Charles Darwin’in meşhur “Türlerin Kökeni” isimli yapıtının yayınlanmasının üzerinden bir buçuk yüzyıl geçti. Bu süre içinde evrim kuramı sürekli sorgulandı. Darwin genetik ve moleküler biyoloji konusunda hiçbir şey bilmemesine rağmen modern biyoloji bu büyük bilim adamının şaşırtıcı fikirlerini hep doğruladı.
Ne var ki bugün evrim biyolojisinin hâlâ yanıtlayamadığı sorular var. Saygın bilim dergisi New Scientist bunların içinden önemli bulduğu 5 tanesini seçerek, en son bulguların ışığı altında uzmanlardan bunları yanıtlamasını istedi. Aşağıda bu sorulara 5 bilim adamının verdiği yanıtları kısaltılmış şekliyle bulacaksınız.
1.Soru
Yaşam nasıl başladı?
Bu soruyu Glaskow’daki Scottish Üniversities Çevre Araştırmaları Merkezi’nden Michael Russell yanıtladı.
4 milyar sene önce, nükleer ve yerçekimsel enerji Dünya’nın içini kavururken, dışı asteroid darbeleri altında delik deşik olmuştu. Doğal olarak bu ortamda canlıların yaşaması olası değildi. Her şeye rağmen hayat başladı. Pek çok bilim adamı ”vivosentrik” bir yaklaşımla bu olağanüstü olaya açıklık getirmek istediler.
Bu yaklaşımın amacı, bugünün hayat şekillerinden başlayıp, aşama aşama geriye doğru giderek organik yapı malzemelerinin kökenini bulmaktı. Bana kalırsa bu yaklaşım başarısızla sonuçlanmaya mahkumdu, çünkü bu bakış açısı ilk Dünya’nın jeokimyasını dikkate almaz ve yaşamın ortaya çıkış nedenini gözardı eder.
Şikago Üniversitesi’nden Stanley Miller ‘ın proteinlerin yapı taşı olarak bilinen amino asitleri yaratmasının üzerinden 50 sene geçti. Metan, hidrojen ve amonyağı, kapalı bir cam gereç içinde ısıtan Miller, daha sonra karışımı elektrik kıvılcımı ile hareketlendirdi. Bu deneysel çalışma, kavurucu bir Dünya’da yaşamın bir yıldırım düşmesi ve morötesi radyasyonla başlamış olabileceğiiddiasını doğrulayan bir kanıt olarak ele alındı.
Ancak bugün insanlar proteinlerin ilk başta varolduğuna inanmıyor. Bugün geçerli olan düşünceye göre hayat bir RNA dünyasında başladı. Ve bu dünyada RNA’ların sadece bilgi taşıyıcı olarak değil, ilk denizlerdeki organik bileşimlerden yararlanarak, yaşamın reaksiyonlarını katalize eden ilkel enzimler olarak davrandığı düşünülüyor.
Ne var ki okyanusların, hayat için gerekli olan organik molekül konsantrasyonunu sağlamış olma olasılığı çok düşük. Kuramcılar bu soruna çözüm oluşturabilecek değişik düşünceler ortaya atıyor. Bazıları yaşamın kuru bir kara parçasında, -dönemsel olarak buharlaşan bir gölette- başlamış olabileceğini ileri sürerken, başkaları okyanusların donup, gerekli molekül konsantrasyonunun artakalan sıvıda birikmiş olabileceğini ileri sürüyor.
Diğer bilim adamları, metabolizmanın bir kil ya da pirit yüzeyinde iki boyutlu başlama olasılığından söz ediyor ve bu iki boyutluluğun lipidlerin hücre zarı olarak kendilerini örgütleyinceye kadar sürdüğüne inanılıyor. İddialar bunlarla sınırlı değil. Uzayın dört bir yanında yaşayan organik moleküller hayatı başlatmış olabilir. Bunlar göktaşlarının üzerinde Dünya’ya inmiş, okyanus yüzeylerinde birikerek, organik reaksiyonların meydana geldiği küçük kesecikler oluşturmuş olabilir.
İnandırıcı değil
Ben bu kuramların hiçbirini inandırıcı bulmuyorum. Benim görüşüme göre yaşamın kökeni biyolojik değil, jeolojik. Evrim ağacını köklerine doğru irdelemek yerine, kökten başlayarak yukarı doğru çıkmakta fayda var. Bu arada ilk Dünya’nın jeolojik yapısını hesaba katmak gerekiyor.
Evrenimizde, yapılar eldeki malzeme ile inşa edilir. Bu süreçte enerji bir düzeyden diğerine geçiş sırasında azalırken, entropi (herhangi bir sistemin evrenle beraber düzensizlik ve etkisizliğe doğru olan eğilimi) çoğalır.
Dolayısıyla yaşamın kökenlerini ortaya çıkartma çabalarımızda, ilk Dünya’yı oluşturan malzemenin ve enerjinin yaşam-benzeri bir yapıyı oluşturmak için nasıl biraraya geldiğini sormamız gerekir; hangi termodinamik ve kimyasal reaksiyonların söz konusu olduğunu, atık ve aşırı ısıdan nasıl kurtulduğumuzu öğrenmemiz gerekir.
Özetle, yanıt bulmamız gereken soru şu: Kendi kendini düzenleyen elektrokimyasal bir aracın, birkaç milivoltluk bir enerjiyle, redoks reaksiyonlarından yararlanarak, aynı anda çoğalarak ve dışkı atarak nasıl varolduğunu çözmemiz gerekir.
Başlangıç noktası
İlk Dünya yaşamın başlangıç noktası olarak iki adet saha adayı sunuyor. Biri okyanus sırtlarındaki asidik pınarların içindeki mineral tortul birikimleri; diğeri deniz tabanındaki alkalin sızıntıları. Bu iki tip pınar daha soğuk, karbonik okyanus tabanına sürekli olarak malzeme ve enerji taşır.
Ayrıca bu iki ortam da bugün bile canlı organizmaların yaşamasına uygun alanlardır. Ama bana göre pek çok nedene bağlı olarak okyanus sızıntıları yaşamın başlangıç noktası olmaya daha yatkın. Bir kere bu okyanus sızıntıları dayanılabilir bir sıcaklık olan 75 derecedir.
Oysa asidik pınarlarda sıcaklık 350 dereceye kadar çıkar ve burada organik moleküller yaşayamaz. Ayrıca alkalin sızıntılar organik moleküllerin eriyebilirliklerine uygundur. Ve alkalin sızıntıların asidik okyanus sularıyla birleştiği noktada daha çok enerji bulunur. Çünkü denizden gelen protonlar, sızıntıdaki elektronları güçlendirir. Sonuçta toplamda ortaya yarım voltluk akım çıkar. Bu da metabolizma için yeterlidir.
Yaşam eski alkalin sızıntılarda başladıysa neye benziyor olabilir? Bana kalırsa bu ilk şekil hareketsiz demir sülfid bölmeleri şeklindeydi. Bunlar yarı geçirgen, yarı iletken olmakla birlikte, reaksiyonları katalize edebilecek özellikteydi. Ayrıca demir sülfid zarlar organik zarların öncüsü, atası olabilir. Daha da önemlisi bunlar moleküler yapı bloklarını biraya getirmiş olabilir. Dolayısıyla yaşamın kimyasal reaksiyonlarının olması için ideal bir ortam oluşturuyordu.
Bu demir sülfid bölmelerinin içinde hidrojen, amonyak ve siyanür kaynayıp durur. Bunların birarada reaksiyona girmesi için gerekli olan enerji, derece derece değişen elektronlardan sağlanır. Sonuçta şeker, ribonükleik asitler ve amino asitler oluşur.
Eğer demir sülfid bölmeler Dünya’da hayatı başlatacak yapı taşlarının biraya gelmesi için yeterli ortamı sağladıysa, evrendeki herhangi bir gezegende nemli, kayalık ve güneşin aydınlattığı ortamlarda aynı rolü oynamıştır. Dolayısıyla sıvı suyun bulunduğu her yerde hayat oluşabilir.
2. Soru
Mutasyonlar evrimi nasıl gerçekleştirdi?
Bu soruyu University College London’dan Andrew Pomiankowski yanıtladı.
Genetik mutasyonlar evrimin hammaddesidir. Ama hangi tip mutasyonların önemli olduğunu belirtmek gerekir. Eskiden beri biyologlar genlerdeki değişiklikler üzerinde durmayı seçim eder. Bu da protein kodlarının DNA dizilimidir. Son yıllarda kabul gören görüş şudur: Mutasyon sonucunda, amino asit dizilimi biraz değişik proteinler oluşur.
Proteinler organizmaya hayatta kalma avantajı sağlar. Ne var ki pek çok gen diziliminin değişimi milyonlarca senede ama gerçekleşir. Bu yavaşlıkta seyreden bir değişim, morfolojik ve davranışsal evrimi yaratmış olabilir mi?
Ben ve benim gibi gelişim biyologları en son yıllarda buna alternatif oluşturan bir görüş ortaya attı. Bu görüşe göre evrim konusunda en önemli rolü oynayan unsur, DNA’nın gen ifadesini düzenleyen bölgesindeki mutasyonlardır.
Aykırı yollar var
Son 10 senede bu konuda gerçekleştirilen en önemli keşif, değişik hayvan grupları arasındaki ortak gelişim genetik yollarıdır. Klasik örnek ”Hox” genleridir. Hox genleri sorumludur. Bunlar ilkin meyve sineklerinde keşfedildi. Ama balıklarda, kurbağalarda ve insanlarda da aynı gen bulundu. Bu organizmalarda vücut şekli değişik olmakla birlikte, Hox geninin dizilimi birbirinin aynısıdır.
Daha da önemlisi, Hox genlerinin uzak türler arasında değiş tokuş edilmesidir. Bundan da şu sonuç çıkıyor: Evrim, aslında genleri korumaya alıyor. Ama aralarındaki etkileşimle oynayarak meyve sineklerinden insanlara dek çok değişik türlerin oluşumunu hazırlıyor.
Gen ifadesini denetim eden sistemlerin biri ”cis-regülasyonudur”. Cis-regülasyonu, transkripsiyon faktörleri olarak bilinen proteinlerin, DNA’nın “promoter bölgeleri”ndeki genlerine bağlanmasıdır. Her promoter’ın çoklu bağlanma siteleri vardır. Transkripsiyon faktör bağlama, genleri açık ya da kapalı konuma getirir. Bunun sonucunda gen ifadesi gelişim sırasında denetim edilir.
Ayrıca transkripsiyon faktör bağlama, organizmanın aynı genlere sahip olmakla beraber değişik şekillere dönüşmesine izin verir. Sonuçta ortaya az değişik proteinler çıkar. Sözgelimi embriyo evresinden yetişkine dönüşmek ya da dişi/erkek form değişikliği gibi. Şimdi artık, cis-regülasyon’un gelişim için çok önemli olduğu biliyoruz.
Son yıllara kadar genlerin birbiriyle nasıl iletişim kurduğunu bilmiyorduk. Ama en son araştırmalar genler arasındaki iletişim ağını yavaş yavaş aydınlatıyor. Bu bilgilerin ışığı altında mutasyonların şekil ve işlev açısından ne biçimde uyum sağladını anlayabiliyoruz. Ama bu konuda temkinli davranmakta yarar var.
Tüm bilim dallarında yeni bulguları abartma eğilimi vardır. Gen ağlarındaki evrimsel değişikliklerin, morfolojik evrimi tetikleyen en önemli güç olduğu iddialarını değerlendirirken kuşku payı bırakmakta yarar var. Kuşkusuz, genlerin iç mutasyonlarının ve yeni gen mutasyonlarının evrim konusunda çok önemli rol oynadığını biliyoruz. Ayrıca bundan böyle gen dizilimi konusundaki fonksiyonel değişiklikleri izleyebiliyoruz.
3. Soru
Yeni türler nasıl oluştu?
Bu soruyu İngiltere’deki Hull Üniversitesi’nden George Turner yanıtladı:
Son günlere kadar türlerin nasıl oluştuğunu bildiğimizi sanıyorduk. Bu sürecin popülasyonların tecrit edilmesiyle oluştuğu inancı yaygındı. Popülasyonlar ciddi bir ”gen darboğazı”ndan geçerse çeşitlenme başlıyordu. Sözgelimi hamile bir dişi, uzak ve izole bir adaya gider ve doğan çocuklar birbirleriyle çiftleşirse yeni bir tür doğabilir.
“Kurucu etkisi” adı verilen bu modelin güzelliği laboratuvarda test edilebilme olasılığıydı. Ne var ki gerçek yaşamda bunu kimse başaramadı. Evrim biyologlarının çabalarına rağmen, kimse kurucu popülasyondan yeni bir tür yaratmayı başaramadı. Dahası, bildiğim kadarıyla, küçük organizmaların yabancı ortamlara bırakılması sonucu yeni türler oluşmadı.
Son günlerde çabalar başka bir yöne yoğunlaştı. Biyologlar çeşitliliğin coğrafi tecritten kaynaklandığına inansa da bu bağlamda “şans” ve küçük popülasyon kavramları geçerliliğini yitirdi. Artık biyologlar, türleri hızlı bir biçimde değiştiren aykırı yolları incelemeyi seçim ediyor.
Etkili olan belli başlı güçler ekolojik seleksiyon (Değişen çevre koşullarına uyum çabaları sonucunda ortaya yeni türler çıkar) ve seksüel seleksiyondur (Değişen cinsel tercihler popülasyonda değişiklik yaratır). İşte en kritik soru bu iki gücün önemi üzerine yoğunlaşıyor.
Ekolojik seleksiyona en güzel örnek ”paralel çeşitlenme” olgusudur. Burada aynı türler, birbirinden bağımsız şekilde, benzer çevresel koşullara tepki olarak, değişik mekânlarda ortaya çıkar. Buna en iyi örnek Kanada göllerinde yaşayan dikenli balıktır (gasterostus).
Kanada’daki göllerde iki çeşit dikenli balık bulunur. Biri dipteki yiyeceklerle beslenirken, diğeri planktonlarla beslenir. Mitokondriyal DNA’larının (mtDNA) incelenmesi sonucu bu iki türün paralel çeşitlenme sonucu ortaya çıktığı anlaşıldı.
Bu bulgular, “simpatrik çeşitlenme” denilen yeni bir oluşumu da ortaya çıkarttı. Burada çeşitlenme coğrafi tecride bağlı değildir; melezleşme söz konusudur. Tecrit çeşitlenmesini savunanlar bu görüşe karşı çıksalar da mtDNA çalışmaları simpatrik çeşitlenmeyi destekliyor. Bazı biyologlar melezleştirme sürecinin yeni türlerin oluşumunda önemli bir rol oynadığını düşünüyor.
Kuram olarak, bir türün paralel evrim sonucu mu, seksüel seleksiyon sonucu mu yoksa melezleştirme sonucu mu ortaya çıktığını ”çeşitlenme genleri” ne bakarak test edebiliriz. Çeşitlenme genleri, değişik organizmaları birbiriyle karıştırarak üretme olasılığını ortadan kaldırır.
Her gün yeni bir genom diziliminin çözümlendiği en son dönemlerde, biyologlar bir gün bu tür genleri keşfedeceklerini umuyor. Ayrıca genlerin ifade farklılıklarının daha çok incelenmesi sonucu çeşitlenmeyi daha iyi anlayabileceğiz.
Bana kalırsa çeşitlenme nedenlerini araştırırken en uygun yöntem Mendel tipi çapraz eşleştirmedir. Dolayısıyla çeşitlenmenin tek bir genden mi yoksa bir çift genden mi -erkeğin kur yapması ve dişinin bu sinyale yanıt vermesi gibi- kaynaklandığı netlik kazanabilir. Pek çok bilim adamı bu yöntemin genel tabloyu açıklamakta yetersiz kalacağını iddia etse de, çeşitlenmesini yeni tamamlayan türleri incelemenin en doğru yöntem olduğunu düşünüyorum.
4. Soru
Evrim tahmin edilebilir mi?
Bu soruyu Oxford Üniversitesi’nde ve Yeni Zelanda’daki Auckland Üniversitesi’nde çalışan Paul Rainey yanıtladı:
Son yıllarda yitirdiğimiz Stephen Jay Gould ‘a göre evrim, gelişigüzel ve seçici güçlerin sürekli olarak birbirleriyle etkileşimi sonucu ortaya çıkar. Gelişigüzel unsurların (mutasyon, rekombinasyon ve göç) ve stokastik unsurların (hedefe ulaşmak için uygun olasılıkları seçme işlemi-eş bulma olasılığı gibi) varlığı, evrimin tekrarlanamadığını, tahmin edilemediğini, hatta hiçbir kuralın geçerli olmadığını ortaya koyar.
Ancak, Darwin’in net bir biçimde belirttiği gibi, beklenmedik bir olay ile doğal seleksiyon yan yana, beraber etkili olabilirler. Aslında Darwin’in doğal seleksiyon kuramının öngörüsü şudur: Organizmalar çevrelerine uyum sağlar.
Olasılık çerçevesi
En önemlisi, Darwin’in kuramına dayanarak yapılan bütün tahminler olasılık çerçevesi içinde ele alınır. Bu bağlamda spesifik bir olaya karşı bütün olasılıkları öngörmek gerekir. Burada en önemli sıkıntı, bütün olasılıkların hiçbir zaman hesaba katılamamasıdır.
Bugünün evrim biyologları “yasaları” fizik bilimindeki yasalar gibi ele almasalar da -Darwin ve başka 19.Yüzyıl biyologlarının yaptığı gibi- evrimle ilgili kimi temel kuralların varolduğuna dair somut kanıtlar elde ediyor. Evrimsel değişikliklerin mekanizması daha iyi anlaşıldıkça, kimi sonuçların olası başka sonuçlardan daha olası olduğu görülüyor.
Tarihsel olasılıklara bir göz attığımızda, Gould’un iddiasına kesin bir yanıt getirmek olası değil. Ama işe başlarken, biyolojik sistemlerin temel yapıları hakkında elde ettiğimiz bilgilerin ışığı altında, evrimin nereye varacağına dair tahminlerde bulunabiliriz.
Şimdiden organizmaların çevrelerine nasıl uyum sağlayacağına dair öngörülerde bulunabiliyoruz. Dolayısıyla gelecekte olası değişikliklere dair kantitatif (nicel) tahminlerde bulunmak da olası olabilir.
5. Soru
Tanrı’nın evrimle ilgisi ne?
Bu soruyu İngiltere’deki Liverpool Üniversitesi’nden Robin Dunbar yanıtılyor:
Pek çok insan, bu konuda meşhur bilim felsefecisi Karl Popper ile aynı fikirdedir. Popper’a göre din metafiziğin dünyasına aittir; bilimsel sorgulamaya tabi tutulamaz. Biyologların çoğu bu görüşe katılarak Tanrı konusunu tartışmaların dışında tutar.
Ancak din ve tanrıların kişi davranışı üzerinde çok büyük etkisinin olduğunu yadsımak da doğru değildir. İşte bu sebeple ben ve benim gibi düşünen biyologlar, dinlerin niçin varolduğunu ve kişi evriminin hangi noktasında devreye girdiğini araştırmaya başladık.
İnsanlar hayvan standartlarına göre çok tuhaf bir özellik sergiler. Bu özellik içinde bulunduğumuz topluluğun isteklerini kabullenme konusunda gösterdiğimiz olağaüstü arzu, hatta bu yolda canımızı bile vermeye hazır durumda olmamızdır.
Bu düzeyde bir özveri başarının anahtarıdır. İnsanlar, kollektif çözümlerden yola çıkarak kendi küçük dünyalarıyla sınırlı kişisel sorularına yanıt getirmeye çabalarlar. Bu çözümün yararlı olabilmesi için kişiler kısa vadeli kişisel çıkarlarını uzun vadeli kazançlarıyla değiş tokuş etmeyi öğrenmek zorundadır. Ve gruba uyum sağlama özelliği bizi başka bir tehlikeyle karşı karşıya bırakır. Bu tehlike, topluma ait olma özelliğinden yararlanıp, bunun bedelini ödemek istemeyen parazitlerdir.
Tabi ki bu asalakları durdurmanın yolları vardır. Biri, yasalar yardımıyla denetleme, ikincisi toplumsal terbiye kurallarıdır. Ama bu iki yöntem de bir yere kadar yararlıdır: “Benim yaptıklarımı senin onaylayıp onaylamaman beni ilgilendirmez. Ben kazancıma bakarım” şeklinde düşünenlere bu iki yöntem etkili olmaz.
İşte bu noktada din devreye girer; kontrolumuzun dışında kimi güçlerin müdahale etme olasılığı insanlarda tedirginlik yaratır. Dinin yarattığı ceza sistemi herhangi bir sivil kuruluşun uygulayacağı cezadan daha ağırdır. Ama bu sistemin çalışması, insanların doğaüstü bir dünyanın varlığına inanmasına bağlıdır.
İşte bu aşamada türümüze özgü olan bir özellik önem kazanır. Bu, kişi beynini okuma yeteneğidir. Buna “Aklın teorisi” diyebiliriz. Bu kuramı şu cümleyle açıklayabiliriz: “Senin ve benim ahlaklı davranma arzusu duyduğumu bilen doğaüstü bir varlığın varolduğunu sandığına inanıyorum.” Bu düşünca tarzı, dini doğaüstü kişisel inançların ötesine geçirerek, herkesin paylaştığı toplumsal bir fenomen haline getirdi.
Beynimiz tanrıları ve dinleri yaratmamıza izin veriyor. Ama bu, büyük beyinlerin tesadüfen ortaya çıkarttığı bir yetenek midir? Yoksa uyum kaygısı sonucu mu ortaya çıkmıştır? Benim çalışmalarımdan çıkarttığım sonuçlara göre insanların da dahil olduğu primatlarda neokorteksin hacmi -özellikle frontal lob- doğrudan grubun büyüklüğne ve sosyal yeteneklere bağlı olarak değişir.
Başka bir deyişle, beynin boyutlarının evrimi, geniş grupların içinde istikrarı sürdürebilecek sosyal yeteneğe bağlı olarak gelişir. Söz konusu insanlar olduğu zaman, bu toplumsal uyum çabalarına din de dahildir.
Dinin büyük ölçüde zihinsel güce gereksinim duyduğu gerçeğinden hareketle, dinin ne zaman evrimleştiğini sorabiliriz. Dinsel inançları destekleyecek zihinsel gelişime, evrimsel tarihimizin en son dönemlerinde eriştiğimizi söyleyebiliriz.
Dinin, yarım milyon sene ilkin Homo sapiens’in ortaya çıkışından ilkin başlaması olanaksız görünüyor. Bu tarih büyük bir olasılıkla modern insanın 200.000 sene ilkin ortaya çıkışına denk gelebilir. Aynı dönem lisanın da ortaya çıkışına rastlıyor. Kaldı ki dinin varlığı büyük ölçüde lisana bağlıdır.
Tabi ki din ödül kavramını da beraberinde getirir. Dini yasaklar toplum krallarına uyumu sağlamakla birlikte, dinsel faaliyetler grubun bir parçası olma duygusunu da yaratır.
Son yıllarda sinirbilim beyindeki “Tanrı-noktası”nın yerini buldu. Bu bölge varlığımızın uzamdaki yeri ile ilgili duyulardan ve “evrenle tek vücut olma” duygusundan da sorumlu.
Fakat gruba bağlılığı pekiştiren ön önemli araç endorfinler. Bu beyin salgısı, vücut stres altında olduğu zaman salgılanır. Pek çok dinsel törende dövünme, dans ve ilahilerden oluşan uzun ayinler sonucunda endorfinin salgılanması tesadüf değildir. Endorfinlerin uyuşturucu etkisi insanlarda rahatlama ve aynı deneyimi paylaşan grup bireyleriyle yakınlaşma duygusu uyandırır.
Dolayısıyla dinler, asalakların toplumsal yaşamın bütün avantajlarından hiçbir bedel ödemeden yararlanmasını önlemek için büyük beyinler tarafından yaratılmıştır. Ama dinsel faaliyetler, doğal dünyanın acımasızlığına karşı toplumsal dayanışmayı artıran yararlı etkinliklerdir.
Kaynak: “EVRİM ile ilgili 5 soru 5 yanıt”, Cumhuriyet Bilim Teknik, 5.7.2003, New Scientist’ten Reyhan Oksay çevirisi, 14 Haziran 2003
Bilim Bilmek
Kaynak: http://kozmopolitaydinlar.wordpress.com/2013/09/02/evrim-teorisi-ile-ilgili-5-soru-5-yanit/
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder