Evrim - Temel Bilgiler

[mantik 0]

Bu başlık altında Evrim ile ilgili temel bazı bilgiler verilecektir.

Örneğin:

- Evrim nedir?

- Malthus'un ilkesi nedir? (Canlı popülasyonu çevrenin barındırabileceğinden daha hızlı ürer, bu yüzden doğada yüksek ölüm oranı vardır, vs tespitini yapan ilke)

- Doğal seçilim ne demektir?

- Doğal seçilimin mekanizmaları nelerdir? (Mutasyonlar, göç yoluyla popülasyonların gen havuzunda değişiklik, çiftleşmede eş seçimi, eşeyli üreme, coğrafi izolasyon, vs)

- Adaptasyon ne demektir?

- Tür, sınıf, aile ne demektir? (Biyolojik anlamda)

- Türleşme nedir, nasıl olur?

- Hiç türleşme gözlenmiş midir? (Bilim adamlarının insan ömrüne sığacak kadar kısa zaman aralıklarında meydana gelen gözlediği çeşitli türleşme örnekleri vardır, bunlardan örnek verilmesi etkili olacaktır. Böylece evrimin gözlenemez bir bilim olduğu veya bir varsayım olduğu türünde önyargılar kırılabilir).

- Mikro evrim nedir, makro evrim nedir?

- Evrimin delilleri nelerdir? (Ana başlıklar halinde, kısa olarak)

Aynı zamanda Aragon'un tespit ettiği ve bir bölümü yukarıda benim verdiğim liste ile örtüşme gösteren aşağıdaki konuları da aragon'un yazdığı şekliyle buraya almak istedim:

- Evrimin kısa açıklaması nedir?

- Evrimsel değişimin mekanizmaları nelerdir (mutasyon, göç (gen akışı), genetik sürüklenme ve doğal seçilim)

- Mutasyonu etkileyen mekanizmalar nelerdir? Bütün mutasyonlar rastgele midir?

- DNA nedir? Kromozom nedir?

- Gen nedir? Gen havuzu nedir? Gen akışı (genetic flow) nedir?

- Genotip nedir? Fenotip nedir?

- Genetik çeşitliliğin önemi nedir?

- Uyarlı ışınım (yayılma) (adaptive radiation) nedir?

- "Birlikte Evrim" nedir?

- Mikroevrim/makroevrim nedir?

- Türleşme/yokoluş nedir? Türler nasıl dönüşür, yokolur?

- Taksonomi (sınıflandırma) nedir, çeşitleri?

Daha spesifik sorular ayrı başlıklar altında incelenecektir.

[mantik 0]

Eskiden forumda yazdığım ve sonra portala eklediğimiz çok kısa bir yazı vardı bu başlıkta dile getirilen bazı konulara çok kısa şekilde değinen. Buraya bu yazının ilgili kısmını alıyorum. Bu başlık için bu kadarı yeterli değil elbette ama bununla başlayabiliriz belki.

Evrim - Temel Bilgiler

Evrim'in anlamı

• Organizmalar yüksek üreme kapatisetisine sahiptirler, fakat popülasyonlar genellikle yaklaşık olarak aynı kalır. (Dolayısıyla, doğada yüksek bir ölüm oranı vardır).
• Hayatta kalma mücadelesi canlılar arasında rekabete sebep olur.
• Hayatta kalıp üreyebilenler, yaşadıkları ortamda kendilerini daha avantajlı kılan özelliklere sahip olanlardır.
• Bu durum doğal seçilime sebep olur.

Doğal seçilimin mekanizmaları

• Mutasyonlar
• Göç sebebiyle popülasyona yeni genlerin girmesi veya popülasyondan bazı genlerin ayrılması
• Popülasyonda rastlantısal faktörlerle genetik kayma oluşması (örneğin sel, volkanik patlama, yangın, vs. gibi faktörlerin popülasyonun belli bir bölümünü ortadan kaldırması)
• Çiftleşmede eş seçimi (hayatta kalma konusunda avantaj sağlayacak genetik özelliklere sahip eşlerin seçimi)

Çeşitliliğe sebep olan mekanizmalar:

• Eşeyli üreme (crossing over ve genetik rekombinasyon genlerin rastlantısal karışımını sağlar ve her döllenmede iki farklı genom birleşir)
• Çekinik genler de genotipte saklanır
• Heterozigot avantajı (daha fazla üreme)

Adaptasyon

• İklim veya diğer coğrafi faktörlerin canlının karakteristiklerinde zaman içinde değişikliklere sebep olması
• Değişik koşullar altında yaşayan aynı tür canlıların, değişik karakterlere sahip olması

Türler

Kendi içinde çoğalabilen, fakat diğer grupların bireyleriyle çiftleşemeyen canlı grubu

Türleşme

Bir tür içindeki küçük bir grubun, üreme açısında ana gruptan izole hale gelmesi ve ana grup bireyleriyle artık çiftleşemeyecek kadar değişikliğe uğraması

Türleşmenin sebepleri

• Coğrafi izolasyon yoluyla türleşme
• Adaptif yayılma: organizma grubunun ani (jeolojik zaman ölçeğinde binlerce yıl) çeşitlenmesi
• Simpatrik türleşme: coğrafi izolasyon olmadan gercekleşen türleşme: Poliploidlik, yani birden fazla kromozom setinin oluşması en önemli sebep. Mitoz ya da mayoz bölünmede gerceklesebilir. İki turu bulunmakta.
  • Autopolyploid: Canlı içinde kromozom sayısının iki katına çıkması
  • Allopolyploid: İki farklı türün türler arası hibrid ortaya çıkarması. Özellikle bitkiler arasında yaygındır. Hibridler genellikle steril olup, üreyemez. Fakat, eğer mitoz/cytokinesis mayozdan önce olursa, mayoz normal olarak meydana gelebilir. Bitkiler arasında çok yaygındır. Çiçekli bitkilerin %50-70 kadari polyploiddir. Polyploid olmayan simpatrik türleşme de mümkün. Ayçiçeğinden örnek: Helianthus annuus & H. petiolaris-----> H. anomalus
• Türleşmede eşeyli üremenin de önemli rolü vardır.

Büyük tür gruplarının oluşumu (makroevrim)

• Uzun zaman içindeki aşamalı değişimler
• Jeolojik zaman açısından kısa sayılabilecek bir sürede oluşan hızlı değişimler veya ani ortaya çıkışlar (buradaki kisa dönem binlerce veya milyonlarca yılı kapsar)

Evrimde insanlarin anlamakta zorlandıkları ve en çok şüphe ettikleri konu türleşme oluyor. Zaten pek cok kişi evrimin diğer açıklamalarına karşı çıkamıyor bile. Hele de artık günümüzde, adaptasyon ve diğer pek cok evrimsel süreç hiçbir şüpheye yer bırakmayacak biçimde anlaşılmış ve gösterilmiştir. Konuya yabancı olanların bazen hala kavrayamadıkları konu sadece "türleşme"dir.

Türleşme süreci laboratuar koşullarında meyve sineği üzerinde yapılan çalışmalarla da deneysel olarak gösterilmiştir. (Dobzhansky, Th., and O. Pavlovsky, 1971. "An experimentally created incipient species of Drosophila", Nature 23:289-292).

Hatta laboratuar koşullarında gözlenen evrim kanıtlarından şüphe duyanlar için, doğada gözlenmiş türleşme örnekleri de vardır:

• Avrupa'dan Amerika'ya 20. yüzyılın başlarında getirilen "goatsbeards" adı verilen üç çeşit vahşi çiçeğin 20-30 yıl gibi bir süre içinde, Amerika kıtasına yayılması ve 1940'lı yıllardan sonra iki farklı türünün ortaya çıkışı gözlenmiştir. ("Tür" kavramının tanımı gereği, bu türler, mevcut diğer "goatsbeards" türleriyle üreyememekte, yalnızca kendi aralarında üreyebilmektedirler).
• Faroe adası ev faresinin insanlar tarafindan adaya getirildikten sonra, 250 yıl gibi kısa bir zamanda gözlenen türleşmesi (Stanley, S., 1979. Macroevolution: Pattern and Process, San Francisco, W.H. Freeman and Company. p. 41)
• Nagubago gölünde, izolasyon sebebiyle cichlid balıklarının 4000 yil gibi bir süre içinde 5 ayrı türünün oluşması. (Mayr, E., 1970. Populations, Species, and Evolution, Massachusetts, Harvard University Press. p. 348)

Merak edenler için bu tür daha yüzlerce örnek vardır. Saygın biyoloji dergilerinde yayınlanan çok sayıda makalede bu tür konuların derinlemesine incelemeleri görülebilir.

[kodoman 0]

Kesin olarak bildiğimiz bir şey varsa, o da, ilk canlıdan bu yana canlının yaptığı tek şey çoğalmak, üremektir. Ve bunu kiyasal olarak kendi kopyasını oluşturarak yapmaktadır. Buna kalıtım denilmektedir.

Kalıtım özel bir molekülün aracılığı ile yapılmaktadır. Bu molekül, virüslerde RNA(Ribonükleik Asit), diğer canlılarda ise DNA(Deoksiribonükleik asit) denilmektedir. Bu molekül, canılının yapısının kimyasal bir tarifidir. Canlının kopyası oluşturulurken, yani, canlı ürerken ilk önce bu molekülün bir kopyası oluşturulmakta ve geri kalan yapılar, bu moleküldeki tarife göre üretilmekte ve canlının yapısına dahil olmaktadır. Ancak, bu kalıtım ve kopyalama işlemi kusursuz olarak yapılamamakta, kopyalama sırasında bazı hatalar oluşabilmektedir. Bu hataların etkilerine göre, o an için canlıda herhangi bir değişikliğe neden olmayabilir, ona zarar verebilir veya yaşamını olumlu etkileyecek yararlı etkilere neden olabilir(bkz. Mutasyonların hepsi zararlı mıdır?) Burada belirleyici olan, canlının biyokimyası ve canlının içerisinde bulunduğu çevredir.

Canlının kendi biyokimyasından sonra, varlığını sürdürebilme ve üreyebilmesinde en önemli belirleyici unsur, yaşamını sürdürdüğü çevredir. Kimyasal, coğrafik, iklimsel yapısı ve kendi türüde dahil diğer canlıların oluşturduğu çevresel yapı, canlının kaderinde büyük etkiye sahiptirler. Çevresel şartlarin çıkardığı zorluklarla başedebilmesini, o şartları kendi lehine kullanabilmesini sağlayacak her değişiklik canlının yaşama olasılığını ve dolayısıyla kalıtımsal örneğini taşıyan yeni nesiller oluşturma olasılığını arttıracaktır. Buna adaptasyon denilmektir. Bu adaptasyon mutasyon veya Genetik Havuz melezlenmesiye gerçekleşebilir. Bu yeni, çevreye adapte olmuş nesiller, çevreye diğer örneklerden daha iyi adapte oldukları için, hayatta kalma ve üreme şansları daha yüksek olacağı için, popülasyonları giderek artacak ve bir noktadan sonra, popülasyonda etkin bir nüfusa sahip olacak, popülasyon, kalıtımsal olarak bu adaptasyonu taşıyanlar ve taşımayanlar olarak ikiye ayrılacaktır. Adaptasyonun neden olduğu etkinin boyutuna göre, bu iki grup aynı çevreyi paylaşmaya devam edebilirler, adaptasyonu taşımayanlar yokolabilir veya farklı çevrede varlığını sürdürmeye devam edebilirler. Sonuç hangisi olursa olsun, adapte olmuş nesil, önceki nesilden farklıdır. Ve bu süreç devam ettikçe bu adaptasyonlar birikecek, çeşitlenecek ve çevreyi etkileyerek çeşitlenmeye zorlayacak, destekleyecektir. Bu sürecin neden olduğu birikim, canlıların çeşitlenmesine, farklı çevrelerde farklı adapte olmuş karmaşık canlıların olulmasına neden olacaktır.

Burada unutulmaması gereken konu, burada aktarılan süreçte etkili olguların tamamı gözlemlere dayanmaktadır. Canlılar ürer, çevreyi etkiler ve uyumlu olanlar üreyip, uyumlu olmayanlar üreyemeden, veya nispeten az üreyerek ölürler. Canlıların kalıtım mekanizması kusursuz değildir, kimi zaman hatalı işleyebilirler ve bunlara mutasyon denir. Eşeyli üreme sonucu melezlenme sayesinde, üreme sonucu ortaya çıkacak nesil, sadece tek bir örneğin değil, popülasyondaki tüm bireylerin adaptasyonlarını(bkz. Genetik Havuz) potansiyel olarak barındıracak ve hatta bu adaptasyonları aynı süreç ile iyileştirebilecektir.

------------------------------------------------------------------------

Şahsi bir taslaktır. Eleştirilere açılmıştır.

[Aragon 0]

Evrim nedir?

Biyolojik evrimin en basit tanımı, değişerek türemedir. Bu tanım hem küçük ölçekte evrimi (yani bir popülasyonun içinde gen sıklıklarının nesilden nesile değişmesini) hem de büyük ölçekte evrimi (yani aradan bir çok nesilin geçmesiyle ortak bir atadan farklı türlerin türemesini) kapsar. Evrim yaşamın tarihini anlamamızı sağlar.

Biyolojik evrimde temel fikir, Dünya üzerindeki bütün yaşamın ortak bir atası olduğudur.

Değişerek türeme sürecinin sonunda Dünya'daki yaşamın ortak atasından bugün fosillerde ve etrafımızdaki canlılarda gördüğümüz çeşitlilik oluştu: İnsanlar ve meşe ağaçları, serçeler ve balinalar... Evrim hepimizin uzaktan akraba olduğumuz anlamına geliyor.

DNA nedir?

DNA (Deoxyribonucleic acid) bütün yaşayan organizmaların ve bazı virüslerin gelişiminde ve işlerliğinde kullanılan, genetik komutları içeren, ve kendi kendine çoğalabilen çekirdeksel ve asidik bir polimerdir. DNA moleküllerinin ana rolü organizmanın özelliklerini belirleyen bilgileri uzun dönemli depolamalarıdır.

RNA nedir?

RNA (Ribonucleic acid) nükleotit birimlerin uzun bir zincirinden oluşan bir molekül tipidir. RNA bazı enzimler tarafından DNA'dan kopyalanır ve proteinlerin sentezinde kullanılır.

Nükleotid (nucleotide) nedir?

DNA ve RNA zincirinin temel inşa birimleri.

Gen nedir?

Genetik bilgi taşıyan DNA ya da RNA bölümü.

Kodon nedir?

DNA ve RNA'nın belli bir aminoasidi ya da kodlama bölgesinin başlangıcını veya sonunu belirleyen üç adet ardışık nükleotit dizisi.

Genetik kod nedir?

DNA ve RNA'nın dili, dört bazlı bir alfabenin (G,C,A,T) üç harfli kelimelerinden oluşur. Her üç harfli kodon ya belirgin bir aminoasidi ya da bir kod dizisinin sonunu temsil eder.

Gen ifadesi nedir?

Bir genin içerisinde bulunan bilginin, bir hücrenin parçalarından birine dönüştürülme işlemi.

Genotip nedir?

Bir organizmanın genetik donanımı.

Fenotip nedir?

Bir organizmanın genetik donanımının fiziksel ifadesi.

Evrimin temel koşulları nelerdir?

Organizmaların (ve türlerin) evrilebilmesi için gereken ana koşullar şunlardır:

1. Küçük popülasyonlarda genetik sürüklenme
2. Mutasyonlar
3. Değişen çevre koşulları
4. Doğal Seçilim

Küçük popülasyonlarda genetik sürüklenme

Ancak küçük popülasyonlarda rastgele şans genlerin frekansını değiştirebilir. 200 defa yazı tura attığınızda, sonuç yaklaşık olarak 100 yazı ve 100 tura olacaktır. Ancak 4 defa attığınızda 4'ünün aynı gelme olasılığı %12.5 tur, yani az sayıda 4'lük atış denemesiyle bu sonuca ulaşabilirsiniz. Şimdi insan popülasyonlarındaki genleri düşünün. Eğer bir popülasyon bir salgın hastalık ya da doğal felaket sonucu çok küçük bir sayıya düşerse, 4'lük denemeye benzeyen bir rastgelelik olur. İstatistikte bu olaya "örnekleme hatası" denir, insanlarda ya da diğer organizmalarda bu olay "darboğaz" olarak adlandırılır. İnsan popülasyonlarının örnekleme hatasına eğilim göstermelerinin bir başka yolu da çok küçük popülasyonların göç yoluyla ayrılmasıdır.

Mutasyonlar

Bir nesilden diğerine DNA yapısında olan değişiklikler. Mutasyonlar, morötesi radyasyona uzun süre maruz kalma gibi çevre koşullarındaki değişimlerden, kimyasal değiştiricilerden, viral etkilerden ya da yeni hücreler oluşurken DNA kopyalanması sırasında oluşan hatalardan kaynaklanır. Mutasyonların genetik ifadede yapması olası değişiklikler, yeni nesilin yaşadıği koşullara göre canlı için avantaj ya da dezavanyaj oluştururlar, ya da hiç bir etkileri olmayabilir. Bir başka deyişle bazı mutasyonların genler üzerinde "genetik ifade" açısından etkisi olmayabilir, ama ileride avantajlı ya da dezavantajlı bir gen koalisyonuna katılabilirler.

Değişen çevre koşulları

Kıtaların ayrılması, iklim değişiklikleri, göçler, etkileşimde bulunulan diğer canlıların, avların, avlananların, parazitlerin, ve parazit taşıyıcıların evrilmesi, yer değiştirmeleri.

Doğal seçilim

Bazı organizmalar diğerlerine göre, çevre koşullarındaki değişime sağkalım açısından daha iyi uyum gösterirler; bu tür organizmalar daha fazla ürerler ve zamanla sayıları artar. Böylelikle çevre, anlık koşullara en iyi uyum sağlayan organizmaları seçer. Eğer çevre koşulları değişim gösterirse, bu yeni koşullara en iyi uyum gösteren özelliklere sahip olan organizmalar baskın hale gelir. Buna doğal seçilim denir. Özellikleri değiştiren, bir kısmı rastgele olan mutasyonlardır, doğal seçilimi yönlendiren ise rastgele olmayan uyarlanımlardır. Kısacası organizmaların seçilim değerlerine ve çevre koşullarına uyarlanım başarılarına bağlı olduğu için, doğal seçilim rastgele bir süreç olarak tanımlanamaz.

Şubat 18, 2009 tarihinde Aragon tarafından düzenlendi

[BilgehanBengi 0]

Evrimin Tanımı ve Mekanizmaları

Evrim kuramına yabancı bir kişiye evrimi anlatırken "canlıların nesilden nesile değişmesi, canlıların yeni özellikler kazanması ve bazı özelliklerin kaybetmesi" şeklinde bir tanım yaparız. Ne var ki bu tanım yanlış anlaşılmalara neden olmaktadır. Evrimin tanımına ve mekanizmalarına biraz daha geniş bir açıdan bakalım.

Evrimin bilimsel tanımı birey düzeyinde değil, popülasyon düzeyindedir, evrimin bilimsel tanımı allel frekanslarının değişimidir.

Bu tanımı daha iyi anlayabilmek için bazı terimlere kısaca bir gözatalım.

Tür;

kendi içlerinde üreyip verimli döller verebilen canlıları ifade eder. Sınıfladırmanın en temel birimidir.

Popülasyon;

bir bölgede yaşayan, kendi içlerinde üreyip verimli döller verebilen canlıların bütünüdür. Popülasyon, bir bölgedeki tek bir canlı türüne ait bireylerin tümü demektir.

Gen;

kalıtımsal bilginin en temel birimidir. Bu birimlerin her biri biri kendi başına iş görebilen bir RNA parçasını ya da protein sentezinde kalıplık görevi üstlenecek bir RNA parçasını kodlar.

Lokus;

bir gen ya da gen grubunun genetik bilgi üzerindeki konumudur. Kabaca lokus, genin adresidir.

Allel;

bir genin değişik versiyonlardır. Bir lokusa aynı genin değişik versiyonları gelebilir. Genlerin büyük bir çoğunluğunun birden fazla versiyonları vardır. Aynı türün bireyleri arasındaki fark; aynı lokusa gelen, aynı fonksiyonu değişik seviyelerde gösteren alleller sayesinde oluşur. Örneğin insanda alkol dehidrojenaz enziminin kodlayan genin bir alleli daha başarılı bir enzimi kodlar, diğeri biraz daha yavaş çalışan bir enzimi kodlar. Bu yüzden Avrupalı ırkların alkolü daha hızlı dehidrojenize eden enzimleri varken Asyalı ırklarda bu enzim görece yavaştır. Allellerin çeşitliliği bir popülasyon içindeki çeşitliliğin en önemli sebeplerindendir.

Frekans;

sıklık demektir. Bir allelin frekansı yüksek olması popülasyondaki bireylerde sık rastlanması demektir.

Şimdi bu bilgiler ışığında ile paragraftaki evrim tanımını tekrar ele alalım. Evrim, allel frekanslarının değişimidir.

Allel frekansı neden değişir? Yani, evrim nasıl gerçekleşir?

Bu konuyu daha iyi anlamak için popülasyon genetiğinin en temel konularından biri olan Hardy-Weinberg Prensibine bir gözatalım.

Hardy-Weinberg Prensibi

Hardy-Weinberg Prensibi kararlı bir popülasyonda allel ve genotip frekansları sabit kalacağını öngörür.

Bir popülasyonun kararlılığını bozan başlıca etkenler şunlardır;

- Rastlantısal olmayan (eş seçerek) çiftleşme

- Mutasyonlar

- Doğal seçim

- Popülasyon boyutunu (nüfusunu) kısıtlayan etkenler

- Genetik sürüklenme

- Gen akışı

Doğada, bir popülasyon üzerine yukarıda sayılan etkenlerden bir ya da birkaçı mutlaka etki eder, yani doğada kararlı bir popülasyon yoktur.

Kararlı olarak tanımladığımız popülasyon varsayımsal bir popülasyondur. Popülasyonun doğal hali ile varsayımsal kararlı hali arasındaki farkı tespit etmemiz bize popülasyonun durumu hakkında bilgi verir.

Hardy-Weinberg prensibinine göre bir genin seçici bir özelliği yoksa popülasyon içinde homojen olarak dağılır ve dengeye gelir.

Doğada kararlı bir popülasyon olmadığını söylemiştik, şimdi kararlılığı bozan etkenleri teker teker ele alarak evrimi anlamaya çalışalım.

1) Rastlantısal olmayan (eş seçerek) çiftleşme

Eğer bir birey çiftleşeceği eşi hiçbir özelliğini dikkate almadan seçiyorsa, ya da eş seçimi söz konusu değilse, örnegin dişi balık yumurtalarını suya rastgele bırakıyor ve erkek balığın yine rastgele bıraktığı spermlerle birleşen yumurtalar dölleniyorsa, o canlı türünde eş seçimi yok demektir.

Eş seçiminin olmayışı herhangi bir özelliğin el üstünde tutulmadığı, tercih edilmediği, kayırılmadığı anlamına gelir. Ayırıca sakınılan özellikler de yoktur.

Bir örnek verelim; çiftleşme döneminde erkeklerin kavga ederek dişiyle çiftleşme hakkına sahip olduğu türler vardır. Örneğin boynuzlu bir türde, boynuzun büyüklüğü ve sağlamlığı, boyun kaslarının gücü bireye avantaj sağlayacak ve üstünlük getirecektir.

Bu özellikleri açısından güçlü olan birey neslini sürdürme sansı bulacak, büyük ve sağlam boynuz gibi özellikler yeni nesillere aktarılacaktır. Bunun net sonucu her geçen nesilde daha güçlü boynuz demektir.

Benzer bir durumu tavus kuşlarında görüyoruz. Dişilerin en gösterişli tüylere sahip erkekleri seçmesi sayesinde bu kuşların erkek bireyleri oldukça gösterişli tüylere sahip olmuşlar. Zira her neslin en gösterişlileri seçilmiş, hep onların genleri aktarılmış.

Özetle eş seçerek üreme bazı özelliklerin kayırılması demektir, kayırılan özelliğin frekansı zamanla artacak Hardy-Weinberg denkliği belli bir yönde bozulacak ve popülasyonda evrim görülecektir.

2) Mutasyonlar

Mutasyon genetik bilgideki değişiklik demektir. Genetik bilgi, nükleotid dizilerinde saklanır. Bu dizide oluşacan değişiklikler genetik bilgi kalıp alınarak oluşuturulan yapılara etki ederler.

Mutasyonların başlıca nedenleri şunlardır;

- Genetik bilginin kopyalanmasından ve tamirinden sorumlu enzimlerin hata yapmaları

; bu enzimler kusursuz kopyalar çıkaramazlar, tamir gerektiğinde her defasında doğru şekilde tamir yapamazlar. En iyi çalışanlarının bile hata payları vardır. Milyarda bir hata yapan insan DNA kopyalama sistemi bile bu hata payı yüzünden her kopyada 3-4 kadar hata yapar. Bazı organizmalardaki kopyalama sistemlerinde bu hata payı oldukça büyüktür. Bu yüzden mutasyonlara çok sık rastlanır.

- Morötesi ışık (iyonlaştırıcı radyasyon);

genetik materyal hassastır. Yüksek enerjili UV-B fotonuna maruz kalan DNA'da timin dimerleri oluşur. Yani yanyana bulunan iki timin nükleotidi bağ oluştururlar. Bu bağ yüzünden kopyalama enzimleri beklenildiği gibi çalışamaz. Güneşten bol miktarda UV radyasyonu alıyoruz. Bu radyasyon canlıları etkiyor ve DNA'da mutasyonlara yol açıyor.

- Kimyasal mutajenler;

hücre içinde doğal olarak üretilen ya da dışarıdan alınan pek çok kimyasal genetik bilgide değişikliğe yol açarlar. Kimyasal mutajenlerin çok fazla çeşidi vardır. Bunlardan bazıları kimyasal karakter olarak nükleotidlere benzer ve nükleotidlerin yerine geçip genetik bilgiyi bozarlar. Bazıları doğrudan genetik maddenin yapısına saldırarak dizilimi bozarlar.

- Virüsler:

Virüsler kendi genetik bilgilerini konuk canlının genetik materyali içine sokabilirler.

Canlılarda mutasyonlar kaçınılmazdır. Genetik materyal etkilere her an açıktır ve kopyamama ve tamir sistemleri %100 doğrulukta çalışmaz.

Mutasyonların çeşitleri vardır. Şimdilik sadece iki tanesini ele alalım ve sonuçlarını değerlendirelim.

Nokta Mutasyonlar

Trans etkiye sahip bir gen üzerinde, kodlayan kısımda bir nokta mutasyonu düşünelim (Trans etkiden kasıt bu genden protein kodlandığıdır).

Eğer bir nükleotid değişirse bu o genden kopyalalan proteininin bir amino asidinin değişecebileceği anlamına gelir. Bazen nükleotid değişse de aynı amino asidi kodlar şekilde değişebilir bu yüzden bu genden üretilen protein aynı kalır.

Biz proteindeki amino asit dizilimini değiştiren bir mutasyondan bahsedelim. Bu durumda o protein için bir kaç olasılık söz konusudur.

a) Protein gerektiği şekliyle katlanıp 3 boyutlu şeklini alamaz.

Görevini yapacak şekle gelemez. Bu protein canlı için birinci derecede önemli bir protein ise canlı yaşayamaz. Ancak bazı proteinler ikinci derecede önem arzeder. Bu durumda canlı yaşar, fakat örneğin bir besini sindiremez.

b ) Proteindeki değişiklik o proteinin işlerliğini biraz düşürebilir.

Örneğin bu protein bir enzimse substratına biraz daha zor bağlanır ama yavaş da olsa işini yapar.

c) Proteindeki değişiklik proteini daha aktif hale getirebilir.

Proteinler kimyasal makineler ve yapı birimleridir. Hiç bir protein %100 verimle çalışmaz. Eğer bir mutasyon örneğin bir enzimin substratına bağlanma noktasında bir değişikliğe neden oluyorsa ve oluşan yeni yapı substrata bağlanma konusunda daha aktif ise protein daha ileri bir işlerlik kazanır.

Halk arasında yanlış bilinen bir konu biyolojik sistemlerin %100 verimle çalışan en ideal sistemler olduklarıdır. Durum böyle değildir.

Örneğin enzimlerin daha iyi versiyonları olabilir. Zaten canlılardaki enzim çeşitlerine bakarsanız geniş bir yelpaze görürsünüz. Aynı tür içinde, aynı görevi üstlenen enzimlerin çeşitleri vardır. Bazıları daha yavaş çalışır, bazıları daha beceriklidir. Enzim aktivitesi açısından durum değerlendirildiğinde daha iyi enzimler olabileceği görülür.

Cis etkili böylelerdeki mutasyonlar

Mutasyonlar sadece bir proteinin etkinliğini değil bir genin vurgulanmasını da etkilerler. Bir genin vurgulanması ne sıklıkta, ne oranda o genden okuma yapıldığıdır. Bir genin ürünü hücrede artması hücrenin aktivitesinin tamamen değiştirebilir. Bu yüzden sadece trans bölgelerde değil cis bölgelerde oluşan mutasyonlar da önemlidir.

Gen dublikasyonu

Mutasyonlara ikinci örnek gen dublikasyonudur. Bazen kopyalama sırasında bir genin iki kopyası çıkartılır. Yani gen iki defa yazılır. Bu iki kopya başta iki katı ürün demektir. Yani o genin kodladığı protein hücre içinde iki katı kadar olabilir. Evrimsel süreç içinde bu iki kopyadan birinde oluşacak değişiklik o genin farklı bir yola girmesine neden olur. Örneğin alkollere bağlanabilen bir enzimi kodlayan bir gen çok küçük bir değişiklikle aldehitlere bağlanır hale gelebilir.

3) Doğal seçim

Doğal seçim moleküler düzeyde başlar. Mutasyon maddesinde anlatmaya çalıştığım proteinlerin başarısı konusu doğal seçimin moleküler düzeyine bir örnektir.

Kendisinden beklenilen fonksiyonu yerine getiremeyen protein canlıyı olumsuz etkiler. Oysaki diğer bireylerden daha başarılı bir proteine sahip olan birey öne çıkar, daha başarılı olur.

Tabi protein bir tane değil, binlerce proteinin ve bunların oluşturduğu mekanizmaların toplam başarısı bireyin başarısı demektir.

Protienlerin sadece enzimatik fonksiyonlarını düşünmeyin, proteinler örneğin reseptör görevi de yaparlar. Reseptör spesifik bir kimyasal bağlandığında sinyal üretip bazı sistemleri harekete geçiren moleküllerdir. Haberleşme sisteminin bel kemiği reseptörlerdir. Bir reseptörde oluşacak değişim, reseptörü daha duyarlı hale getirebilir, zira ilgili kimyasal (örneğin; hormon, nörotransmitter, parakrin faktör vs.) reseptöre çok daha kolay ve hızlı bağlanır. O kimyasalın düşük konstantrasyonlarına bile tepki oluşur. Eğer reseptör fonksiyonunu azaltacak bir değişime uğramışsa bu kez aynı uyarıyı yaratabilmek için aynı kimyasalın daha yüksek konstanrasyonuna gerek duyulur. Tüm bunlar organizmanın tamamında çok büyük değişikliklerdir. Tek bir nokta mutasyonu organizmanın başarısını büyük oranda etkileyebilir.

Kısaca, doğal seçim; bir sistemin başarılı olup olamadığıdır.

Doğal seçim çevresel faktörlere bağlıdır. Seçici özellikler çevre koşullarına göre değişebilir.

Tohumlarla beslenen bir canlı için geniş öğütücü yüzeye sahip azı dişleri faydalıdır. Yırtıcılar için kesici ve delici ön dişler faydalıdır. Aynı tür içinde soğuk bölgelerde yaşayanlar için daha büyük bir beden, sıcak bölgelerde yaşayanlar için daha küçük bir beden faydalıdır.

Tüm bunları belirleyen fiziksel olgulardır.

Mutasyonların rastlantısal doğasını eleyen etken doğal seçimdir.

4) Popülasyon boyutunu (nüfusunu) kısıtlayan etkenler

Bir popülasyonun dar bir alanda, kısıtlı besin ile kapalı kalması rekabeti arttırırır bu da doğal seçimin şiddetini arttırır.

5) Genetik sürüklenme

Genetik sürüklenme gen havuzunda tamamen şansa bağlı olarak gerçekleşen allel frekansı değişimleridir.

Bir orman yangınında bir böcek türü popülasyonunun yarısının öldüğünü düşünelim. Ölen böceklerin genleri gen havuzundan anında çıkacaktır.Böylece kalan alleller için yeni bir sıklık durumu oluşacaktır.

6) Gen akışı

Gen akışı bir popülasyona, diğer bir bölgede yaşayan aynı türün diğer bir popülasyonun bireylerinin katılmasıdır. Böylece popülasyona yeni alleller kazandırılacak ve allel frekansları değişecektir.

Gen akışı özetle göç almak olarak tanımlanabilir.

---

Evrimin temel mekanizmalarını 6 madde halinde saydık. Şimdi bu 6 maddenin bir popülasyonu nasıl etkilediğine bir örnekle göz atalım.

Bir adada yaşayan bir kuş türü popülasyonunu düşünün. Bu kuşlar geniş bir ormanlık arazi içine yayılmış halde yaşıyorlar. Temel besinleri tohumlar, böcekler ve kurtçuklar.

- Bu kuş popülasyonunun dişileri çiftleşme döneminde rekabet içine giren erkekler arasından en iri ve güçlü olanları seçiyorlar.

Bu birinci maddeye örnektir, rastlantısal olmayan eş seçimdir. Bu durumun üç net sonucu vardır.

Birincisi; genel olarak popülasyonun daha güçlü ve iri bireylere eğilimini doğururur. Zaman içinde, nesiller boyu daima en güçlü ve iri olanların genleri aktarılır. Allel frekansları bu yöne kayar.

İkincisi; iriliğili ve güçlülüğü önemli olan erkekler olduğu için seksüel dimorfizm artar. Yani türün erkek ve dişi bireyleri arasında fark oluşur. Nesilden nesile erkekler daha da irileşir.

Üçüncüsü; artan birey boyutu bireyin besin gereksinimini arttıracağı için o alanda barınıp beslenebilecek birey sayısı azalır. Zira besin daha büyük porsiyonlar arasında paylaşılacaktır. Tabi bu tür içi rekabeti de arttırır. Tür içi rekabetin artması doğal seçimin daha çetin olması demektir.

- Bu kuşlardan birinde yağ asitlerinin oksidasyonu ile ilgili bir enzimde bir mutasyon oluşur. Bu kuş daha az miktarda tohumdan daha fazla ve daha hızlı enerji alır hale gelir. Bu durum birey için avantajdır. Bu birey rakiplerine göre daha çabuk gelişir, daha enerjik olur, çiftleşme şansı artar.

Başlangıçta bu mutasyonu taşıyan tek bir birey varken nesiller boyu bu avantajı taşıyan bu bireyin soyu daima avantajlı olur ve bu genin frekansı artar.

- Bu kuşların bir adada yaşadıklarını söylemiştim. Adanın kaynakları kısıtlıdır, bu yüzden belli sayıda bireyi besleyebilir. Bu kuşlar hem kendi türleriyle hem diğer türlerle amansız bir rekabet içinde olacaklardır. Popülasyon boyutu sınırsız şekilde büyüyemez. Birey sayısı aşırı artamaz.

- Diyelim ki adadaki ormanda bir yangın çıktı. Bu yangında kuşların bir kısmı hiçbir özelliğine bakılmaksızın öldü. Bu durumda gen havuzunda tamamen rastlantıya bağlı bir değişiklik oldu. Bu değişikli popülasyonun geleceğini etkileyecektir, zira allel frekanslarındaki değişiklik gelecekteki bireyleri etkileyecektir.

- Son olarak bir fırtınada rüzgara tutulup başka bir adadan bu adaya gelen kuşlar olduğunu düşünelim. Aynı tür oldukları için adadaki kuşlarla çiftleşme şansları vardır. Ancak farklı bir popülasyondan, farklı bir gen havuzundan geldikleri için allel frekanslarını bir anda değiştireceklerdir.

---

Tüm bu anlattıkların doğada ve laboratuvarlarda defalarca gözlemlenmiş, matematiksel modellerini bile çıkartabildiğimiz olaylardır. Bu altı maddenin en az iki üç tanesi her an her popülasyonu etkisi altında tutar. Yani eş seçimi rastgele olabilir ama mutasyonlar ve doğal seçimden muaf bir canlı yoktur. Evrimden muaf bir canlı yoktur.

[Rochader 0]

Evrimi Anlamak

SAYGILAR

[haci 0]

Burada biz evrimi şöyle tanımlıyoruz..

evrimin bilimsel tanımı allel frekanslarının değişimidir.

Bu eksik bir tanımlama. Yanlış değil ama eksik.

Evrimin bu tanımı için minumum tanım deniyor. O yüzden yeterli değil.

Ateistforumun daha güvenilir bir evrim tanımına ihtiyacı var.

Aşağıdaki tanımı teklif ediyorum.

Kaynak:

http://sandwalk.blogspot.com/2007/01/what-is-evolution.html

One of the most respected evolutionary biologists has recently defined biological evolution as follows:

Biological (or organic) evolution is change in the properties of populations of organisms or groups of such populations, over the course of generations. The development, or ontogeny, of an individual organism is not considered evolution: individual organisms do not evolve. The changes in populations that are considered evolutionary are those that are ‘heritable' via the genetic material from one generation to the next. Biological evolution may be slight or substantial; it embraces everything from slight changes in the proportions of different forms of a gene within a population, such as the alleles that determine the different human blood types, to the alterations that led from the earliest organisms to dinosaurs, bees, snapdragons, and humans.Douglas J. Futuyma (1998) Evolutionary Biology 3rd ed., Sinauer Associates Inc. Sunderland MA p.4

Mart 14, 2009 tarihinde mantik tarafından düzenlendi
Düzenlendi ve iki mesaj birleştirildi