kıyasla çok daha geniş bir çeşitlilik (disparite) gösterir. Örneğin; kordalılar, balık ve maymun gibi geniş bir farklılaşmayı içerisinde bulundururken; yuvarlak solucanlar (nematod şubesi), daha az bir farklılaşmayı içerir ve neredeyse de tamamen aynı görünürler.

Hayvan grupları, çeşitliliklerine göre haritalandırıldı. /Görsel: Philip Donoghue

Gruplar arasında ve gruplar içinde bu çeşitliliğin nasıl evrimleştiğini çözmek isteyen araştırmacılar, her şubeden pek çok grubu içine alan 210 hayvan grubu için yaklaşık 2000 adet anatomik özelliği içeren veri topladı. Ardından bu verilerdeki anatomik benzerlikler, en yeni istatistik araçlarıyla analiz edildi. Bunun sonucunda da her grubun bir nokta olarak belirtildiği ve gruplar arasındaki uzaklıkların anatomik benzerliklerine oranlı biçimde belirlendiği bir harita ortaya çıktı.

Araştırmada elde edilen sonuçlar, her şubedeki grupların, ortak vücut planlarından beklendiği gibi harita üzerinde düzenli bir şekilde kümelendiğini ortaya koydu. Örneğin, haritadaki örümcekler, böceklere ve diğer eklembacaklılara daha yakında kümelenirken; balıklar, memeli ve diğer kordalılara daha yakın bir biçimde kümelendiler. Bir şube tarafından işgal edilen harita alanı, bu şubenin anatomik olarak nasıl farklılaştığını gösteriyor. Omurgalılar ve eklembacaklılar ise en geniş harita alanı sahip canlılar.

Sürekli Evrim

Büyüyen dört şube dışında pek çok şube, hayvanların kökeninden çok kısa bir süre sonra kendi çeşitlilik seviyelerine ulaştı. Bu dört şube ise, sudan karaya geçişini evrimlerinin daha sonraki aşamalarında gerçekleştirmiş bazı üyeleri içeren eklembacaklılar, yumuşakçalar, kordalılar ve halkalı solucanlardır. Karaya geçiş, bu türlerde yeni vücut parçalarının evrimleşmesini gerektiren yeni çevresel zorluklarla karşı karşıya kalmaya neden olmuştur.

Fosiller, gruplar arası boşlukları dolduruyor. /Görsel: Shutterstock

Dahası, bu şubeler, harita üzerinde, birbirlerinden uzakta kalan ve birbirlerinden çok farklılaşan biçimde yerleşmişlerdir. Fakat, analizlere soyu tükenmiş gruplara ait fosiller de eklendiğinde farklı şubeler arasındaki boşluklar da azalıyor. Bu da, erken dönem hayvanların, –birbirlerinden– bugün göründükleri kadar farklılaşmış olmadığını gösteriyor. Erken dönem hayvan evrimi, pek çok farklı anatomik olasılığı mümkün kılmıştır; fakat bazı vücut planlarının soy tükenmesi, bu farklılıkların abartılı boyutlarda görünmesine neden olmuştur.

Öte yandan araştırmada, hayvan disparitesi (anatomik farklılığı) ve diğer biyolojik özellikler arasında bir ilişki olup olmadığı araştırıldı. Elde edilen bulgularda, bir şube içerisindeki disparite büyüdükçe; hücre çeşidi sayısında, vücut büyüklüğünde ve tür sayısında da artış görülüyor.

Ayrıca, genom büyüklüğüyle de bir ilişki saptandı, fakat genomdaki protein kodlayıcı gen sayısı arasında bir ilişki görülmedi. Genomun bazı bölümlerinin, proteinleri kendileri üretmek yerine, vücudun proteinlerinin ne zaman ve nerede çalışacağını düzenlemeye adanmış olduklarını biliyoruz. O halde, farklılık seviyesi bir şubenin genom büyüklüğüyle ilişkili ancak genom içerisindeki gen sayısıyla ilişkili değilse, bu durum gen düzenlemenin, hayvan çeşitliliğinde yeni genlerin ortaya çıkmasından  daha büyük bir rol sahibi olduğu anlamına geliyor.

Araştırma, çoğu hayvan şubesinin anatomik olarak çeşitliliği erken dönemde gösterdiği, fakat sudan karaya geçişin birkaç şubede yeni anatomik farklılıkların ortaya çıkmasına neden olduğu bir resim sunarak hayvanların evrimine ilişkin yeni veriler sağlıyor. Görünüşe göre, hayvanlar başlangıçta daha homojendi ve bazı ara grupların yok olmasının bir ürünü olarak da modern farklılıklar daha görünür hale geldi.

Bütün bu farklılıklar, büyük oranda gen regülasyon evrimiyle ilişkili. Daha fazla anatomik veri, daha fazla fosil ve gen regülasyonunun daha ileri çalışmaları, hayvanların formlarının evrimini en güzel ve en harikulade şekilde anlamak için daha önemli olacaktır. 

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv