16. Mayıs 2016

Neden Mor Renkte Memeli Yok?

Bu soru ile ulaşmaya çalıştığımız cevap, neden gerçekte bazı hayvan gruplarında veya sınıflarında bir takım renklerin çok daha az görüldüğü veya hiç görülmediğidir. İçinde insanların da bulunduğu hayvanlar alemi, çok geniş bir renk kartelasına sahiptir. Yaygın olarak bulunan bir takım renklere karşın bazı sınıflarda bazı renkler oldukça az görülür veya hiç görülmez. Ucu açık bir açıklama gibi görünse de, genel anlamına bakıldığında çoğunlukla ağaçların üzerinde yaşayan kuşlar sınıfının, genellikle toprağın üzerinde, suda ve bazılarının da toprağın altında yaşadığı memeliler sınıfına göre çok daha renkli olabildiği hemen göze çarpacaktır.

Canlı ve cansız hayatın tümünde renkler; pigmentlerin belli dalga boyundaki ışıkları absorbe edip diğerlerini geri yansıtması ve eğer varsa aynı yerde bulunan birbirinden farklı pigmentlerin kombine olarak işlemesi veya yüzey moleküllerinin organizasyonundan dolayı yüzeye çarpan ışık ışınlarının saçılması sonucu oluşmaktadır. İkinci renk oluşum biçimi aynı zamanda yüzeye bakış açımıza da bağlıdır. Çünkü yüzeyin farklı noktalarına çarpan ışıklar, moleküler organizasyona bağlı olarak pürüzlere çarpabilir, moleküllerin farklı kısımları ile karşılaşabilir ve doğal olarak farklı yönlere farklı dalga boylarındaki ışıklar olarak saçılır.

kuslarda-tuy-rengi-bilimfilicom — Solda yukarıdan aşağıya doğru, keratin üst yüzey, melanin pigment rodülleri ve keratin alt yüzeyler, katmanlar olarak isimlendirilmiş. Gelen ışığın yüzeye göre saçılımının değişimi aynı zamanda renklerin algılanmasında görüş açısındaki değişimin etkisi gösteriliyor. Telif : Andrew Leach

Kuşlarda Renkler

Kuşların renkli bir hayvan sınıfı olması, yoğun tüylü oldukları için ışığın çok değişken olarak saçılmasına bağlı olduğu gibi aynı zamanda vücutlarında bulunan veya bulunabilen melanin, karotenoid ve porfirin pigmentlerine de bağlıdır. Tam da bu noktada hayvanların yaşadıkları bölgeye, beslenme, barınma ve hayatta kalma parametreleri ile evrimsel olarak bağlı olduğunu söylemek gerekir. Buna örnek olarak kuşların, yalnızca bitkilerde sentezlenen karotenoid pigmentini besinlerinden aldığı ve bu pigmentlerin yüzeydeki hücrelere ulaşması ile de sarı-turuncu renklere büründükleri gösterilebilir.

Besinlerden alınan pigmentlerin dışında memelilerin de melanosit adı verilen hücrelerde çokça; diğer tüm hücrelerde de bir noktaya kadar sentezlenen melanin pigmenti, sentezlendiği veya ulaştığı bölgeye koyu sarı, açık kahverengiden, siyaha kadar renkler verebilmektedir. Porfirinler ise, aminoasitlerin modifiye edilmesi sonucu farklı özelliklerde oluşan pigment grubudur. Ancak bilinen büyük çoğunluğu, ultraviyole (mor ötesi) ışınlara maruz kaldığında koyu kırmızı renk vermekle birlikte, yeşilin birçok tonu, mor, pembe ve kırmızı tonları yine porfirinler ile elde edilir.

Pigment Karışımı

Tüm bu pigmentlerin kombinasyonu, deri ve tüylerdeki yüzey moleküllerinin organizasyonu ile birleştiğinde hayvanlar aleminin mevcut renkli dünyası ortaya çıkmaktadır. Eğer sorumuza dönecek olursak; neden mor, mavi veya yeşil renklerde memeli bulunmadığına birden fazla cevap vermek mümkündür.

Öncelikle, ‘memelilerde bu renklere asla rastlanmaz’ demenin doğru olmayacağını belirtmek gerekir. Örneğin köpeksi maymunlar ailesinden bir primat olan mandriller, özellikle genital bölgelerinde ve arkalarında çoğunlukla mavi olmak üzere pembe, mor, açık kırmızı renkli tüyler bulundurmaktadır. Esasında, hayatta kalma, kamuflaj ve eş bulma (veya eş olarak tercih edilme) gibi güdüler dolayısıyla yaygın olan hakim renklerin içinde aynı sebeplerden ötürü bahsi geçen renklerin oluşması, gelişmesi ve kullanılması da anlaşılabilirdir.

Çoğunlukla kahverengi, siyah, beyaz ve toprak tonları renklerden oluşan memelilerin iyi kamufle oldukları kabul edilebilir ancak bu renklerin arasına farklı tüy veya deri rengi serpiştirildiğinde de ne kadar dikkat çekeceği de görülecektir. Dikkat çekmek vahşi doğada çok fazla tercih edilen bir unsur olmasa da, kendi türü içinde de bir o kadar istenen bir durum olabilir.

Canlıların yaşadıkları coğrafyaya göre, evrimsel süreçte işlemekte olan doğal seçilim ile bir takım deri, tüy ve kıl renklerini kazanarak adapte olduklarını ve böylelikle daha kolay hayatta kaldıklarını söylemek mümkündür. Temelde görme süreci kalitesi, kontrast kuvvetine bağlıdır. Örneğin siyah bir yüzeyin üzerindeki siyah bir noktayı tespit etmek herhangi bir ton veya doku farklılığı olmadan mümkün değildir. Görme yetenekleri ciddi değişiklikler gösteren avcılar için de, yaşadıkları ortamın hakim rengi ile oluşturacakları kontrastı geliştirdikleri renk ile azaltmayı başaran hayvanlar zor birere av olacak, dolayısıyla ortam ile zıt renkli canlılar uzun zaman süreleri içinde elenecek, zamanla türün coğrafyaya bağlı olan bir rengi hakim olarak oluşacaktır. Zaman içinde genetik mutasyonlar veya başka bir takım hatalar sonucunda ortaya çıkacak olan kontrast renkli bireyler ise zaman içinde elenecek ve popülasyonun gen havuzu kamuflaj rengi yönünde artış görecektir.

Mavi (Gri) Balina, Pembe Yunus

Bu örneklerden birisi Amazon Nehri Yunusu veya Boto olarak bilinen pembe yunus türü olabilir. Ancak bu tür gerçekten pembe renkte olmamakla birlikte, yalnızca albinodur. Melanin pigmenti sentezleyen genlerin mutasyona uğramış veya bir biçimde inaktive olmuş olması veya resesif olarak aktarılan bir fenotip olan albinoluk, nispeten transparan bir derisi olan bu türün deri altı kan damarlarında dolaşan kırmızı kan dolayısıyla pembe bir görüntü oluşturmaktadır. Bir memeli olarak kanlarındaki hemoglobin ve bu molekülün de yoğun yüzdesi dolayısıyla 2007’de keşfedilen bu tür sıradışı görüntülerin oluşmasını sağlamaktadır.

Keza mavi balina olarak bildiğimiz 30 metreden daha uzun boylara ulaşabilen Balaenoptera musculus türü de, aslında mavi olmaktan çok gri bir tüy rengine sahiptir. Tonların yaşanılan bölgeye göre değişim göstermesi, koyuluk ve açıklık gibi etmenler dolayısıyla görece maviye yakın üyeleri olduğu gibi siyaha yakın koyu gri renkte ‘mavi balinalar’ da mevcuttur. Bu farklılık aslında gerçek bir renk farklılığından çok algısaldır ve isimlendirme gereği diğer balina türlerinden ayrılmasını sağlamaktadır.

Peki Neden Mor Memeli Yok?

Öyleyse sormamız gereken soru şu oluyor: Mor renk veya benzer tonların üretimi memelilerde neden çok düşük? Bu sorunun cevabı da başlı başına bir çalışma alanı olan pigmentasyonda yatmaktadır. Örneğin insanı ele alacak olursak, mor rengin oluşmasından (bilinen anlamda büyük çoğunlukla) sorumlu olan porfirinleri üretecek mekanizmadan yoksun olduklarını söylemek mümkündür. Şöyle ki; porfirin biyosentezi çok fazla enzimatik reaksiyon sonucunda ortaya çıkan bir son ürün ve bu son ürünün pigment olarak işlev görmesi dolayısıyla deri, tüy ve kıl rengi için -özellikle de fotosentetik olmayan canlıların tamamında- büyük önem arz etmektedir. Bu noktada son ürün değiştikçe, çok nadirde olsa görülen farklı renklerdeki (elbetteki beslenme alışkanlıkları ve yaşadıkları ortam gibi faktörlerin de etkisi dahilinde ve/veya haricinde) kuş, memeli, sürüngen, böcek, yumuşakça ve protozoa oluşabilmektedir.

Ne var ki, memeliler porfirinlere yabancı da değildir. Örneğin, kanımıza kırmızı rengini veren hemoglobin bir porfirin olmakla birlikte doğal olarak bulundururuz. Aminoasitlerin deaminasyonu ve takip eden karmaşık birbiyosentez sürecinin son ürünü insanlarda, protoporfirin IX olarak bilinen bir moleküldür ve demir ile birleşerek ‘heme’ (hemoglobin bileşeni) yapısını oluşturur. Burada bahsettiğimiz biyosentez, vücutlarımızda bulunan bakterilerden tüm ileri canlıların sıradan hücrelerine kadar birçok hücre tipi içinde – genetik olarak izin verdikleri ve sentezledikleri enzimlere göre- farklı biçimlerde ve sıklıklarda gerçekleşmekte (veya gerçekleşmemekte) ve sonucunda mor, pembe, mavi ve parlak yeşil gibi bir takım renklerin oluşmasına (veya oluşamamasına) sebep olmaktadır.

Elbette farklı renkler için söylediğimiz bu duruma karşın, memeliler sınıfı için yaygın olan pigment melanin (eumelanin ve pheomelanin) pigmentidir. Bu pigmentin de farklı yüzdelerde, sıklıklarda ve miktarlarda sentezlenmesi, fazlalığı veya eksikliği çok farklı renklerin oluşabilmesine sebep olmaktadır. Albino olarak bildiğimiz beyaz tenli, beyaz kıllı insanlardan, sarıya yakın deriye, kahverengiden, siyaha varana kadar birçok deri ve saç renginin; mavi, yeşil veya eladan, siyaha kadar oluşan göz renklerinin sorumlusu da memeliler için bu pigmenttir.

Hem porfirin biyosentezini çok değişken biçimde işletememek, hem kamuflaj gibi yaşamsal unsurlar hem de genetik olarak hakim pigmentin melanin olması (diğer pigmentlerin inaktif de olsa genomumuz içinde bulunup bulunmadığı, hangilerinden kaç kopyanın nerelerde bulunabileceği net olarak bilinmemektedir) memelilerde tüy, kıl veya deri rengi olarak mor, yeşil ve mavi gibi soğuk renklerin hakim olarak görülmemesine veya bir takım hayvanlarda sadece bölgesel olarak görülmesine sebep olmaktadır.

Kaynaklar :

Bilimfili,
Cornell Lab, Bird Academy, (2010) How Birds Make Colorful Feathers, https://academy.allaboutbirds.org/how-birds-make-colorful-feathers/
Richard O. Prum, and Rodolfo H. Torres, (2004) Structural colouration of mammalian skin: convergent evolution of coherently scattering dermal collagen arrays, jeb.biologists.org/content/207/12/2157.full.pdf+html

15. Mayıs 2016

Öz Farkındalık Yalnızca İnsana Özgü Değil!

Yeni yapılan bir çalışma, kendinin farkında olma kabiliyetine sahip tek hayvanın insan olmamasının çok muhtemel olduğunu gösteriyor!

Warwick Üniversitesi araştırmacıları tarafından yürütülen çalışmaya göre zihinsel olarak çevreyi algılayabilme kabiliyetine sahip olan insan ve diğer hayvanların en azından ilkel bir benlik bilincine sahip olmaları gerekiyor. Bulgu, çevreyi algıyabilen her hayvanın bir çeşit öz farkındalığının olması gerektiğini ileri sürüyor.

Çalışma; sıklıkla insanların ayırt edici özellikleri arasında görülen öz farkındalığın, insanlığa özgü olmayıp, aksine hayvanlarda da yaygın olabileceğini iddia ediyor. Warwick Üniversitesi Psikoloji ve Felsefe Bölümleri araştırmacıları, hayvanların zihnen çevrelerini algılayabilmeleri için ne gibi kabiliyetlere sahip olmaları gerektiğini keşfetmek amacıyla düşünce deneyleri yaptılar. Çalışmanın ortak yazarlarından, Warwick Üniversitesi Psikoloji Bölümü’nden Profesör Thomas Hills çalışmayı şöyle yorumladı:

“Çalışmada kavranan asıl şey; gelecekteki eylemlerini harekete geçirebilen hayvanların, tasarımladıkları ve aslında gerçekleşen eylemlerin farkını görebiliyor olmaları gerektiğidir. “

Araştırmacılar, sıçanların labirentte yön bulmaları hakkında 1950’lerde yapılan bir çalışmadan ilham aldılar. Sıçanların labirentte bir sonraki adımlarına karar vermeleri gereken noktalarda sıklıkla durup, ilerideki eylemlerini planladıkları gözlendi.

Son zamanlarda yapılan sinirbilim çalışmalarının da gösterdiğine göre, sıçanlar ve diğer omurgalılar bu “seçim noktaları” nda hipokampuslerinin (beynin temporal lobundaki hafıza ve yön merkezi) belirli bölgelerini harekete geçiriyor. Bu bölgelerin, yapılan seçimleri ve bu seçimlerin olası sonuçlarını tetiklediği biliniyor. Profesör Hills ve Profesör Stephen Butterfill, sıçanın “seçim noktaları”ndaki düşünce sürecini açıklamak için farklı betimsel modeller oluşturdu.

Birinci model, Saf Modeli; simülasyon sırasında hayvanların eylemleri engelleniyor. Ancak bu modele göre yorumlamak; hayvanın, tasarımladığı ve gerçekte olan eylemlerin ayrımını yapamaması anlamına geliyor.

İkinci model olan Kendini Gerçekleştirme Modeli, bu sorunu tasarlanan sonuca karşı gerçekleşen tecrübeyi “etiketleyerek” çözdü. Hills ve Butterfill bu etiketlemeye “asal benlik” adını verdi. Profesör Hills, bulguları şöyle yorumladı:

“Bu çalışma çok eski bir soruya cevap veriyor: Hayvanların benlik bilinci var mı? İlk amacımız, hayvanların kendi geleceklerini öngörebildiklerini gösteren son nöral kanıtları anlayabilmekti. Sonuç olarak bunun mümkün olması için ilkel benlik bilincine sahip olmaları gerektiğini anlamış olduk. Aslında insanlar öz farkındalık yeteneğine sahip tek hayvan olmamalı. Ulaştığımız cevap ise şu oldu: Henüz yapmadığı şeyleri yaptığını kurgulayabilen her şey, robotlar bile bileni bilinenden ayırmak zorunda.”

Çeviren: Fatma Topaloğlu (Evrim Ağacı Okuru)

Kaynak:

Phys.org
Thomas Hills, Stephen Butterfill From foraging to autonoetic consciousness: The primal self as a consequence of embodied prospective foraging Current Zoology 61(2):368-381 · April 2015 DOI: 10.1093/czoolo/61.2.368

15. Mayıs 2016

Beyin, Üzüntüyü Azaltmak İçin Ağrı Kesici Salgılıyor!

Michigan Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar, fiziksel acıyı dindirmek için salgılanan kimyasalların aynı zamanda birisi duygusal acı hissettiği zaman da – özellikle sosyal reddedilme durumunda- tetiklendiğini keşfettiler. Bu kavrayış, depresyon ve diğer sosyal anksiyete bozukluklarını tedavi etmede yeni ilaçlar geliştirilmesinin önünü açabilir.

Çalışmada, 18 yetişkinden diğer yüzlerce yetişkinin sahte kişisel profillerine ve fotoğraflarına bakmaları ve duygusal olarak en çok ilgilendikleri insanları seçmeleri istendi. Katılımcılar daha sonra, etkileyici buldukları kişilerin onları reddettikleri söylenmeden önce, PET tarayıcısı olarak adlandırılan bir beyin görüntüleme makinesinin içine konuldu. Bu sırada yapılan beyin taramaları opioid salgılanışını gösterdi. Bu durum, beyin hücrelerindeki mu-opioid alıcılarının uygunluğuna bakılarak ölçüldü. Etkinin en geniş olduğu beyin bölgeleri ventral striatum, amigdala, ortahat talamus ve periakuaduktal gri bölgeleriydi – bu alanların aynı zamanda fiziksel acıyla alakası olduğu biliniyor.

Araştırmacılar katılımcıların, flört profillerinin ve reddedilmenin gerçek olmadığını anladıklarından emin oldu. Buna rağmen, “sahte” toplum içinde küçük düşürülme durumu, hem duygusal hem de bir opioid tepkiyi tetiklemek için yeterliydi. Ayrıca “dirençlilik” (çevresel değişime uyum sağlama yeteneği) adı verilen kişisel bir özellikte yüksek puana sahip insanların, en fazla miktarda doğal ağrıkesici etkinleştirebildiklerini gördüler.

Sosyal reddedilme esnasında pregenual singulat korteks adı verilen bir diğer beyin bölgesinde ne kadar fazla opioid salgılanırsa, katılımcıların reddedilme haberini aldıktan sonra o kadar az olumsuz etkilendiklerini bildirdiler. Adı geçen üniversitede psikiyatri bölümünde Yardımcı Doçent Dr. David Hsu şöyle söylüyor:

“Bu, sosyal reddedilme esnasında opioid sisteminin etkinleştiğini göstermek için insan beynini inceleyen ilk çalışma. Genel olarak opioidlerin, hayvanlarda sosyal endişe ve soyutlanma esnasında salgılandıkları bilinirdi, fakat insan beyninde bunun meydana geldiği yer şimdiye kadar gösterilmemişti.”

Araştırmacılar ayrıca, katılımcılara ilgi gösterdikleri kişinin karşılık verdiği söylendiğinde ne olduğunu sorguladılar. Bu durumda bazı beyin bölgelerinde daha fazla opioid salgılandı. Dr. Hsu bu durumu şöyle açıklıyor:

“Opioid sisteminin hem acıyı azaltmada hem de sevinci artırmada bir pay sahibi olduğu biliniyor. Çalışmamız, aynı zamanda, opioid sistemin bunu sosyal çevrede de yaptığını gösterdi.”

Dr. Hsu, çalışmasını genişleterek depresyonda olanların ya da sosyal anksiyete sahibi olanların veya bunlara eğilimli olanların sosyal reddedilme ve kabul edilmeye nasıl anormal bir opioid cevabı verdiklerine bakmayı umuyor.

Çalışma Moleküler Psikiyatri (Molecular Psychiatry) dergisinde yayınlandı.

Çeviren: Ozan Zaloğlu (Evrim Ağacı)

Düzenleyen: AŞ (Evrim Ağacı)

Kaynak:

DailyMail
D T Hsu, B J Sanford, K K Meyers, T M Love, K E Hazlett, H Wang, L Ni, S J Walker, B J Mickey, S T Korycinski, R A Koeppe, J K Crocker, S A Langenecker and J-K Zubieta Response of the μ-opioid system to social rejection and acceptance Molecular Psychiatry (2013) 18, 1211–1217; doi:10.1038/mp.2013.96; published online 20 August 2013

15. Mayıs 2016

Dendrokronoloji: Ağaç Halkalarının Bize Anlattıkları

Pek çoğumuz, çocukluğumuzda, kesilmiş kütükler üzerindeki halkaları sayarak o ağacın yaşını bulmaya çalışmışızdır. “Dendrokronoloji” en basit tanımıyla ağaç gövdesinin gelişimiyle oluşan yıl halkalarının her birinin oluştuğu tarihi belirleyen, bunları birbirleriyle ilişkilendirerek kronolojik sıraya dizen çalışma yöntemidir. Tanımlama ‘dendros’, ‘chronos’ ve ‘ology’ köklerini kullanmaktadır. Dendrokronoloji ağaç yıl halkalarının taşıdığı bilgileri kullanarak, geçmişte yaşanmış birçok doğa olayının aydınlatılmasında veya geçmişte gerçekleştiği bilinen bir olayın kesin tarihinin belirlenmesinde diğer bilimsel disiplinlere önemli bilgiler sağlar. Örneğin, iklim bilimciler dendrokronolojiyi kullanarak belirli bir bölge için geçmiş yıllara ait yağış ve sıcaklık verilerini belirler, geleceğe yönelik doğal kaynak yönetimi ve planlamasında kullanılabilecek öngörüler oluşturur. Ağaç yıl halkalarının analizine dayanan alt bilim dallarına, ilgi alanlarına göre dendroklimatoloji, dendrojeomorfoloji, dendrohidroloji, dendroekoloji, dendropirokronoloji ve dendroarkeoloji gibi isimler verilir. Ancak ağaç halkalarının neler anlattıklarına geçmeden önce ağacı tanıyalım.

Ağaçlar Hakkında Birkaç Bilgi…

Ağaçlar, floranın odunsu örnekleridir. Yapraklarıyla havadaki karbondioksiti (CO2) solur, kökleri ile çektikleri suyu ve güneşten elde ettiği enerjiyi kullanarak hem kendi ihtiyacı olan karbonhidratları, hem de insan ve hayvan varlığı için yaşamsal olan oksijeni üretirler. Her koşula adapte olmuşlardır: ılıman ve tropik alanlarda, kurak bölgelerde, yağmur ormanlarında, yüksek dağlarda… Onlar her yerdedir. Ağaçlar doğada kendiliğinden üreyip çoğaldıkları gibi, yerleşimleri güzelleştirmek için de yetiştirilir. Saksı içinde yetiştirilen bonsailerden devasa ölçülerdeki sekoyalara kadar her boyuttadırlar. Bazıları diplerine düşen tohumlarıyla yeniden hayat bulur, bazıları meyvelerini yiyen hayvanların dışkılarıyla taşındıkları uzaklarda yeşerir. Bazı türler kanatlı tohumlar geliştirmiştir, onlar rüzgârlarla yayılır ve çoğalırlar. Çoğunluğu yüzyıllarca, bazıları binlerce yıl yaşar. Farkında olmasak da, onlar geçmişimize ait birçok bilgiyi dokularında taşırlar.

Ağaçlar yaklaşık 380 milyon yıl önce, Geç Devonyen Dönemde, dev eğrelti otlarının odunsu dokuya dönüşmesiyle evrimleşmiştir. Odunsu doku bitkinin yaşlandıkça daha dik durabilmesini, daha çok dal oluşturabilmesini ve ihtiyacı olan güneş ışığına ulaşabilmek için rakiplerine göre avantajlı olmasını sağlamıştır. Her mevsim ağacın boyuna uzamasıyla birlikte gövdesi de genişler. Gövde kabuğunun hemen altında çepeçevre kambiyum dokusu yer alır. Kambiyumdaki hücrelerin her yıl büyüme mevsiminde bölünmesiyle, gövdeyi saran ve dışarıya doğru büyüyen yeni bir tabaka meydana gelir. Bu tabaka büyüme halkasını oluşturur ve aynı zamanda uzamakta olan gövdeyi güçlendirmek için çapının da artmasını sağlar.

Canlı ve sulak mevsim olan ilkbaharda köklerden yapraklara taşınan su, yapraklardan toplanan güneş ışığı ve dolayısıyla üretilen besin daha fazla olduğu için, gelişim daha hızlı ve gövdedeki halkalar daha geniş; buna karşın gelişimin zayıf olduğu diğer dönemlerde halkalar daha dar olur. İlkbahar odunu (açık renkte ve geniş) ve yaz odunu (dar, yoğun ve koyu renkte) olarak adlandırılan bu tabakalar birlikte bir yıllık halkayı oluştururlar. Yıl halkalarının her birinin bir diğerinden daha geniş veya daha dar, daha açık veya daha koyu renkte olması, o yıl ağacın bulunduğu gelişim evresi ve çevresel koşullarla şekillenmektedir. İşte tam bu noktada, büyüme halkalarının ardı ardına dizilerek oluşturduğu barkod benzeri açıklı koyulu renk diziliş modeli dendrokronoloji biliminin temel girdisini oluşturmaktadır.

Nedir Bu Dendrokronoloji?

Dendrokronoloji çalışmaları Amerikalı astronom A. E. Douglas’ın güneş lekelerinin bitkiler üzerindeki etkilerini incelerken, yıl halkalarındaki farklılıkların ilgisini çekmesi üzerine 1937 yılında Arizona Üniversitesinde kurulan laboratuvar ile başlamıştır. Sonraki yıllarda yapılan araştırmalarda yağış, kuraklık, yangın, hatta volkanik faaliyetler gibi birçok çevresel faktörün, halka kalınlıklarında, şekillerinde ve renklerinde değişikliklere sebep olduğu belirlenmiştir. Dendrokronoloji, bir ağacın odunundaki bu halkaların oluştuğu yılın belirlenmesi, bu halkaların ardışık diziliminin o bölgedeki diğer örneklerle eşleştirilmesi ve geniş bir zaman dilimini kapsayacak şekilde halka diziliş sıralarının oluşturulması için yapılan çalışmaların bütünüdür. Aşağıda verilen gösterim, dendrokronoloji verilerinin temel olarak nasıl oluşturulduğunu ve nasıl kullanıldığını basitçe anlatmaktadır. Yöntem var olanla bilinmeyenin halka diziliş sıralarının karşılaştırılması, eşleştirilmesi, eşleşme durumunda yeni verilerin de diziye eklenmesiyle oluşur. Bu nedenle, kronoloji olarak adlandırılan, yılları belirlenmiş referans halka dizilişi modelinin oluşturulmuş olması gerekir.

Kronolojinin oluşturulabilmesi için ilk aşamada yaşayan yaşlı canlı ağaçlardan alınan örneklerde yıllık halka genişlikleri ölçülür, tarihlendirilir ve sayısal olarak modellendirilir. Sonrasında o bölgede bulunan devrik ağaç, kütük ve eski yapılarda kullanılan ahşap unsurlardan alınan örnekler aynı işleme tabi tutulurlar. Sayısal modeller birçok istatistiksel eleme ardından birbirleri ile eşleştirilirler. Eşleşen bölümler birbirlerine denk gelecek şekilde, modeller uç uca eklenir ve referans kronoloji oluşturulur. Kronoloji oluşturulduktan sonra, artık yapım tarihi bilinmeyen bir binanın, sanat objesinin, arkeolojik kazı alanının tarihlendirilmesi yapılabilir. Buralarda kullanılmış olan ahşap parçalardan alınan örneklerin benzer şekilde yıllık halka genişlikleri ölçülür ve o örneğe ait takvim yılları bilinmeyen bir kronoloji oluşturulur. Son aşamada ise bu bilinmeyen kronoloji referans kronoloji modeli üzerinde kaydırılarak karşılaştırılır ve hangi döneme ait olduğu bulunur. Eşleşen örneklerin de referansa eklenmesiyle kronoloji tarih öncesi dönemlere kadar uzatılabilir.

Çalışmanın sağlıklı sonuç üretmesi için mümkün olduğu kadar çok sayıda ve geniş bir zamana yayılmış örnek alınmalıdır. Dendrokronolojide temel noktalardan biri uzun ana kronolojiler oluşturabilmek için mümkün olduğunca canlı yaşlı ağaçlardan örnekler almaktır. Canlı ağaçlardan alınacak örnekler için genellikle ‘artım burgusu’ kullanılır. Artım burgusu, gövdeden yaş halkalarının görülebildiği silindirik bir parça çıkarır. Gövdede kalan delik kendini kısa sürede onarır. Artım burgusu ile canlı ağaçlardan örnek alınabildiği gibi yaşlı ölü kütüklerden ve her türlü ahşap dokudan da örnekler alınabilir. Teknolojinin ilerlemesiyle, hataya açık olabilecek artım burgusu ile yaş alma yöntemi, yerini yavaş yavaş x-ışını ile tarayarak yaş alma yöntemine bırakmaktadır. Kronolojinin çok daha eski çağlara kadar uzatılabilmesi için fosillerden de yararlanmak gereklidir. Taşlaşma (petrifikasyon) silisçe zengin bir ortamda ağaçların hücre çeperlerine ve hücre boşluklarına silikat ve kuvars (kuartz) birikmesiyle oluşur. Bu oluşum ahşabın dokusunu değiştirmiş olsa da, yıl halkalarının ölçülebilmesine izin verir.

Tekil bir ağacın incelenmesiyle o ağacın yaşamı boyunca maruz kaldığı çevresel şartları yaklaşık olarak kestirmek mümkündür. Ancak daha eski dönemlere gitmek veya arkeolojik bir buluntuyu karşılaştırma ile tarihlendirmek gerektiğinde daha çok sayıda veriye ihtiyaç duyulmaktadır. Bununla birlikte yıllık halka kalınlıklarını etkileyen tek faktörün iklimsel değişiklikler olmadığı unutulmamalıdır. Bir coğrafya ve dönemin klimatolojik verilerini oluşturmak için geniş bir alandan toplanan çok sayıda örnekle çalışarak, toplanan verileri istatistiksel yöntemler kullanarak yaş, yetişme ortamı verimliliği, diğer ağaçlarla komşuluk ilişkileri, bakı, denizden yükseklik, toprak yapısı ve genetik yapı gibi faktörlerin etkisinden arındırmak gerekmektedir. Ayrıca olumsuz iklim koşulları ya da böceklerin yol açtığı hastalıklar gibi nedenlerle göv¬dede yeni halkalar oluşmayabilir. Bir diğer durumda ise halkalar gövdenin sadece bir kesitinde oluşur. Ağaç gövdesindeki ek¬sik ya da hatalı halkaların varlığı, aynı bölgedeki diğer ağaç gövdeleri ile yapılan karşılaştırmalar sonucunda anlaşıla¬bilir. Kronolojinin oluşturulabilmesi için her bir örnekten alınan halka genişlik değerleri tarihlendirilerek sayısal verilere dönüştürülmekte, diğer örneklerden alınan verilerle eşleştirilmekte, bilgisayar yazılımları kullanılarak regresyon analizleriyle istenmeyen etkilerden arındırılmaktadır. Güvenilir istatistiksel analizler yapabilmek için, her alandan 20 ağacın seçilmesi ve hataların indirgenmesi için genel olarak her ağaçtan iki örnek alınması önerilmektedir.

Dendrokronoloji, yarı kurak ve kurak alanlar gibi iklim değişikliklerinin sert yaşandığı bölgelerde daha etkin sonuçlar üretmektedir. Bu bölgelerde gelişim halkalarındaki kalınlık farklılıkları belirginleştiğinden daha isabetli tahminler yapılabilmektedir. Buna karşılık, yıl boyu toprak suyunun yeterli olduğu bölgelerde sene halkaları arasında belirgin farklar gözlenememektedir. Mevsim geçişlerinin hissedilmediği tropik bölgelerde ise odunsu bitkilerde yıl halkası, belirginliğini tamamen yitirebilmektedir. Park ve bahçelerde ise, özel bakım yöntemleri kullanıldığından, bu alanlardaki ağaçlar doğal çevre etkilerinin dışında birtakım etkilere maruz kalmaktadırlar. Bu nedenle, tarihlendirme için kullanılan ağaçların özellikle insan etkisinden uzak olan doğal alanlardan seçilmesi gerekmektedir. Tüm ağaç türleri uygun şartlarda yıllık gelişim halkası oluştursa da, dendrokronoloji için genellikle hem ileri yaşlara ulaşabilen, hem de bu amaca uygun, okunabilir yıllık halkalar oluşturan sarıçam, göknar, karaçam, meşe, kayın, sedir ve ardıç türleri tercih edilmektedir.

Dünyada ve Türkiye’de Dendrokronoloji

Uluslararası Ağaç Halkası Veri Bankası (ITRDB – The International Tree-Ring Data Bank/ABD) dünyadaki en geniş açık kaynaklı ağaç halkası veri kaynağıdır. ITRDB veritabanlarında bugün 6 kıtadan, 4000’in üzerinde alandan alınan örnekler mevcuttur. Veri yoğunluğunun yeterli olduğu bölgelerde kronolojik iklimsel parametreler de oluşturulmuştur.

Almanya’da bulunan Hohenheim Dendrokronoloji Laboratuvarı’nda ise 25 yıldır sürdürülen çalışmalarla, Orta Avrupa’nın güneyinden, meşe türleri ve sarıçam odun örneklerinden toplanan verilerle oluşturulan kronoloji ise 11.400 yıllık bir süreci kapsamaktadır.

Türkiye’deki ilk dendrokronoloji çalışması 1973 yılında Cornell Üniversitesi’nden P. I. Kuniholm ve ekibinin çeşitli orman, arkeolojik sit alanları ve tarihi yapılardan aldığı ör-neklerle başlamıştır. Ege Dendrokronoloji Projesi adı altında yürütülen ve Yunanistan, İtalya gibi diğer Doğu Akdeniz ülkelerini de içine alan bu çalışma 20 yıl sürmüş ve Ege Bölgesi için, günümüzden yaklaşık 9.500 yıl öncesine uzanan bir kesintili kronoloji¬nin oluşturulmasını sağlamıştır. Kuniholm’un çalışmalarının ardından, Prof. Dr. Ünal Akkemik ve birçok yabancı araştırmacı tarafından yapılan ölçümler ile ITRDB’de Türkiye’den birçok farklı alanın dendrokronoloji verileri kayıt altına alınmıştır.

Dendrokronoloji verileri kullanılarak Türkiye’de son 900 yılın yağış yoğunlukları çıkarılmış, 1709’un en yağışlı, 1887’nin en kurak yıl olduğu, kurak dönemlerin art arda en çok 3 yıl sürdüğü belirlenmiş, geleceğe yönelik su politikalarında değerlendirmeye alınmıştır. Birçok tarihi binanın yapım yılları belirlenmiş, bazı depremlerde zarar görerek onarıldıkları anlaşılmıştır. Çok uzaklarda, Uzak Doğu’da gerçekleşen büyük çaplı volkanik patlamaların Türkiye’deki ağaçlara etkileri olduğu saptanmıştır.

Dendrokronoloji verileri zenginleştikçe ve bizler dendrokronolojiden daha fazla yararlandıkça ağaç halkaları bize çocukluğumuzda atlattıklarından çok daha fazlasını anlatacaktır…

Hazırlayan: Serdar Ölez (Evrim Ağacı ve Kırsal Çevre)

Düzenleyen: AŞ (Evrim Ağacı)

Kaynaklar ve İleri Okuma:

15. Mayıs 2016

”Boyu Boyuna” Sözünün Genetik Bir Açıklaması Olabilir

‘Boyu boyuna, huyu huyuna’ sözünü birçoğunuz duymuşsunuzdur. Bu söz nereden çıktı bilinmez fakat, toplum içerisinde genellikle çiftlerin boyları birbirine yakındır. Yeni yapılan bir çalışma da, bu durumun aslındagenlerimizden kaynaklandığı öne sürülüyor.

Partnerinizle boylarınız yakın uzunluklarda olduğunda, gözlerinizin içine çok daha rahat bakabilirsiniz. Yeni yapılan bir araştırmaya göre de, çoğunlukla insanlar, kendilerine yakın boyda olan insanlardan hoşlanıyorlar ve gözlerinin içine bakmak bunun için güzel bir sebep. İngiltere’den araştırmacılar yaptığı çalışmaya göre; boy uzunluğunu belirleyen genler aynı zamanda kişinin yakın boylarında olan insanları çekici bulmasını da etkiliyor.

University of Edinburgh’dan bilim insanları 13,000’den fazla heteroseksüel çiftin genlerini incelediler. Bulgulara göre; parter seçiminin arkasındaki faktörlerle, boyumuzu belirleyen genler yüksek derecede örtüşüyor. Araştırmanın başındaki bilim insanı Albert Tenesa’nın belirttiğine göre; genetik varyasyonun %89’uboyumuzda ve partnerimizde aradığımız boy uzunluğunda etkili role sahip.

Araştırmacılar bu çalışmada kullandıkları verileri UK Biobank çalışmasının veri havuzundan elde ettiler. Bu veri havusundaki 13,068 İngiliz kadın-erkek çiftin yani 26,136 bireyin genotipini incelediler. Bu araştırmada elde edilen verilere göre bir bireyin genotipi, partnerinin boy uzunluğunun %14 başarı oranıyla tahmin edilmesini sağlıyor. Bu oran size çok az gelmiş olabilir fakat, belirli kalıtsal faktörler de dahil edildiğinde aslında bu oran %64 ile teorik maksimuma ulaşıyor.

Tenesa’ya göre:

Partnerin gözlemlenen fiziksel yapısı özellikle de boyu, içinde yaşanılan toplumun sosyal ya da genetik yapısı tarafından etkilenmeden, partnerlerin boy uzunlukları arasındaki yakınlığı dürtülüyor. Eş seçimi insan popülasyonları üzerinde ciddi biyolojik etkilere sahiptir. Bu araştırma bizi cinsel çekimin karmaşık doğasını ve insan çeşitliliğini sağlayan mekanizmaları anlamaya bir adım daha yaklaştırıyor.

Fakat Genome Biology’de yayımlanan bu çalışmanın sonucu, yakın zaman önce yapılmış başka bir araştırmaylakısmen tezatlıklar içeriyor. Güney Kore’deki Konkuk University’den araştırmacıların yürüttüğü çalışmada, çiftler arasındaki boy farkının çok olmasının sonucunda kadınların daha mutlu olduğu öne sürülüyordu. Ayrıca, bunun evrimsel bir sonuç olabileceği belirtiliyordu.

Bu iki çalışma bir araya getirildiğinde, boy uzunluğu ile çekicilik arasında bir bağlantı var gibi görülüyor. Fakat, mutluluk kısmı henüz belirsizliğini koruyor.

Kaynak:

Bilimfili,
Peter Dockrill, ”Here’s why we’re attracted to people of a similar height, scientists say” Science Alert, Retrieved from http://www.sciencealert.com/our-genes-dictate-that-we-find-people-of-similar-height-attractive-study-finds
Albert Tenesa, Konrad Rawlik, Pau Navarro and Oriol Canela-Xandri Genetic determination of height-mediated mate choice Genome Biology 2016 16:269 DOI: 10.1186/s13059-015-0833-8© Tenesa et al. 2016 Received: 24 August 2015Accepted: 12 November 2015 Published: 19 January 2016
Kitae Sohn Does a taller husband make his wife happier? Personality and Individual Differences Volume 91, March 2016, Pages 14–21 doi:10.1016/j.paid.2015.11.039

15. Mayıs 2016

Nadir elementleri ayrıştıran bakteri

Nadir toprak elementleri (lantanitler, itriyum ve skandiyum) günümüzde yenilenebilir enerji kaynaklarında sıklıkla kullanılan kimyasalların başında geliyor; güneş pillerinden rüzgar tirbünlerine, elektrikli araçların bataryalarına kadar pek çok yerde bu elementler kullanılıyor. Temiz enerjinin göz bebeği olan bu elementlerle en büyük sorun onları temin etmekte yaşanıyor. Saf bir halde elde etmek ve toprakta beraber bulundukları diğer elementlerden ayırmak, endüstriyel anlamda en ciddi sıkıntıların başında geliyor. Eskimiş pillerden vb. ayrıştırarak yeniden kullanıma sokmak, hem çok pahalı, hem de şu anki haliyle çevreye oldukça büyük zarar veriyor. Bu sorunun üstesinden gelmek, bu elementleri ayrıştırabilecek bakterilerin kullanılmasıyla aşılabilir.

Harvard Üniversitesi’nden araştırmacılar, Roseobacter isimli ve metalleri bağlamak konusunda çok başarılı olan bir bakteriyi kullanarak, nadir toprak elementlerini içinde bulundukları çözeltilerden ayrıştırmayı başardı[1]. Henüz çok erken olsa da, endüstriyel anlamda kullanımı çevreyi korumak ve saflaştırma işleminde çığır açabilecek nitelikte.

Roseobacter, metalleri emebilen bir bakteri. Araştırmacılar, Roseobacter kolonilerini bir filtrenin üzerine yerleştirdiler ve bu filtreden içinde farklı oranlarda nadir toprak elementleri içeren çözeltileri geçirdiler. Nadir toprak elementleri büyük ölçüde bakteriye hapsolurken, çözeltinin kalanı serbest bir şekilde filtreden geçmeye devam etti. Deneyin ikinci kısmında ise, bilim insanları farklı asitlik derecelerine (pH) sahip çözeltiler kullanılarak bakterilerin emdiği metalleri farklı zamanlarda bakterilerin içinden çıkarmayı denedi. Sonuçlar, farklı toprak elementlerinin farklı asitlik derecelerinde farklı toprak elementlerinin bakteriden kurtularak tekrardan çözeltiye geçtiğini gösterdi. Aynı şekilde, farklı asitlik dereceleri hangi elementlerin bakteriler tarafından tutulacağını da belirliyor. Bu sayede, araştırmacılar istedikleri elementi çözeltinin içinden ayırabilmeyi başardı[2].

Sonuçlar, gelecek için umut verici. Şu anki en büyük sıkıntı, kullanılan yöntemin geniş çaplı endüstriyel bir uygulamasının olmaması; yani ancak küçük miktarlarda çözeltiler verimli bir şekilde ayrıştırılabiliyor. Daha büyük ölçekte ayrıştırma yönteminin de gelecekte bulunmasıyla, Roseobacter yenilenebilir enerjinin en büyük sorunlarından olan nadir toprak elementlerini ayrıştırmayı çözebileceğini gösteriyor.

Batuhan Kav / batuhankav@gmail.com (Herkese Bilim ve Teknoloji)
Kaynaklar:

1 – Bonofico, W. D., Clarke, D. R. Environ. Sci. Technol. Lett., 2016, 3 (4), pp 180-184

2- http://cen.acs.org/articles/94/web/2016/04/Bacteria-separate-rare-earths.html?utm_source=Newsletter&utm_medium=Newsletter&utm_campaign=CEN
Kapak Resmi: en.wikipedia.org

15. Mayıs 2016

Mitokondri Bulundurmayan İlk Ökaryot Hücre Keşfedildi

Her bir dokusu ve organı, o organın görev ve işleyişini sürdürebilen, gerçekleştirebilen birbirinden farklı hücrelerden oluşmuştur. Ancak her ne kadar farklı olsalar da, temelde aynı organelleri bulunduran hücrelerimiz, çoğunlukla farklı genleri aktifleştirdikleri, inaktifleştirdikleri, bir takım genlerden daha fazla veya daha az protein sentezledikleri için birbirlerine göre farklılaşırlar. Elbette bu özet hücrelerin birbirinden farklılıklarını bütün detayları ile anlatmıyor, keza bu yazıda ökaryot tüm hücrelerde ortak olarak var olduğunu düşündüğümüz mitokondri ile ilgileneceğiz.

Tüm hayvanlar, tüm bitkiler, mantarlar ve birçok mikroskobik canlı ökaryot hücrelerden oluşur. Ökaryot hücre tipi ise diğer bir hücre tipi olan prokaryot hücre tipinden, zarlı organeller bulundurabilmesi ve bulundurması bakımından ayrılmaktadır. Mitokondri, lizozom, hücre çekirdeği ve kloroplast bunlardan yalnızca birkaç tanesidir. Bitki, hayvan ve mantar hücreleri bahsi geçen tüm zarlı organelleri ortak olarak bulundurmazlar. Hayvan hücrelerinde örneğin; bitkilerde bulunan kloroplast organeli bulunmaz. Buna karşılık mitokondrinin tüm ökaryot hücrelerde ortak olarak bulunduğunu düşünürken, yeni bir araştırmada mitokondrisinden kurtulmuş ilk ökaryot canlı keşfedildi.

Mitokondri olmadan yaşamayacaklarını düşündüğümüz ökaryot hücreler ve ökaryot hücrelerden oluşan canlılar açısından bakıldığında keşfin önemi daha iyi anlaşılabilir. Hücrenin enerji santrali gibi çalışan mitokondri organelinin, erken evrimsel süreçte bazı hücre yapılarının içine girmiş bakterilerin kalıntıları olduğu çok geniş bir kitle tarafından öne sürülmektedir. Bu yönden ökaryot hücrelerin bir anlamda imzası olduğunu düşündüğümüz bu organelin, aslında sanıldığı kadar zorunlu olmayabileceği görülmüş oldu. Daha önceleri de araştırılan -mitokondrisiz ökaryot hücrelerin varlığı- konusu için bugüne kadar başarılı bir örnek bulunamamıştı.

Yapılan araştırmada, araştırmacılardan birine ait olan bir çinçillanın (amerika tavşanı) bağırsaklarından elde edilen Monocercomonoides cinsinden mikrobik bir canlı test edildi. Bütün genomu dizilenen canlının araştırılmasının sebebi ise, daha önceden de mitokondrilerinden kurtuldukları düşünülen cinse ait olmasıydı.

Genomu dizileyen ve inceleyen araştırma ekibi, mitokondrilerin kendine has olan DNA’lara sahip organeller olmalarına bakarak mitokondriyel genlerin varlığına dair izler aradı ve genomda buna dair bir ize rastlanmadı. Daha detaylı incelemeler, canlının genomunda mitokondrinin düzgün işlemesini sağlayacak kilit bir takım proteinlerin de eksik olduğu görüldü.

Monocercomonoides‘in, bizzat zarar vermediği bağırsakta yaşadığı için mitokondriye ihtiyaç duymuyor olabileceğini öne sürülüyor. Burada kendisi için de besin bol bulunmasına rağmen, mitokondrinin enerji üretiminde kullanacağı oksijen son derece az olabiliyor. Dolayısıyla Monocercomonoides, mitokondri yerine hücre içinde bulunan ve besinleri parçalayarak enerji üretmelerini sağlayan enzimler sayesinde yaşamını sağlıklı olarak sürdürebiliyor. Bununla birlikte, bu cins mitokondrinin diğer bir görevi olan proteinlerin sağlıklı enzimler olarak çalışmalarını sağlayacak olan yardımcıları (demir ve sülfür gibi) kümeler halinde sentezlemesinden de mahrum kalmış oluyor. Yapılan ileri incelemeler Monocercomonoides türünün, bu konuya aynı fonksiyonu gösteren bir takım bakteriyel genleri bünyesine katarak bir çözüm getirdiği görüldü.

Çığır açıcı nitelikteki bu araştırma Current Biology‘de tüm detayları ve sonuçları ile yayımlandı.

Kaynak :

Bilimfili,
Anna Karnkowska, Vojtěch Vacek, Zuzana Zubáčová, Sebastian C. Treitli, Romana Petrželková, Laura Eme, Lukáš Novák, Vojtěch Žárský, Lael D. Barlow, Emily K. Herman, Petr Soukal, Miluše Hroudová, Pavel Doležal, Courtney W. Stairs, Andrew J. Roger, Marek Eliáš, Joel B. Dacks, Čestmír Vlček, Vladimír Hampl A Eukaryote without a Mitochondrial Organelle Current Biology DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2016.03.053

15. Mayıs 201613. Eylül 2022

Pornografinin zararları üzerine araştırmalar

Pornografiye karşı önlem alınması için sık sık çağrılar yapılıyor ama porno film izleyicilerinin nasıl zarar gördüğüne ilişkin kantılar neler?

Albert Bandura adlı psikolog 1961 yılında çığır açan bir deney yaptı. Bir grup çocuğa bir yetişkinin bir şişme bebeği dövüşünü izlettirdikten sonra, ne yapacaklarını izlemek üzere çocukları tek tek bebekle baş başa bıraktı. Çocuklar da bebeği yumruklamaya başladı.

Bandura, şiddet davranışlarını kopyalama eğiliminde olduğumuz sonucuna vardı.

Click here to display content from YouTube.
Learn more in YouTube’s privacy policy.

Always display content from YouTube

Yıllar sonra, California Üniversitesi’nde psikoloji öğrencisi Neil Malamuth, benzer şekilde, pornografi karşısındaki tepkilerimizi test etmeye karar verdi.

1986’daki deneyde 42 erkeği “tecavüz etme olasılığına” göre sınıflandırdı. Bu erkekler daha sonra rastgele olarak üç gruba ayrıldı. İlk gruba, tecavüz ve sadomazoşizm içeren seks sahneleri gösterildi. İkinci gruba şiddet içermeyen pornografik görüntüler verildi. Üçüncü kontrol grubunaysa hiçbir şey verilmedi.

Bir hafta sonra, ilgisiz olduğunu sandıkları başka bir deneyde, her erkek bir kadınla yan yana getirildi ve bu kadının onlardan etkilenmediği söylendi. Daha sonra bir tahmin oyunu oynamaları istendi; kadına her “yanlış” cevap verdiğinde ona bir ceza verme seçeneği sunuldu.

Bunun gibi birçok deney sonunda Malamuth, cinsel saldırganlık eğilimi taşıyan bir erkeğin çok fazla cinsel saldırganlık içeren pornografik ürün izlediğinde, cinsel saldırganlık davranışında bulunma ihtimalinin büyük oranda arttığı sonucuna vardı.

Pornografi ve şiddet

Pornografi karşıtı kampanya yürütenler, aşırılık içeren pornografinin yaygın hale gelmeye başladığından kaygı duyuyor.

Boston’daki Wheelock College’dan Gail Dines, internette şiddet içermeyen pornografik ürün bulmanın zor olduğuna inanıyor.

“İyi tanınan porno yönetmeni Jules Jordan bile, hayranların şiddet içeren porno arzusuna yetişemediklerini söylüyor” diyor.

Hesaplamalı nöroloji uzmanı Ogi Ogas buna itiraz ediyor. Çalışma arkadaşı Sai Gaddam ile birlikte bir milyar internet araması ve porno sitesi verisi topladıklarını ve çok az şiddet içeren porno örneğiyle karşılaştıklarını söylüyor.

Verilerine göre, internette seks materyalleri arayan insanların çoğu “genç” kelimesini kullanıyor. Diğer en popüler arama kategorileri “gey”, orta yaşlı kadınlar için kullanılan “MILF”, “memeler” ve “aldatan kadınlar.”

Ogas, “Cinsel ilgi alanları oldukça monoton. İnsanların aradıkları cinsel ilgi alanı ortalama değeri iki. Her gün aynı şey aranıyor” diyor.

Porno ürünlerin yaygınlığı tartışma konusu

Yaptığı hesaba göre, her 6 veya 7 aramadan biri pornografi amaçlı.

Ergenler ve pornografi

İngiltere’deki Middlesex Üniversitesi’nden akademisyenler, bu yılın başında pornografinin ergenlik çağındakiler üzerindeki etkileriyle ilgili kanıtları gözden geçirdi.

Adli psikolog Miranda Hovarth ve çalışma arkadaşları, şu sonuca vardı: “Pornografi seksle ilgili gerçekçi olmayan tutumlarla, kadınların cinsel nesne olduğu inancıyla, daha sıklıkla seksin düşünülmesiyle bağlantılıdır ve pornografi izleyen çocuklar ve gençler gelişimsel olarak cinsel roller edinmekte zorlanmakta.”

Bu alandaki çalışmaların çoğu korelasyona dayalı. Yani örneğin, bir grup gence pornografi görüp görmedikleri ve ne kadar sıklıkla gördükleri, daha sonra da seks veya cinsel rol tutumları konusunda ne düşündükleri soruluyor.

Ancak korelasyonel çalışmalarla pornografinin tutumları değiştirdiği veya beslediği yönünde bir nedensellik kurulması mümkün değil.

Bunu yapmanın tek yolu, Malamuth’un yaptığı gibi deneyler yapmak. Ancak bu tür deneyler yapılması artık etik komisyonlarına takılıyor çünkü deneyde şiddet içeren materyaller gösterilen kişiler, bunlardan olumsuz yönde etkilenebilir.

Horvath, artık sebep ve etkiye odaklanmak yerine, gençlerin özelliklerine, hassasiyetlerine ve güçlü yanlarına odaklanarak, bunların nasıl ve neden pornografiyle ilgili olabileceğine odaklanılmalı.

Kaynak:

BBC
Bandura, Albert; Huston, Aletha C. Identification as a process of incidental learning. The Journal of Abnormal and Social Psychology, Vol 63(2), Sep 1961, 311-318. http://dx.doi.org/10.1037/h0040351
Malamuth, Neil M. Predictors of naturalistic sexual aggression. Journal of Personality and Social Psychology, Vol 50(5), May 1986, 953-962. http://dx.doi.org/10.1037/0022-3514.50.5.953
Ogi Ogas & Sai Gaddam. A Review of “A Billion Wicked Thoughts: What the World’s Largest Experiment Reveals About Human Desire” NY: Dutton, 2011. 395 pages, DOI:10.1080/0092623X.2013.747365
Coy, Maddy and Horvath, Miranda A. H. (2011) Lads mags, young men’s attitudes towards women and acceptance of myths about sexual aggression. Feminism & Psychology, 21 (1). pp. 144-150. ISSN 0959-3535

15. Mayıs 2016

Rüya gören beyin hafızayı koruyor

Bilim insanlarının yaptığı bir araştırma, rüya gören beynin hafızayı koruduğunu ortaya koydu.

Science bilim dergisinde yayımlanan makaleye göre uykunun rüya görülen kısmı olan, gözlerin hızlıca oynatıldığı REM aşamasında ritm bozulursa hafıza kayıpları yaşanabiliyor.

Fareler üstünde yapılan deneylerde beyin fonksiyonları REM sırasında durdurulan fareler, hemen ardından yapılan hafıza testlerinde başarısız oldular.

REM uykusu sırasında insanlar rüya görüyor ancak rüyaların, yeni anıların yerleşmesi konusunda önemli olup olmadığı bugüne kadar yanıtlanmamıştı.

Son araştırmalar REM dışı derin uykuya odaklanmıştı.

Derin uyku sırasında beyin hücreleri hafızayı güçlendiriyor ve o günkü tecrübeleri yeniden yaşatan çeşitli kalıpları ateşliyor.

REM uykusu sırasında gözlerimiz hareket ediyor ve kaslarımız gevşiyor ama beynin tam olarak ne yaptığı gizemini koruyor.

Bu uyku türü tüm hayvanlar dünyasında, memelilerde, kuşlarda hatta sürüngenlerde bile görülebiliyor.

Özellikle de hayvanlarda REM aşamaları çok kısa süreli olduğu için ve diğer komplikasyonlar nedeniyle bu uykunun etkilerini ölçmek zor.

REM uykusuna dalmış insanları ve hayvanları uyandırmak strese ve hafıza testlerini de bozan sorunlara neden oluyor.

REM uykusu hafızayı güçlendiriyor

Kanada’da McGill Üniversitesi’nde çalışan Dr. Sylvain Williams doğrudan uyuyan beyne müdahale etmeye karar verdiklerini söylüyor.

BBC’ye konuşan Williams “Farelerde REM uykusunu bozmak için bir yöntem kullandık” dedi.

“Optogenetics” adında bir sistemi kullanan Williams ve ekibi, farelerde belli sayıda bir hücreye, beyinlerine yerleştirilen minik bir optik fiber sayesinde ışık tutmuşlar.

Araştırmacılar ışığı yaktıklarında “teta titreşimleri” adı verilen belirli bir beyin ritmi büyük ölçüde azalmış.

Eğer bu müdahale farenin REM uykusuna denk gelmişse bunun sonuçları olmuş.

Dr. Williams “REM uykusundaki faaliyeti durdurmak, özellikle hafızanın oluşması ve güçlenmesini engelliyor” diyor.

Örneğin yeni bir nesneyle bir gün önce gördüğü nesne aynı anda fareye gösterildiğinde, fare tanımadığı nesneye odaklanacağına her ikisini de inceliyor.

REM uykusunun yeni anıları yerleştirmesi için kritik olduğu görülüyor. Williams, bunun yanıtladığından daha çok soru yarattığını söylüyor.

Eğer derin uyku hafızayı güçlendiriyorsa REM uykusunun asıl görevi ne?

Williams, “Şu anda iki aşama arasındaki farkı bilmiyoruz. Ama REM uykusunun ana bir rolü olduğunu öğrenmek şaşırtıcı bir haber” diyor.

Araştırma bunama ve diğer hafıza sorunları yaşayan hastalarda incelenmeye değer olabilir.

Williams, “Özellikle Alzheimer hastalarında bu normal faaliyetin nasıl etkilendiğini ve hafıza bozulmalarına nasıl katkısı olduğunu görmek ilginç olabilir” diyor.

Kaynak:

BBC
Bernat Kocsis REMembering what you learned Science 13 May 2016: Vol. 352, Issue 6287, pp. 770-771 DOI: 10.1126/science.aaf9117

14. Mayıs 2016

Sonik Kirpi: Parmak Yaratma Sürecinin Ardındaki Genler, Çalışma Prensipleri ve Evrim

Ana rahmindeki gelişimin 51. günündeki bir bebeğin parmakları…

Yazımıza bir uygulamayla başlayalım. Başparmağınızı avuç içinize doğru kıvırın veya işaret parmağınıza yapışık tutun. Hatta uygulamanın daha gerçekçi olması için başparmağınızı ya avcunuzun içine ya da işaret parmağınıza bir bant yardımıyla sabitleyin. Elinize de günlük hayatımızın vazgeçilmezi olan cep telefonunuzu alın. Göreceksiniz ki başparmağınız olmaksızın kullanmak imkânsız olacak… Hayat ne kadar da zor olurdu değil mi başparmağımız şu anki konumundan farklı olsaydı ya da hiç var olmasaydı! Şimdi de bir su bardağını tutmaya çalışın başparmağınız olmaksızın. Yine göreceksiniz ki bardağı bu haldeyken tutmak normal haldekinden çok daha zor. Bunlar en basitinden bizim çağımızın sorunları… Ancak aynı sorunlar, doğada da benzer karşılıklara sahiptir: başparmağımız olmaksızın alet üretmemiz imkansıza yakın olacaktır. Hatta başparmağımız olsa; ancak şu anda yapabildiğiniz gibi diğer 4 parmağın karşısına gelemese bile bir alet üretmeniz, onu yetkinlikle kullanmanız, şu andakinden çok daha zor olurdur.

Doğanın acımasız olduğu bir gerçektir. Her ne kadar bizler doğanın bu acımasızlığını bir nebze yenmiş olsak da, oralarda bir yerlerde hala bir kovalamaca, hala bir yemek bulma/canını kurtarma mücadelesi devam ediyor. Bu açıdan baktığımızda ise, yaşamı kolaylaştıran her uzuv av/avcı için bir avantaj demek oluyor. Bir primat için ise tutunmayı, kavramayı kolaylaştıran bir “parmağın”, yani sadece 5-10 santimetre uzunluğundaki bir uzvun önemi oldukça büyük oluyor.

Birçok canlı, ana rahminden veya yumurtadan çıkmadan, çok ciddi değişimlerden geçiyor. Örneğin insanlar, bizi “insan” yapan fiziksel özelliklerin büyük bir kısmını ana rahminde geçirdikleri zamanların son birkaç ayında kazanıyor. Bu nedenle, başparmak gibi hayati bir organın evrimini anlamak için, embriyomuzu tanımamız gerekiyor. Bunun içinse, ana rahmine geri dönmemiz gerekiyor!

Farklı canlı türlerinin 3 ayrı evredeki embriyo karşılaştırması…

Doğadaki tüm canlıların ortak bir atadan geldiği gerçeğini düşündüğümüzde yukarıdaki farklı türlerin 1-2 haftalık olan embriyolarının benzer olması son derece doğaldır. Ayrıca, memeliler ve sürüngenler arasında ufak farklılıklar ile birlikte hayvanların embriyolojik gelişim süreçleri de son derece benzerlik göstermektedir. Bir memeli için bu gelişim sürecini 4 basamağa ayırabiliriz;

Bölünüm: Bu aşamada hızlı bir şekilde mitoz bölünmeler serisi gerçekleşir fakat orijinal zigotta bir büyüme gözlenmez. İnsanların gelişimi sırasında bu aşamada 4-8 hücre oluşur. Bu dönemi art arda gelen 5 bölünme sonucu üretilen 32 hücrenin oluştuğu morulla evresi izler.

Blastula: 128 hücreden (7 bölünme sonrası) oluşan embriyoya blastula denir. Bu aşamada artık hücreler farklılaşmaya başlar ve vücut boşluğunun temelleri atılır. Bu boşluk oluşumuna memelilerde “blastosit” denir. Bu aşamayı gastrula izler.

Gastrula: Bu aşamada eşey tabakalarının gelişimi tamamlanır. Bu tabakalar ektoderm (en dıştaki tabaka), endoderm (en içteki tabaka) ve mezodermdir. Gastrulanın yapısını aşağıda görebilirsiniz.

Embriyonun evreleri…

Organ oluşumu (organogenez): Bir önceki aşamada oluşan eşey tabakalarının artık farklılaşıp gruplanarak organları oluşturmaya başladığı evredir. Ektoderm tabakası farklılaşarak, sinir dokuyu, deri ve deriden türeyen yapıları, korneayı ve göz lenslerini; endoderm farklılaşarak, tiroid paratiroid ve timus bezlerini, üreme bezlerinin epitel dokusunu, üretra ve sidik kesesinin epitel dokusunu; mezoderm ise farklılaşarak, iskelet, düz ve kardiyak kaslarını, kan, kemik iliği ve lenfoid dokuyu ve ürogenital sistem organlarını oluşturur.

İnsan bebeğinin gelişim aşamaları…

Fotoğraftan da görebileceğiniz gibi, 17. haftanın sonunda bir insan embriyosunda bazı uzuvların şekilleri belli ölçüde seçilebilir duruma gelmiş oluyor. Bu da yine organogenez ile başlayan “hücre farklılaşması” sürecinin bir parçası. Bu farklılaşmayı daha iyi anlamak için görüş açımızı biraz daha genişletmemiz gerekiyor.

Biraz önce de söylediğimiz gibi, bu gelişim 2 farklı üreme hücresinin birleşmesi sonucu oluşan ve tek bir hücre olan zigottan başlayarak devam etmektedir. Tahmin edebileceğiniz gibi, zigotun da kendine has bir genetik kodu var ve bölünüm aşamasında yalnızca mitoz bölünme geçirerek aynı genetik koda sahip hücreler oluşturuyor. Yani, bizim şu anki genetik kodumuz aslında daha bizler zigot iken belliydi. Ayrıca, vücudumuzun herhangi farklı dokusundan alınacak olan hücrelerde de yine zigot ile ve birbiri ile aynı genetik koda sahip olduğu da görülebilir. Fakat bu kod her hücrede aynı olmasına rağmen, hücrelerin görevlerinin birbirinden farklı olması durumu söz konusudur. Bu durumu da “gen ifadesi” denen bir süreç ile açıklayabiliriz.

Gen İfadesi

Gen ifadesi, özetle, hücre içinden ve/ve ya dışından gelen özel sinyaller sonucu genetik olarak kodlanmış olan ürünlerin üretilmesidir (bu ürünler bazı istisnai durumlarda protein-harici moleküller olsalar da, çoğu zaman proteindirler; bu nedenle yazımızın geri kalanında bu ürünlerden “proteinler” olarak bahsedeceğiz). Bu sürecin bir hücreye ve ya hücre grubuna en büyük getirisi çevre koşullarına uyum sağlamalarını kolaylaştırıyor olmasıdır. Sürecin yardımıyla canlının doğaya uyum sağlayabileceği özellikler, yetenekler oluşuyor. Bu özelliklere sahip canlılar hayatta kalıyor, çevreye uyum sağlayabiliyor. Evrimsel açıdan bakacak olursak, çevreye uyum sağlamanın önemi kuşkusuz ki çok büyük. İşte bu süreç sayesinde ortama uyum sağlamış olan hücreler nesillerini devam ettirmiş ve bu sürece sahip olan hücreler seçilmiştir.

Gen ifadelerinin kontrol edilmesi süreci iki aşamada incelenebilir: Okuma (transkripsiyon) ve dönüştürme (translasyon). DNA’dan elde edilen RNA kopyalarının üretilme sürecine transkripsiyon denir ve bu süreç ökaryotlarda üç ayrı RNA polimeraz enzimi tarafından gerçekleştirilir ve her enzim ayrı bir görev üstlenir.

RNA Polimeraz Enzimi’nin çalışması…

Görselden de görebileceğiniz gibi, RNA polimeraz enzimi (RNAP) DNA üzerinde hareket eder ve okunması gereken yerleri, yani aktif kısımları okuyarak RNA için uygun bir hale getirir. RNA polimeraz okunması gereken kısmın sonunda geldiğinde durarak görevini tamamlar. Bu süreci başlatan sinyallere “transkripsiyon faktörleri” denir. Bu aşamayı genetik bilginin proteine çevrilme süreci, yani translasyon süreci izler.

Transkripsiyon sürecinde okunan DNA parçaları yine bu süreçte oluşturulan mesajcı RNA (mRNA) adı verilen RNA molekülleriyle üretimin gerçekleşeceği yere taşınır. Okunan parça üzerindeki üçerli nükleotit dizilerine kodon denir. Her bir kodon özel bir amino asidin taşıyıcı RNA (tRNA)’ya bağlanmasını sağlar. Bu kodonlar sayesinde bağlanan amino asitler tRNA’lar sayesinde ise proteini oluşturacak komplekse taşınır ve burada tepkimeye sokulan amino asitler, üretilmesi beklenen proteinleri oluşturur.

Tüm bu süreç, yine genlerimizdeki bilgiler ve kimyasalların yapısal uyumu veya uyumsuzluğu ile sürdürülmektedir. Yani süreç bir defa başladıktan sonra, adeta domino taşları gibi zincirleme tepkimeler birbirini takip eder. Tıpkı dominoda olabileceği gibi, gen ifadesinde de hatalar olabilir ve bunun sonucunda hatalı proteinler oluşur. Kimi zamansa bu hatalar ifadeden değil, ifadeyi kontrol eden genlerde meydana gelen mutasyonlardan kaynaklanır. Bu tür hatalar çoğu zaman etkisizdir veya çok ufak etkilere sahiptir (bu ufak etkiler yararlı veya zararlı olabilir). Geri kalan nadir zamanlardaysa bu hatalar büyük sorunlara neden olabilir ve hastalıklar oluşur. Ancak bu, ayrı bir yazımızın konusu olabilir. Şu anda sadece genlerin ve genlerden üretilen proteinlerin vücudumuzun şekillerini nasıl oluşturduğuna odaklanacağız.

Bu noktada da farkına varacağımız ilk şey, üretimin olduğu yerde bir kontrol mekanizmasının da olması gerektiğidir. Buna genel olarak “gen ifadesinin kontrolü” adı verilir (evet, çok yaratıcı!). Bu süreç sayesinde üretilecek proteinin ne olduğu ve bu proteinin ne kadar üretileceği kontrol edilir. Aynı zamanda hatalı proteinler ayıklanır, geri dönüştürülür veya gerekiyorsa hücreden atılır.

Gen İfadelerinin Kontrolü

Gen ifadelerinin kontrolü süreci üç şekilde gerçekleşir: Transkripsiyon Seviyesi Kontrolü, İşlemleme Seviyesi Kontrolü (Processing-Level Control) ve Translasyon Seviyesi Kontrolü. Transkripsiyon seviyesi kontrolünde en büyük görev transkripsiyon faktörlerindedir. Bahsettiğimiz gibi, transkripsiyon faktörleri genel olarak transkripsiyon sürecini başlatan proteinler olarak bilinirler. Bu proteinler RNA polimerazın da bağlandığı gen bölgesi olan “promotor” bölgeye bağlanırlar. Bu bölgede oluşan protein kompleksine son olarak da RNA polimeraz eklenir ve transkripsiyon başlamış olur. Trankripsiyon faktörleri sadece transkripsiyonu başlatmakla kalmaz, transkripsiyon oranını arttırabilir ya da transkripsiyonun başlamasını engelleyebilir de. Oranı arttıranlara “artırıcılar (enhancers)” engelleyenlere de “susturucular (silencers)” denir. İşte bu tip transkripsiyon faktörleri sayesinde gen ifadeleri kontrol edilebilir, hangi proteinin sentezleneceği ve ne kadar sentezleneceği belirlenebilir.

Bir diğer kontrol etme süreci ise İşleme Seviyesi Kontrolü’dür. Bu sürecin detaylarından bahsetmeden önce bazı terimlerden bahsetmemiz gerekiyor. Bir genden işlemlenen ve bu işlemlenme sonucu oluşan RNA’da bulunan bir grup nükleotit dizisine “ekson” denir. Protein üretimi için kullanılacak asıl kodlar bunlardır. “Uçbirleştirme” sürecinden önce bu ekson gruplarını birbirinden “intron” denen nükleotit grupları ayırır. Fakat uç birleştirme sürecinden sonra intronlar ortadan kaldırılarak anlamlı kısımlar yani eksonlar bir araya getirilir. Bu uç birleştirme süreci de yine eksonlara ve intronlara bağlanan “uçbirleştirme faktörleri (splicing factors)” tarafından kontrol edilir. Bu faktörler kontrol edici proteinlerle bağ kurarak protein kompleksleri oluştururlar ve ardından uçbirleştirme süreci başlar. Uçbirleştirme sürecinde görev alan proteinlerin nereye bağlandığını ve bu sürecin nasıl işlediğini aşağıdaki şemadan öğrenebilirsiniz.

Bahsedeceğimiz son kontrol mekanizması ise Translasyon Seviyesi Kontrolü. Bu süreç temel olarak amino asit üretimini sağlayan mRNA’in bir çok yönden kontrol edilmesi ile gerçekleştirilir. Biz yazımız için daha önemli olduğundan sadece mRNA’nın yerleşmesinin kontrol edilmesinden bahsedeceğiz. mRNA’nın nereye yerleşeceğini RNA bağlayıcı proteinler, bağlanacak lokalizasyon dizimini (zip kodu olarak da bilinir) tanımlayarak belirlerler. Sonraki süreçte ise hücre iskelet sistemi elemanlarından olan mikrotübüller ve diğer motor proteinler mRNA’nın yerleşeceği bölgeye transferi için önemli rol oynarlar. Bu süreç embriyo gelişimi sırasında embriyonun ön-arka ekseni gelişimi için çok önemlidir. Bu eksenin gelişi sonucunda, baş ve kuyruk boyunca uzuvların nerelerde bulunacağı belirlenir.

Özetle bu mekanizmalar sayesinde dokularımız aynı genetik koda sahip olsa da farklı görevler üstlenebilir. Vücudumuzun şekli ve organlarımızın yerleşimi de yine bu mekanizmalar yardımıyla şekillenir ve bu mekanizmalar sayesinde hayatımızı düzgün bir şekilde sürdürebiliriz. Şimdi bir örnekle anlatımımızı biraz daha pekiştirip ana konumuza geçelim.

HOX Geni

HOX proteinleri HOX genleri tarafından sentezlenen transkripsiyon faktörleridir. Bu proteinler DNA üzerindeki özel nüleotit dizilerine bağlanarak bazı genleri aktifleştirirken bazı genleri baskılar. Bizim için önemi ise embriyonik gelişim sürecinde ön-arka eksen gelişimini düzenlemesidir. Aşağıdaki fotoğrafta Drosophila melanogaster türü bir sineğin vücudunun hangi bölümlerinde hangi HOX genlerinin aktif olduğunu görebilirsiniz.

Bu farklı genlerin hepsi farklı görevleri olan proteinlerin sentezlenmesine yardımcı olurlar ve böylece ön-arka eksen boyunca farklı yapıların oluşmasına yardımcı olurlar.

Bu sinek türünde 8 adet HOX geni mevcuttur. Homo sapiens’te ise bu genlerin sayısı daha fazladır. Aşağıdaki tablodan bizlerde bulunan HOX genlerini görebilirsiniz.

Dikkat ettiyseniz sinek türünde de bir primat türünde de HOX genleri bulunmaktadır ve ana işlevleri aynıdır. Bu genlerde oluşabilecek bir mutasyon, yapısal bozukluklara yol açabilir. Örneğin gelişimi sırasında bir kelebekte HOX genlerinde mutasyon olması durumunda ekstra kanat oluşabilir, benzer bir durum da insanlarda parmak sayısının artması şeklinde görülebilir. Bazı omurgalılarda ise, HOX genlerinin mutasyonu sonucu omurgalarında problemler oluşabilir. Yani tüm hayvanlar aleminde bu genler mevcuttur ve aktiftir. Bu da HOX genlerinin evrimsel kökeninin çok eskiye dayandığının kanıtıdır.

Sonik Kirpi Geni

Gelişim sürecinde etkili olan bir diğer önemli gen ve bizim de asıl ilgilendiğimiz gen olan Sonik Kirpi genidir. Bu gende kodlanmış olan ve daha sonra sentezlenecek olan Sonik Kirpi proteinleri, embriyonik gelişim boyunca uzuvların, beynin ortahattının, spinal kordun ve dişlerin gelişimini düzenler. Düzenleme mekanizmasının detayına girmeden önce genin keşfinden ve isimlendirilmesinden biraz bahsedelim.

1950 ve 60 yıllarda bir grup biyolog iskelet modelinin nasıl oluştuğunu anlamak için tavuklar üzerinde deneyler yaptılar. Bu deneylerdeki amaç embriyoların dokularının gelişim üzerine etkisiydi. Gelişim evresindeki üyelerin dokularıyla ilgilenen Edgar Zwilling ve John Saunders isimli bilim insanları üyelerdeki kemik düzeninin gelişimini 2 tane dokunun kontrol ettiğini buldular. Devam eden çalışmalarda farklı bakış açıları kazanılmış oldu. En ilgi çeken ve araştırmacılar sonuca en fazla yakınlaştıran deney ise bir tavuk embriyosu üzerinde yapıldı. Bu deneyde, gelişimin ilk evrelerindeyken, üye tomurcuğunun serçe parmağın oluşacağı tarafından alınan bir doku parçası diğer tarafa, birinci parmağın oluşacağı yerin hemen altına aşılandı. Civciv gelişmeye ve kanat oluşturmaya bırakıldı. Kanat gelişimi normaldi; ancak, parmak takımının tam bir kopyası oluşmuştu. Daha tuhaf olansa, parmakların yerleşim düzeniydi: yeni parmaklar, normal parmak takımının ayna görüntüsü şeklinde dizilmişti. Belli ki doku parçasının içindeki bir şey, belki bir molekül veya gen, parmakların yerleşim düzeninin gelişimini yönlendirebiliyordu.

Bu sonuç, art arda bir dizi başka deneyle defalarca tekrarlandı ve söz konusu etkinin pek çok değişik yolla ortaya çıkabileceği anlaşıldı. Devam eden araştırmalar sonucunda bu aşılanan doku parçasına, kutuplaştırıcı etkinlik alanı (Zone of Polarizing Aktivity – ZPA) adı verildi. Parmak oluşumu için ZPA’da bulunan ve henüz ne olduğu keşfedilemeyen molekülün konsantrasyonunun önemli olduğu düşünülüyordu. Bu doğrultuda yapılan bir deneyde, ZPA parçası ile üyenin geri kalan kısmı arasına çok minik bir folyo parçası yerleştirildi. Amaç, bu folyoyla ZPA’dan diğer tarafa herhangi bir molekülü geçirmeyecek bir bariyer oluşturmaktı. Araştırmacılar, bu bariyerin her iki yanındaki hücrelere ne olduğunu inceledi. ZPA tarafındaki hücreler parmak oluştururken, diğer taraftakiler çoğunlukla oluşturmuyor, oluşturduklarında ise ciddi kusurlar ortaya çıkıyordu. Bu deneyden sonra konsantrasyonun önemli olduğu da kesinleşmiş oldu.

İlerleyen yıllarda, genetik biliminin de gelişmesiyle, Drosophila melanogaster üzerinde yapılan deneylerde bir tür genin kanat oluşumuna yardımcı olduğu bulundu ve bu gene “Kirpi” geni dendi. Araştırmacılar hemen diğer hayvanlarda da bu geni aramaya koyuldu ve ZPA’da aktif olan bu genin diğer hayvanlarda da olduğunu buldular.

İsimlendirme de basitti; araştırmanın yapıldığı sineklerde bir kirpininkine benzer dikenler vardı. Bu yüzden de “kirpi geni” ismi verildi. Bu genin tavukta bulunan versiyonuna ise bir video oyunundan da esinlenerek “sonik kirpi geni” dendi.

Kirpi proteini ailesi memelilerde üç bireye sahiptir. Hint Kirpi Proteini bunlardan biridir ve endokondral kemikleşme sürecinde görev alır. Diğeri Çöl Kirpi Proteinidir ve bu protein ise morfonogenez sürecinin kontrolüne yarayan sinyalleri kodlar. Son üyeleri ise biraz önce de görevlerinden bahsettiğimiz Sonik Kirpi Proteini.

Sonik kirpi proteinleri aslında embriyolojik gelişim sırasında birçok sinyal merkezinden salgılanan sinyallerdir. Örneğin, nöral tüpün karın bölgesindeki kutuplaşmayı başlatması için notokord (embriyonun iskeletine verilen isim) tarafından gönderilen bir sinyal olarak da karşımıza çıkabilir.

Bu protein üzerinde yapılan çalışmalarda, parmak gelişimi ve kutuplaşmasında nasıl görev aldığı net olarak anlaşılmıştır. Sonik kirpi genin transkripsiyonu kolu/bacağı oluşturacak tomurcukların merkezden uzak ucunun ektodermal yapısından salgılanan ikinci set sinyallerin varlığında gerçekleşir. Bu sinyaller transkripsiyonu tetikler. Fakat henüz bu sinyallerin sonik kirpi genini nasıl hedef aldığı net bir şekilde anlaşılamamıştır. Genin moleküler işlemeleri endoplazmik retikulumda gerçekleşir (tranlasyon ve kontrol işlemleri her protein için aynı şekilde işlediğinden o kısmı tekrar anlatmıyoruz). Bu işlemenin ardından sonik kirpi proteinine kolesterol bağlanır, kolesterolün bu süreçte en önemli rolü Sonik kirpi genini hücre zarı içerisindeki aktivite alanını ve hücre dışına salınımını sırasındaki difüzyonunu kısıtlamasıdır. Kolesterolün farklılaşması sonucunda Smith–Lemli–Opitz sendromu gibi bazı doğuştan gelen sorunlar oluşabilir. Kolesterolün bağlandığı protein amacına uygun olan yere gitmek üzere hücre dışına çıkar. Gerekli merkeze ulaşır ve burada üzerine düşen görevi yapmaya başlar.

Bu genin kol/bacak tomurcuklarının uçlarındaki mezenşimin hücrelerinde ifadelendirilmesi, uzvun ön-arka eksen gelişimi için son derece önemlidir. Farelerde bu genin eksikliğinde uzvun yapısal olarak düzgün gelişmediği görülmüştür.

Ayrıca polarizasyonu sağlaması sayesinde de elimizin bir ucundaki parmak diğerinden farklıdır.

Bu mekanizmanın düzenli çalışması uzuvların düzgün bir şekilde oluşması demek oluyor ve başta dediğimiz gibi, doğada yaşamını devam ettirmek için kovalamaca oynamak zorunda olan canlılar için ise bu mekanizmanın önemi daha fazla. İşte yaşamayı kolaylaştıran, avı yakalamayı, avcıdan kaçmayı sağlayan uzuvların oluşumu genel olarak bu ve bu tarz süreçler sonucu ortaya çıkıyor. Bizlerin atalarının evrimsel süreçte tırmanmak için ve kavramak için avantaj sağlayan parmaklarının gelişmesini de sonik kirpi genlerine borçluyuz. Muhtemelen bu genlerden mahrum kalanlar nesillerini devam ettiremediler ve doğa tarafından elendiler. Bizler ise, başarılı genlerin eseri olarak bugünlere geldik.

Uzuv ve parmak oluşumunu etkileyen tek transkripsiyon faktörü yalnızca sonik kirpi proteini değil tabii ki, fakat şu ana kadar mekanizması en iyi anlaşılmış olan ve üzerinden en çok çalışılan protein bu proteindir. Bir kuşun kanadı, bir balinanın yüzgeci veya bir insanın elini genetik olarak karşılaştırdığımızda sonik kirpi genine ulaşabilmekteyiz. Bu genin de evrimsel geçmişi HOX genleri kadar eskiye dayanıyor ve evrimin gerçekliğini bir kez daha gözler önüne seriyor.

Yazan: Meriç Öztürk (Evrim Ağacı)

Kaynaklar ve İleri Okuma: