Neandertal ve İnsan Yüz Gelişimindeki Fark

New York University’s College of Dentistry (NYUCD) araştırmacıları tarafından öncülük edilen uluslararası bir araştırma ekibi tarafından, Neandertallerin yüz iskeletlerinin insanlarınkinden farklı olmasına sebep olan gelişimsel süreçleri ilk kez açıklanabildi ve bulguları Nature Communications‘da yayımlandı.

Araştırmacılar, 200.000 yıl kadar önce ortaya çıkan Neandertaller’in insanlardan (Homo sapiens) yüzün gelişimi süreci ile farklılaştığını ve iki türün bu noktada ciddi şekilde ayırt edilebileceğini gösterdi. Daha önceden de bilinen insan-neandertal yüz yapısı farkına bir ekleme daha yapılmış oldu.

Evrim süreci için düşünüldüğünde önemli bir yeri dolduran bu bilgi aynı zamanda ‘insan ve neandertallerin insan soy ağacında farklı dallar olarak düşünülmemesi’ gerektiğini öne süren teorileri de yanlışlıyor. Yüzdeki büyüme süreçlerine (pattern) dayanan araştırma iki türün birbirinden sanılandan daha da ayrı dallarda bulunduğunu ortaya çıkardı.

Mevcut araştırma ilkelden modern insana geçişi anlamak için büyük önem arz eden, Neandertal ve insan yüzü arasındaki morfolojik süreç farklılıklarını incelemek üzere düzenlendi. 

İnsanlarda kemiklerin en dış katmanları ve yüzeyleri kemikten atım yapılan (rezorpsiyon -azalma veya kemikten madde azalması olarak anlaşılmalıdır) kısım iken Neandertaller’de en dış kemik katmanı kemiğin büyümesini sağlayan depozisyon (madde üretimi veya birikmesi) işlevini gerçekleştirmektedir.

Buradan hareketle araştırmada, ilk kez genç Neandertallerin yüz iskeletlerinde gerçekleşmekte olan kemikte hücresel gelişimi (rezorpsiyon ve depozisyon) haritalamak için,  hominin fosillerinde yüz gelişimi modellendi.

Growth directions of the maxilla in the Sima de los Huesos (SH) and Neanderthals compared to modern humans. This impacts facial growth in at least two ways. (i) Extensive bone deposits over the maxilla in the fossils are consistent with a strong forward growth component (purple arrows); whereas resorption in the modern human face attenuates forward displacement (blue arrow). (ii) Deposition combined with larger developing nasal cavities in the fossils displaces the dentition forward generating the retromolar space characteristic of Neanderthals and also in some SH fossils.
Maxilla’nın gelişim yönleri sırasıyla Sima de los Huesos (arkaik hominin fosillerinin bulunduğu İspanya’da bir bölge), Neandertal ve insan için gösteriliyor. Bu gelişim şekilleri yüz gelişimini iki ayrı önemli şekilde etkiliyor : (i) Fosil maxilla’larının üzerinde bulunan kemik depozitleri dışa doğru büyüme (mor oklar) ile tutarlılık gösterirken, modern insan maxilla’sındaki rezorpsiyon ileri büyümeye engel oluyor (mavi ok) (ii) Neandertaller ve bazı SH fosilleri için belirgin bir retromolar karakteristiği oluşturan – diş gelişiminin farklı yerde gerçekleşmesi- durumunu ortaya çıkarıyor.

Araştırmada yüz kemiği gelişimi modellemelerine göre Neandertallerin maxilla olarak bilinen üst çene kemiklerinin (buradaki osteoblast’lardan kaynaklı olarak dış yüzeyinden -buna ters işleyecek bir atım veya azalma süreci gerçekleşmediğinden- sürekli büyümeye devam etmesinin bir sonucu olarak) çıkıntılı bir yapıya sahip olduğu keşfedildi.

Tüm bu işleyiş insanlarda tersine işlediğinden ‘üst çenede yapım’ yerine ‘alt çenede yıkım’ diyebileceğimiz bir süreç gerçekleşiyor ve dolayısıyla Neandertallere göre daha düz bir çeneye sahip olmamıza neden oluyor.

Ekip, araştırma sırasında çok iyi şekilde korunmuş Neandertal çocuk kafatasları (Gibraltar ve güneybatı Fransa’da bulunan La Quina’dan 1926’da çıkarılmış olan) üzerinde çalıştı. Ayrıca, Neandertallerin yüz gelişimini arkaik homininlerle (insan ve Neandertallerin ortak atası olan grup) karşılaştırmak için bu gruba ait 400.000 yıllık 4 adet hominin genç-çocuk fosil koleksiyonundan (Sima de los Huesos) yararlandılar.

Hep bizden farklı bir hominin kategorisinde olduğunu düşündüğümüz Neandertaller aslında yüz gelişimi açısından bakıldığında çok eski Afrika homininleri ile bu özellikleri bakımından çok benzerler. Buna dayanarak araştırmacılar bir sonraki adımlarını, insanların diğer homininlerden farklı olan bu yüz gelişim biçimini ne zaman ve nasıl ortaya çıkardıklarını anlamak üzere atacaklar.



Kaynak :  

  1. Bilimfili,
  2. Rodrigo S. Lacruz, Timothy G. Bromage, Paul O’Higgins, Juan-Luis Arsuaga, Chris Stringer, Ricardo Miguel Godinho, Johanna Warshaw, Ignacio Martínez, Ana Gracia-Tellez, José María Bermúdez de Castro, Eudald Carbonell. Ontogeny of the maxilla in Neanderthals and their ancestors. Nature Communications, 2015; 6: 8996 DOI:10.1038/ncomms9996

Evrim Teorisine Dair Mitler-3: “Evrim Yalnızca Bir Teoridir!”

Kısa Cevap: Evrim; tabiki bir teoridir.

“Evrim yalnızca bir teoridir.”

Eğer evrime karşı bir üfürme söz konusuysa bu cümleyi mutlaka duyarsınız. Fakat gerçeklerden hiçbir şey kurtulamaz. Ve aslına bakarsanız cümlenin kendisi teknik olarak doğrudur. Evet; evrim; tabiki bir teoridir. Kim inkar edebilir ki? Ancak eminiz ki; sabır gösterip yazımızı sonuna kadar okuyacak insanların içerisinden; “hayır, evrim bir teori değildir” diyenler de çıkacaktır :) En azından Evrim Teorisi’ne dair bir miti (yanlış anlama) ortadan kaldırmayı amaçlarken, bir başka bilimsel terime dair kavram yanılgısını ortadan kaldırmış olacağız; bu bile bizi mutlu edecektir.

Teori Nedir?

Öncelikle bu cümleyi kuran insanlar, esasında; bilimde kullanılan bir kavramın anlamının, bu kavramı günlük hayatta kendilerinin kullanımından farksız olduğunu düşünür. İşte iplerin koptuğu yer; tam da burasıdır.

Akılda tutulması gereken en önemli şey -ve yazımızın da konusunu oluşturacak şey-; Günlük hayatta kullanılan “Teori” kelimesinin tanımı, bilimsel tanımdan farklıdır.
Yaygın kullanımda, teori kelimesi genellikle “tahmin”, “düşünce” ya da “özsezi” anlamında kullanılır. Ancak, bilimsel kavramlarda ise durum böyle değildir.

Bilimsel literatürde: Teori; mevcut koşulların bazı özelliklerinin açıklanmasıdır ve bilimsel teoriler için temelde üç gereklilik söz konusudur:

  1. Delillerle desteklenir.
  2. Test edilebilir ve yanlışlanabilir.
  3. Yeni tahminler oluşturmak için kullanılabilir. 

Teoriler Bilimsel Delillerle Desteklenir

İlk gerekliliğin de gösterdiği üzere; bilimdeki “teori” kelimesi, bir “tahmin”, “önsezi” ya da buna benzer bir anlama gelmemektedir. Oysa, bilimde kullanılan teori kavramı; delillerle güçlü bir şekilde desteklenmiş bilimsel açıklamalara verilen isimdir. Ve biraz olsun bilim eğitimi almış bir kimse çok iyi bilir ki; bir bilim insanı, bir objenin ya da olayın sebeplerini açıklamak istediğinde, önce gözlem yapar, gözlemlerine ve bilgiye dayalı bir tahminde(educated guess) bulunur ve bu tahmine hipotez denir -burada hipoteze dair de kavram yanılgılarını yıkmış olmayı umut ediyoruz–. Kurulan bu hipotez; sonrasında, deneylerle ve gözlemlerle test edilir ve ancak ve ancak yeteri kadar delille desteklenir ve konu edildiği testleri tekrar tekrar geçebilirse, teoriye dönüşür. Evrim Teorisi, işte bu standartları başarıyla geçerek: doğal dünyanın yaklaşık 200 yıldır süren bilimsel çalışmalarındaki hiçbir testte başarısız olmamıştır ve dahası sürekli olarak da teoriyi destekleyen deliller artmaktadır.

Bilimin, yapısı gereği işleyişi...
Bilimin, yapısı gereği işleyişi…

Test Edilebilir ve Yanlışlanabilir

Gelelim ikinci gerekliliğimize: Bilimsel bir teori; -en azından temelde- test edilebilir ve yanlışlanabilir olmalıdır. Yanlışlanabilir olmalıdır evet. Bilimin doğasında yanlışlanabilirlik vardır ve bilimi değerli kılan gerçeklerden birisi de budur. Bilim yanlışlanabilirdir, ancak bilimi yanlışlayacak olan da bilimin kendisidir. Eğer ki; bilimsel bir hipotezi yanlışlayabilecek bir bilimsel test varsa ya da yanlış olduğunu gösterebilen bilimsel bir veri varsa (tek bir veri dahi olsa) o hipotez bilimsel literatürde “teori” adını alamaz. Evrim işte bu gereklilikleri karşılayarak teori ünvanını almıştır. Örneğin; her bir yeni fosil ya da tür keşfi; evrimin bir testidir. Eğer ki; yeni keşfedilen bir tür, tüm canlıları sınıflandırmak için kullanılan “iç içe ağaç” kalıbına uymuyorsa ya da kaya tabakalarında bulunan bir fosil bu ağaçta bulunan diğer örneklerden büyük oranda farklıysa, Evrim Teorisi işte tam bu sırada büyük oranda değişebilir.

Teoriler Yeni Tahminler Oluşturmak İçin Kullanılabilir

Son gereklilik: Bilimsel teori, gelecekte yapacağımız yeni keşiflere dair bir tahmin oluşturmada kullanılabilir. Herhangi bir insan bir dizi gerçekliği açıklayan bir hipotezi yeniden düzenleyebilir; yani, biz bu hipotezin organize ilkelerini alabilir ve bu ilkeleri yeni bir delilin ya da henüz bilinmeyen bir fenomenin varlığını ortaya çıkarmada kullanabiliriz. Eğer böylesi tahminler yapılamıyorsa, ya da yapılabiliyor ancak yanlış olduğu gösterilebiliyorsa, demek ki; hipotezimiz, teori kualifikasyonlarını karşılamıyordur ve reddedilmelidir. Evrim, inanılmaz bir tahmin yetisini elinde bulundurur –evrimin gelecekte nasıl olacağına dair bir tahmin geliştirmek olarak anlaşılmasın, çünkü bu durum henüz tahmin edilemeyen birçok şans faktörüne dayanıyor, fakat yeni keşiflerin hayat ağacına nasıl yerleşeceğine dair tahminler olarak ele alınabilir. Örneğin, bir fosil serisine ait bir parçayı elimizde bulunduruyorsak, kaya kayıtlarında bu serinin diğer parçalarının da bulunacağına dair güvenilir bir tahmin geliştirebiliriz. Küçük bir örnek olması açısından; 1997 yılı Ocak ayında Talk Origins‘de modern karıncaların atalarının nerede bulunabileceğine dair örnek bir tahmin. Burada da daha sonradan doğrulanan tahminlerin bir listesini görebilirsiniz.

Öte yandan, madem kavram yanılgılarını ele almaya başladık; uzun süredir yazmayı düşündüğümüz bir başka büyük yanılgıyı da bu yazımız içerisinde ele alalım.

Teori ve Kanun (Yasa)

“Teoriler daha fazla bilim insanı tarafından kabul edilirse kanun/yasa olurlar”

“Teoriler kanıtlanırsa, kanun/yasa olurlar.”

İki cümle de tamamen yanlıştır! Öncelikle bilimsel teori ve bilimsel yasa kavramları birbirlerinden farklı kavramlardır. Bilimsel yasalar; doğal dünyanın bazı özelliklerinin tanımıdır, yani bilimsel yasalar tanımlamalardır. Yukarıda da belirttiğimiz üzere; teoriler ise doğal dünyanın bazı özelliklerinin açıklamalarıdır. Yani, kanunlar/yasalar tanımlama (description), teoriler ise açıklamadır (explanation). Kanunlar doğal dünyanın bazı özelliklerini tanımlarken, bu özelliklerin açıklamasını ise teoriler yapar. Örneğin, Newton’ın Yerçekimi (Kütleçekimi) Yasası şunu söyler; iki nesne arasındaki çekim kuvveti, bu nesnelerin kütlelerinin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki uzaklığın karesiyle de ters orantılıdır. Yani yasa; olan durumun ne olduğunu söyler (tanımlar), fakat yerçekiminin neden olduğunu ya da nasıl işlediğini açıklamaz. Oysa, yerçekiminin (kütleçekimi) teorisi ise, örneğin; Einstein’ın Genel Görelilik Teorisi; bu durumun neden/niçin meydana geldiğini açıklar. AstronomidekiHubble Yasası şunu söyler; astronomik nesnelerden gelen -gözlemlenen- kırmızıya kayan ışık; bu nesnelerin Dünya ile arasındaki mesafeyle orantılıdır; Big Bang (Büyük Patlama) Teorisi ise; evrenin genişlemekte olduğunu söyleyerek bu gözlemi açıklar. Biyolojideki, Mendel’in Kalıtım Yasaları; özelliklerin (karakterlerin) anne ve babadan yavrulara nasıl geçtiğinin belirli örgülerini tanımlarken, moleküler genetik teorileri; bu gözlemleri, kromozom, gen ve DNA yapılarına dayandırarak açıklar. Yani; teoriler daha fazla delille desteklendiğinde yasa haline gelmezler. Bilakis, teoriler ulaşılabilen “en yüksek” noktadır ve bilimin her alanında teorilere ulaşma gayesi vardır. Eğer ki; bilim, yalnızca yasaların keşfedilmesini içerseydi, bazen aşağılamak için kullanılan bir deyim olan “pul koleksiyonculuğu” aktivitesi olarak kalırdı: Doğal fenomenleri, onları açıklamaya dair herhangi bir çaba göstermeden listele gitsin.

Öte yandan, genellikle bilim insanları tarafından ifade edilmemiş olsa da; yaşayan organizmaların zamanla değiştiğini ifade etmek için “Evrim Yasası” kavramı kullanılabilir. Bu değişim; hem fosil kayıtlarında hem de günümüzde bir jenerasyondan bir diğerine gözlemlenebilir. Evrim Teorisi; bu genel örüntünün yanı sıra, canlı organizmaların rastgele mutasyonlar ve doğal seçilimden kaynaklı olarak farklı üreme başarılarını deneyimlediğini söyleyerek belirli ayrıntıları açıklar. Ve dahası, evrimi destekleyen deliller o kadar güçlüdür ki; biyologlar, evrimi; genellikle sorgulanamaz ve açık bir gerçeklik (Güneş Merkezlilik ya da Yerçekimi gibi ) olarak isimlendirir. Böylece de; evrim hem teori hem de bir gerçek olarak ifade edilir.

Uygulanabilen her testi başarıyla geçmiş, güçlü delillerle desteklenmiş, çok sayıda doğrulanmış tahmin yapabilmede kullanılmış, dünyanın bazı özelliklerinin bir açıklaması: İşte evrimin durumuna dair tutarlı bir tanımlama. Yani evrime karşı bir argüman olarak “yalnızca bir teori” söylemi; evrime karşı değil esasında evrim için bir argümandır :) Yalnızca çok güçlü, test edilmiş bilimsel düşünceler bu ünvanı elde ederler.

Son olarak, bu yazımız kapsamında da ifade ettiğimiz gibi; evrimi, “yalnızca bir teori” olarak isimlendirmek geçerli bir itiraz değildir, fakat evrimi daha da saygın yapan bir tanımlamadır.

207. yaş gününde, bir kez daha; iyi ki doğdun Charles Darwin ! Doğal seçilimin bütün aydınlığı ve berraklığıyla evrim yürüyor diyerek bitirelim.


Kaynaklar ve İleri Okuma:

  • Bilimfili,
  • American Association for the Advancement of Science (1993). Benchmarks for science literacy. New York:Oxford University Press
  • Camphell, J. (1968). What is science? New York: Dover Publications.
  • Carey, S. S. (1994). A beginners guide to scientific method Belmont, CA: Wadsworth Publishing Company.
  • Horner, J. K. & Rubba, P.A. (1979) The laws are mature theories fable. The Science Teacher, 46 (2), 31.
  • Horner, J. K. & Rubba, P.A. (1978) The myth of absolute truth. The Science Teacher, 45 (1), 29-30.
  • Pearson,. K. (1937). The grammar of science. London: Dutton.
  • Rhodes, G. and Schaible (1989). Fact, law, and theory: Ways of thinking in science and literature. Journal of College Science Teaching, 18(4), 228-232 & 288
  • Sonleitner, F. J. (1989, Nov/Dec). Theories, laws and all that. National Center for Science Education, Newsletter, 9(6), 3-4.
  • Galus, P. J. 2003. A testable prediction. The Science Teacher, 70(5):10.

Sol-Sağ Elli Aminoasitler ve Yaşamın Başlangıcı

Bilim insanları, Dünya’da yaşamı oluşturan aminoasitlere baktıkları ilk zamanlardan beridir ellerinde bir gizem olduğunu biliyorlardır. Kelimenin tam anlamıyla Dünya’daki yaşamın tamamı “sol elli aminoasitler” üzerine kuruludur ve burada “sol el”den kastımız yazı yazmak için kullanılan eliniz değildir.

Yaşamın oluşmasını sağlayan bu moleküller kiraldirler. Bu, basit olarak, her bir molekülün 2 farklı yapıda oluşması anlamına gelir ve bu 2 yapı birbirinin ayna görüntüsü gibidir. Buna yapılarına bağlı olarak bilim insanları tarafından “sol elli” ya da “sağ elli” olarak isimlendirilirler. Bu farklı formlar arasında kimyasal içerik bakımından hiçbir farklılık bulunmaz; ancak fiziksel olarak birbirlerinin tam tersi görünümdedirler. Aşağıda bu durum gösterilmektedir:
Teorik olarak bir sağ elli aminoasit ile sol elli aminoasidi oluşturmak eşit derecede kolay olmalıdır (dolayısıyla bu ikisi her varlık formunda eşit olarak bulunmalıdır) ancak canlılığa baktığımızda, tamamen sol elli aminoasitler üzerine kurulu olduğu görülmektedir.
İşte burada şu soru devreye girer: Neden? Sonuç olarak yapılan tüm biyokimya ve abiyogenez (canlılığın cansızlıktan evrimi) deneylerinde Dünya’nın ilkel koşulları modellenmiş ve neredeyse eşit miktarlarda sağ ve sol elli aminoasitler üretilmiştir.
İşte bu sonuç, bilim insanlarının yaşamın Dünya’da nasıl başladığını net olarak iddia etmekten alıkoyan temel sonuçlardan biridir. Yani deneylerde üretilen aminoasitler ile etrafımızda canlı olarak gördüğümüz yapılardaki aminoasitlerin aynı el düzeninde olmayışı, yaşamın tam olarak nasıl başladığını bilmekten bilim insanlarını alıkoyan nadir nedenlerden biridir.
Meteoritler üzerinde yapılan araştırmalar, bol kayalıklı hazine kutuları içerisinde sol elli aminoasitlerin de bulunduğunu göstermektedir. Bu gerçek, yaşamın (ya da en azından yaşama sebep olacak kimyasalların) evren içerisinde oluştuğu ve sonrasında Dünya’ya (ve belki de başka gezegenlere de) meteor ve kuyrukluyıldız bombardımanları sırasında taşındığına yönelik teoriyi desteklemektedir. Ancak yine aynı önemdeki soruya geliriz: neden sol elli aminoasitler daha yaygındır? Sağ elli aminoasitlerden uzak durulmasına neden olan doğal önyargı neye dayanmaktadır?
Araştırmacılar bu sorunun bir cevabının, bu yapıların ışıkla olan etkileşimlerine bağlı olduğunu düşünmektedirler. Burada devreye dairesel polarizasyon (kutuplanma) konusu girer. Elektriksel polarizasyon, yön bakımından dairesel olarak değişip, şiddet bakımından hiç değişmeyen elektromanyetik alanları tanımlamak için kullanılır. Dairesel rotasyonun yönüne bağlı olarak, ışık bu iki formdan sadece birinin varlığını korumasını sağlıyor olabilir: ve o şanslı form, sol elli aminoasitler olmuş olabilir.
Bu tip bir polarizasyon Akrep takımyıldızının içerisinde bulunan ve 5500 ışık yılı uzaklıktaki Kedi Patisi nebulasında da gözlenmiştir. Japonya’da bulunan Ulusal Astronomik Gözlemevi’nden araştırmacılar bu nebulanın %22’sinin dairsel polarizasyona uğradığını tespit etmiştir. Bu da, dairesel polarizasyonun yıldız oluşumunda önemli bir rolü olduğunu ve bunun sonucunda belli tip bir aminoasit formasyonunun desteklenmesinde önem arz ettiğini düşündürmektedir.
Bu bulgularla uyumlu olarak araştırmacılar, aminoasitlerin oluşumuna neden olan tepkimelerin uzayda da meydana gelebileceğini göstermişlerdir. Eğer ki aminoasitler bu dairesel polarizasyonun merkezinde oluşuyorlarsa, kesinlikle bu polarizasyon tarafından desteklenen kiralite (el yapısı) da, diğer forma göre çok daha fazla miktarda ve sıklıkta oluşacaktır.
Elbette ki buradan anladığımız, Güneş Sistemi’nin oluşumunda sol elli aminoasitlerin desteklenmiş olduğudur. Bu sistem içerisinde oluşan nesneler, içeriklerindeki değerli sol elli aminoasitleri Dünya’ya taşıdıkça, Dünya’da oluşacak olan canlılık da ister istemez sol elli aminoasitler üzerine kurulmuş olabilir. Bu da, canlılar olarak bizlerin neden “sol elli” olduğumuz gerçeğine ışık tutmaktadır.
Burada ufak bir noktanın da altını çizelim: esasında NASA’dan araştırmacılar zaten canlılığın sağ elli aminoasitler üzerine de kurulu olarak, normal şekilde çalışacağını gösteren teorik çalışmalar yapmışlardır (buradan okunabilir). Aynı araştırmalar sırasında, sağ elli aminoasitlerin sonradan ve şans eseri sol elli aminoasitlere dönüştüğü de düşünülenler arasındadır (bunda özellikle meteor çarpmalarının etkisi olduğu düşünülmektedir ve deneysel olarak bu gösterilmiştir). Yani bilim insanlarının yapmaya çalıştığı, sol elli aminoasitlerin neden bu kadar ciddi anlamda baskın olduğunu açıklamaktır. Yoksa sol elli aminoasitler ile sağ elli aminoasitler, canlılığı oluşturmak açısından özlerinde önemli bir farklılık göstermemektedirler. NASA’da araştırmalar yürüten bilim insanları, sağ elli aminoasitler üzerine kurulu bir yaşamın da kolaylıkla varlığını sürdürebileceğini söylemekte; ancak iki formun bir arada bulunamayacağının altını çizmektedirler. Dolayısıyla belki de moleküler seçilim yasaları, ikisini bir arada bulunduranları elemiş olabilir ve dairesel polarizasyondan ötürü daha yoğun olarak bulunan sol elli aminoasitler, yaşamın başlangıcındaki ana form haline gelmiş olabilir.
Bu soru işaretlerinin cevabını gelecekte yapılacak araştırmalar netleştirecektir.
Hazırlayan: ÇMB (Evrim Ağacı)
 
Kaynaklar ve İleri Okuma:

Evrimsel Süreçte Erkekler Neden Var Oldu?

Evrimsel seçilim tamamen verimliliğe dayalıdır. Peki bu süreçte erkeklerin varlığını sürdürmelerinin sebebi nedir? Ya da seks; üreme için neden baskın mekanizma olmuştur? Nature‘da yayımlanan yeni bir araştırmada bu sorular cevaplandı.

University of East Anglia’s School of Biological Sciences’dan Matt Gage; cinsel seçilimin (eş seçiminde erkeklerin dişi bireyler tarafından seçilebilmek için yarışmaları) yüksek düzeyde soy içi üremeden (ensest) kaynaklanan genetik stresin varlığı olsa bile, popülasyonların yok olmasını engellediği gibi popülasyonun genel sağlığını da güçlendirdiğini söylüyor.

Seksteki Sorunlar

İki farklı cinsiyetin varlığı; türün hangi bireyinin genlerinin bir sonraki nesile aktarılacağını belirleyen cinsel seçilim sürecini destekleyicidir. Gage seksin yaygın ve güçlü bir etki olduğunu ancak pratikte ortaya çıkan kalıtsal sorunlardan kaynaklı olarak neden böyle bir şeyin varolduğuna dair açıklama yapmanın zor olduğunu söylüyor.

Matt Gage:

“Seks, aseksüel üremeye kıyasla önemli sınırlandırmalara sahiptir. Sekste şu sınırlılıklar söz konusudur; 

a) döllerin yarısı (erkekler) yavru üretmezler
b) yavrudaki genlerin yalnızca yarısı size aittir
c) eş bulma ve onunla çiftleşme için gereken bedelleri ödemek zorundasınız; zaman harcamalı, efor göstermeli ve “acı” çekmelisiniz
d) eğer tamamen adapte olmuş gen komplekslerini taşıyorsanız, bu genler cinsel birleşme ile bir sonraki nesile “bozulmuş” ve derişimi biraz daha seyrelmiş halde taşınır.

Seksin bu dört sonucu, yalnızca dişi yavruların erkeğe ihtiyaç duymadan yeni dişiler ürettiği aseksüel üremeye kıyasla ciddi sınırlandırmalar içerir. Peki durum böyleyse neden sex ve erkeklerin varlığı üremedeki baskınlıklardan birisi olarak evrimleşmiştir?” diyor.

Cinsel Seçilim Modeli Olarak Tribolium Un Böceklerinin Kullanılması

Araştırmanın bir parçası olarak, ekip kontrollü laboratuvar koşullarında Tribolium un böceklerinin 50 neslini 10 yılı aşkın bir süre boyunca gözlemlediler. Araştırma çerçevesinde türün üremek için neden sekse başvurduğunu ve cinsel seçilimin evrimdeki rolünü anlamaya çalıştılar.

Peki araştırma için neden Tribolium un böcekleri seçildi?

Tribolium un böcekleri üremenin evrimini anlık gözlemleyebilmek için en iyi modeldir ve oldukça fazla sayıda deneysel deneme durumu araştırmaya istatistiksel güç gerçeklik katar. Bu türün nesil üretme süresi yaklaşık bir aydır, bu da deneysel evrimin gerçekleştirilmesine ve böceğin soy ve popülasyonlarının kontrol edilen durumlar altında gözlemlenebilmesine olanak sunar.

Ayrıca Gage; Tribolium un böceklerinin; erkeklerin yavrular için doğrudan bir ilgi göstermediği gelişi güzel bir eşleşme aracılığıyla ürediklerini söylüyor. Bu durum doğada oldukça yaygındır, dolayısıyla bu canlıların “denek” olarak kullanılması bulguların daha genele yayılabileceğine olanak tanır.

Erkekler Genom Sağlığında Önemli Bir Role Sahipler

Deneylerde, cinsel seçilim etkisi; yoğun yarıştan (bir dişiye dokuz erkek oranında) yarışın olmadığı (bir dişiye bir erkek) bir duruma değiştirildi. Yani cinsel seçilim ortadan kaldırıldı. 7 yılın ve yaklaşık 50 nesilin ardından araştırma ekibi; soy içi çiftleştirme (ensest) yaptılar ve cinsel seçilimin olduğu popülasyonlarda (1 dişiye 9 erkek oranı) yok olma tehditinin, cinsel seçilim olmayan popülasyonlara (1 dişiye 1 erkek oranı) kıyasla yok olma tehdidini daha çabuk aşabildikleri sonucuna ulaştılar.

Cinsel seçilimin bulunduğu bazı popülasyonlar 20 nesil soy içi döllenme yapılmasına rağmen hayatta kalmayı başardılar. Buna karşın, cinsel seçilim etkisinin olmadığı popülasyonlar ise soy içi döllenmenin onuncu neslinde tamamen yok oldular. Gage bulguların; erkekler arasındaki yarışın popülasyonun genel genetik sağlığını geliştirdiğini gösterdiğini söylüyor.

Gage; erkekler ve seksin evrimsel süreçte varlığını sürdürmesinin iki temel sebebi olduğunu söylüyor ve ekliyor:

“Seks “kötü” genomları popülasyondan temizliyor ve/veya seks “iyi” genomların tür boyunca yayılmasına yardımcı oluyor.”

Seks, aseksüel üremeye kıyasla bazı sınırlılıklar içerse de evrimsel süreçte önemli bir parametre olan çeşitliliğin ortaya çıkmasına sebep oluyor. Çeşitliliği ortaya çıkaran iki cinsiyetli (erkek ve dişi) üreme biçimi evrimsel süreçte bir avantaj sunuyor. Dolayısıyla erkeğin evrimsel süreçteki varlığını sürdürmesi ve eşeyli üremenin (seks) süregelmesi popülasyonların genel genom sağlığını iyileştirerek türü yok olmaktan kurtarıp, çevreye uyumlu hale getiriyor.


Kaynak: Chuck Bednar, “Why does evolution allow males to exist?”, http://www.redorbit.com/news/science/1113392650/why-does-evolution-allow-males-to-exist-051815/

Evrimsel seçilim tamamen verimliliğe dayalıdır. Peki bu süreçte erkeklerin varlığını sürdürmelerinin sebebi nedir? Ya da seks; üreme için neden baskın mekanizma olmuştur? Nature‘da yayımlanan yeni bir araştırmada bu sorular cevaplandı.

University of East Anglia’s School of Biological Sciences’dan Matt Gage; cinsel seçilimin (eş seçiminde erkeklerin dişi bireyler tarafından seçilebilmek için yarışmaları) yüksek düzeyde soy içi üremeden (ensest) kaynaklanan genetik stresin varlığı olsa bile, popülasyonların yok olmasını engellediği gibi popülasyonun genel sağlığını da güçlendirdiğini söylüyor.

Seksteki Sorunlar

İki farklı cinsiyetin varlığı; türün hangi bireyinin genlerinin bir sonraki nesile aktarılacağını belirleyen cinsel seçilim sürecini destekleyicidir. Gage seksin yaygın ve güçlü bir etki olduğunu ancak pratikte ortaya çıkan kalıtsal sorunlardan kaynaklı olarak neden böyle bir şeyin varolduğuna dair açıklama yapmanın zor olduğunu söylüyor.

Matt Gage:

“Seks, aseksüel üremeye kıyasla önemli sınırlandırmalara sahiptir. Sekste şu sınırlılıklar söz konusudur; 

a) döllerin yarısı (erkekler) yavru üretmezler
b) yavrudaki genlerin yalnızca yarısı size aittir
c) eş bulma ve onunla çiftleşme için gereken bedelleri ödemek zorundasınız; zaman harcamalı, efor göstermeli ve “acı” çekmelisiniz
d) eğer tamamen adapte olmuş gen komplekslerini taşıyorsanız, bu genler cinsel birleşme ile bir sonraki nesile “bozulmuş” ve derişimi biraz daha seyrelmiş halde taşınır.

Seksin bu dört sonucu, yalnızca dişi yavruların erkeğe ihtiyaç duymadan yeni dişiler ürettiği aseksüel üremeye kıyasla ciddi sınırlandırmalar içerir. Peki durum böyleyse neden sex ve erkeklerin varlığı üremedeki baskınlıklardan birisi olarak evrimleşmiştir?” diyor.

Cinsel Seçilim Modeli Olarak Tribolium Un Böceklerinin Kullanılması

Araştırmanın bir parçası olarak, ekip kontrollü laboratuvar koşullarında Tribolium un böceklerinin 50 neslini 10 yılı aşkın bir süre boyunca gözlemlediler. Araştırma çerçevesinde türün üremek için neden sekse başvurduğunu ve cinsel seçilimin evrimdeki rolünü anlamaya çalıştılar.

Peki araştırma için neden Tribolium un böcekleri seçildi?

Tribolium un böcekleri üremenin evrimini anlık gözlemleyebilmek için en iyi modeldir ve oldukça fazla sayıda deneysel deneme durumu araştırmaya istatistiksel güç gerçeklik katar. Bu türün nesil üretme süresi yaklaşık bir aydır, bu da deneysel evrimin gerçekleştirilmesine ve böceğin soy ve popülasyonlarının kontrol edilen durumlar altında gözlemlenebilmesine olanak sunar.

Ayrıca Gage; Tribolium un böceklerinin; erkeklerin yavrular için doğrudan bir ilgi göstermediği gelişi güzel bir eşleşme aracılığıyla ürediklerini söylüyor. Bu durum doğada oldukça yaygındır, dolayısıyla bu canlıların “denek” olarak kullanılması bulguların daha genele yayılabileceğine olanak tanır.

Erkekler Genom Sağlığında Önemli Bir Role Sahipler

Deneylerde, cinsel seçilim etkisi; yoğun yarıştan (bir dişiye dokuz erkek oranında) yarışın olmadığı (bir dişiye bir erkek) bir duruma değiştirildi. Yani cinsel seçilim ortadan kaldırıldı. 7 yılın ve yaklaşık 50 nesilin ardından araştırma ekibi; soy içi çiftleştirme (ensest) yaptılar ve cinsel seçilimin olduğu popülasyonlarda (1 dişiye 9 erkek oranı) yok olma tehditinin, cinsel seçilim olmayan popülasyonlara (1 dişiye 1 erkek oranı) kıyasla yok olma tehdidini daha çabuk aşabildikleri sonucuna ulaştılar.

Cinsel seçilimin bulunduğu bazı popülasyonlar 20 nesil soy içi döllenme yapılmasına rağmen hayatta kalmayı başardılar. Buna karşın, cinsel seçilim etkisinin olmadığı popülasyonlar ise soy içi döllenmenin onuncu neslinde tamamen yok oldular. Gage bulguların; erkekler arasındaki yarışın popülasyonun genel genetik sağlığını geliştirdiğini gösterdiğini söylüyor.

Gage; erkekler ve seksin evrimsel süreçte varlığını sürdürmesinin iki temel sebebi olduğunu söylüyor ve ekliyor:

“Seks “kötü” genomları popülasyondan temizliyor ve/veya seks “iyi” genomların tür boyunca yayılmasına yardımcı oluyor.”

Seks, aseksüel üremeye kıyasla bazı sınırlılıklar içerse de evrimsel süreçte önemli bir parametre olan çeşitliliğin ortaya çıkmasına sebep oluyor. Çeşitliliği ortaya çıkaran iki cinsiyetli (erkek ve dişi) üreme biçimi evrimsel süreçte bir avantaj sunuyor. Dolayısıyla erkeğin evrimsel süreçteki varlığını sürdürmesi ve eşeyli üremenin (seks) süregelmesi popülasyonların genel genom sağlığını iyileştirerek türü yok olmaktan kurtarıp, çevreye uyumlu hale getiriyor.


Kaynak:

  1. Bilimfili,
  2. Chuck Bednar, “Why does evolution allow males to exist?”, 
  3. Alyson J. Lumley, Łukasz Michalczyk, James J. N. Kitson, Lewis G. Spurgin, Catriona A. Morrison, Joanne L. Godwin, Matthew E. Dickinson, Oliver Y. Martin, Brent C. Emerson, Tracey Chapman & Matthew J. G. Gage Sexual selection protects against extinction Nature 522, 470–473 (25 June 2015) doi:10.1038/nature14419 Received 12 January 2015 Accepted 18 March 2015 Published online 18 May 2015 Corrected online 24 June 2015

Neden Aşık Oluruz?

Her duygunun olduğu gibi aşk ın da fizyolojik ve psikolojik bir izahının olması gerekiyor kuşkusuz. Öyleyse; neden aşık oluyoruz? Bu soruya verilecek cevaplar çok çeşitli şekillerde olabilir ancak nedenleri sorguluyorsak elbette ki söz konusu durumun kökenlerini ele almalıyız. Yani aşkın evrimine bakmamız gerekiyor.

Neden aşk duygusuna sahip olduğumuz sorusu aslında evrimsel açıdan cevaplanmış bir soru. Aşık oluyoruz çünkü üremeliyiz. Çok kaba ve “düz” bir ifade gibi görünebilir ancak tarifinde bile güçlük çektiğimiz bu duygunun kökeni; üreme ve türümüzü devam ettirebilme güdüsüne dayanıyor. Evrimsel süreçte, değişen koşullara en iyi adapte olabilen canlı türünün hayatını devam ettirebildiğinden yola çıkarak, aşık olma durumumuzun aslında canlı türümüzün devamını sağlamak amacından başka bir amaç taşımadığını da söyleyelim. Yani aşkın maddeüstü bir anlamı kesinlikle yoktur ve tamamen biyokimyasal bir süreçtir. Türlerin üremeye devam etmesi ve türün devamlılığının sağlanması, evrim için başat önemdedir. Çiftleşmek ana amaç iken, aşk duygusu bu amaca giden yalnızca bir araçtır. 2005 yılında yapılan bir araştırma; beyindeki cinsel uyarının insanların aşık oldukları anlarda tamamen aktif halde olmadığını ortaya koydu.

Bu durum, aşkın üremeyi güçlendirdiği fikrini yanlışlamıyor, fakat yeni soruların da ortaya çıkmasına sebep oluyor. Mesela; üremeden sonra bile neden aşk duygumuz devam ediyor? Bu soruya mutlak cevap elbetteki evrimsel temelde oluyor: ödül ve bağlılığın kombinasyonu partnerimize duyulan tutkuyu devamlı kılıyor.

neden-aşık-oluruz-2Ödül motivasyonu ve onun yardımcı salgısı dopamin birlikteliğinden kaynaklı olarak aşkın birincil telaşı bir duygudan ziyade bir tutkuya dönüşmesidir. Zamanla, diğer nörotransmitterler ürememizin yıllarca sürdüğü uzun birlikteliklerin oluşmasında önemli roller üstleniyorlar.

 

Vazopresin ve oksitosin gibi hormonlar  insanlara ve diğer memeli türlerinin neredeyse %3’üne, devam eden tek eşli bir aşkı yaşamaları noktasında yardımcı olur. Bu iki kimyasal (vazopresin ve oksitosin); diğer insanlarla ilgili hafızalar oluşturma kabiliyetimizle ilişkilidir ve diğer insanları tanıyabilmemize yardımcı olurlar. Aynı zamanda da dopaminin yanı sıra cinsel birleşme anında da salgılanırlar.

Dopamin (haz ve mutluluk duygusuna sebep olur), oksitosin (bağlılık hissi ile ilgilidir) ve vazopresin (bağlılığı geliştirir ve sosyal anlamda ayırt edebilmeyi sağlar) birlikteliği partnerimize bağlılığımıza sebep olan öğrenilmiş bir davranışın ortaya çıkmasını sağlar.

Dopamin sinirsel bir iletim kimyasalıdır. Aşık olduğumuzda mutlu hissetmemizin sebebi dopamindir. Oksitosin ise aşk bitse dahi birlikteliklerin uzun süre devam edebilmesini sağlayan ve bağlılığa sebep olan etken kimyasaldır. Evliliklerdeki bozulmaların ve boşanmaların biyokimyasal süreçteki sebebinin oksitosin seviyesinde meydana gelen anormallikler olduğu düşünülmektedir. Cinsel birleşme sırasında da oksitosin oldukça fazla salgılanır, bu durum da bizlere aşk ile cinsel birleşmenin evrimsel açıdan ilişkili olduğu fikrini sunmaktadır. Vazopresin de tıpkı oksitosin gibi bağlılık hissinin gelişmesini ve buna ek olarak da sosyal hayatta insanları ayırt edebilmemizi ve tanıyabilmemizi sağlayan bir hormondur.

anne-bebek-babaBu kimyasallar aynı zamanda ailesel aşkta da örneğin; ebeveyn-çocuk ya da kardeşler arasındaki sevgide de rol oynuyorlar. Örneğin, oksitosinin ebeveyn bağı üzerinde önemli rolü vardır. Aynı zamanda da; annede doğum sırasında oksitosin salgılanır ve anne sütünün üretilmesinde de oksitosinin rolü vardır.

 

Sonuç olarak, ürememize götürebilecek ilişkileri güçlendirmek ve sürdürdüğümüz ilişkiler sonucu doğacak çocukları düşünerek aşık oluruz. Yani türümüzü devam ettirebilmek için.

Yukarıda anlatılan süreçlerin hepsi bütün duygularda olduğu gibi tamamen beyinde gerçekleşmektedir. Dolayısıyla aşk da yalnızca beyinde gerçekleşmektedir. Elbetteki beyinde gerçekleşen algılamalar, salgılamalar ya da uyarılar vücudumuzun kalp, kaslar, bağırsaklar gibi diğer organlarında değişikliklere sebep olabilir ancak aşk kalpte oluşan bir duygu değildir. Bir diğer ifade ile kalbimizle değil, beynimizle aşık oluruz.

Yararlanılan Kaynaklar:

  1. Bilimfili
  2. University of Minesota
  3. Psychology Today
  4. LiveScience
  5. Economist

Afrika’dan Çıktığımızdan Beri Zararlı Mutasyon Biriktiriyoruz

Modern insanların (Homo sapiens) ilk olarak Afrika’da 150.000 yıl önce ortaya çıktığı düşünülmektedir. 100.000 yıl sonra da bir kısmının asıl doğdukları toprakları bırakarak önce Asya’ya sonra da daha doğuya ve Bering Boğazı’nı geçerek Amerika’da kolonileşmek üzere yolculuğa başladıkları biliniyor. Excoffier ve araştırma arkadaşları yeni bir teorik model geliştirerek, insanların küçük gruplar halinde göç etmeleri halinde orijinal Afrika’lı ailelerinden iyice uzaklaşarak, genetik olarak koparak bir ‘mutasyon yığını’ olmak üzere zararlı mutasyonları biriktireceklerini öne sürdü. Dahası, bir popülasyonun sahip olduğu bu mutasyon birikiminin, Afrika’dan çıktıklarından bugüne kadar alınan yolu hatta izlenen güzergahı gösterebileceği öne sürüldü.Kısacası; bugün Meksika’lı bir bireyin Afrika orijinli bir bireyden daha fazla zararlı genetik değişken bulunduruyor olmalı.

Hipotezlerini test etmek için araştırmacılar, Afrika dışındaki ve içindeki yedi ayrı popülasyondan (Demokratik Kongo Cumhuriyeti, Namibya, Kamboçya, Cezayir, Pakistan, Sibirya, Meksika) elde edilen genomlardaki anlamlı dizilerin tümünün baz dizilimini çıkarmak (sekanslamak) üzere yeni jenerasyon sekanslama (NGS) teknolojisinden yararlandı. Daha sonra teorilerine uyumlu biçimde zararlı mutasyonların uzamsal yerleşkelerini (söz konusu mutasyonların DNA içerisindeki konumları) simüle etti. Bulgular ise teoriyi doğrular nitelikteydi; kişiye düşen az zararlı mutasyonların sayısı gerçekten de bireyin Güney Afrika’dan uzaklığı ile doğru orantılı olarak artıyor.

Afrika’dan daha uzakta olan popülasyonlardaki zararlı mutasyon yükünün veya sayısının daha çok olmasının temel sebebi ise doğal seçilimin küçük popülasyonlar için çok güçlü etkilerinin olmamasında yatıyor: küçük öncü kabilelerde, büyük popülasyonlara oranla zarar verici mutasyonlar daha düşük verimliliklerle arındırılmış oluyor. Buna ek olarak, Afrika’dan çıkarak çok uzak noktalarda yerleşip kalacak olan topluluklarda asıl zaman yolculukla geçtiği için, doğal seçilimin işini yapması için yeterli vakti olmuyor.

Araştırmanın yazarlarından Stephan Peischl’in konu ile ilgili açıklaması şöyle : ” Düşük derecede zararlı olan mutasyonların, yaklaşık 1000 jenerasyondan daha fazla sürmüş olan Afrika’dan dışarı yayılma sırasında nötr fenomenler olarak evrimleştiğini keşfettik. Buna karşın, çok zararlı mutasyonlar, sanki bir bireyin dayanabileceği bir eşik seviyesi varmış gibi (ya da bu duruma işaret edecek biçimde), Dünya’daki her bireyde benzer oranlarda veya frekanslarda bulunuyor.”

Laurent Excoffier ise : ” 50 bin yıl önce başlayan göçlerin insan genetik çeşitliliği üzerinde bugünde takip edilebilecek işaretler bırakmış olması mükemmel bir şey, ancak bunu gözlemlemek için tüm kıtalardan farklı popülasyonlara ait devasa bir genetik dizi verisine sahip olmak gerekiyor. Yalnızca 5 sene önce bile, bu mümkün değildi.” şeklinde bir açıklamada bulundu.

Araştırma Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlandı.


Kaynak : Bilimfili, Brenna M. Henn, Laura R. Botigué, Stephan Peischl, Isabelle Dupanloup, Mikhail Lipatov, Brian K. Maples, Alicia R. Martin, Shaila Musharoff, Howard Cann, Michael P. Snyder, Laurent Excoffier, Jeffrey M. Kidd, Carlos D. Bustamante. Distance from sub-Saharan Africa predicts mutational load in diverse human genomes.Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015; 201510805 DOI:10.1073/pnas.1510805112

Çocuklar Bir Şeye Odaklanırken Neden Dillerini Dışarı Çıkarırlar?

Oldukça hassasiyet gösteren bir işe odaklandığınızda dilinizin ucunu hafifçe dışarıya doğru çıkarıyor musunuz? Bazı yetişkinler ve çocukların büyük çoğunluğu bu davranışı gösterirler. Peki neden?

Yıllar sonra bilim insanları bu merak uyandıran duruma dair çeşitli açıklamalar getirdiler. Bazıları; odaklanma davranışının motor sinyallerde bir coşmaya sebep olduğu bu durumun da dili dışarı çıkarma ile sonuçlandığını ileri sürüyor. Bazıları ise; tok bebeklerin anne memesini ya da biberonu reddetmek için dillerini dışarı çıkarmaları durumunun daha sonradan “beni yalnız bırak” anlamına gelen bir reddetme sembolü halini aldığını ileri sürüyor.

Cognition ‘da yayımlanan bir çalışmada ise; araşırmacılar, bu yaygın davranışın, konuşma yeteneğinin kökeninin jestler olduğu teorisine destek sunduğunu ileri sürüyor.

Yürütülen çalıma kapsamında, araştırmacılar; yüksek derecede konsantrasyon gerektiren 6 görevi tamamlamaları için 4 yaşındaki 14 İsveçli çocuğu kayıt altına aldılar. Bu 6 görevde, iyi derecede motor kontrolü gerektiren küçük oyuncakları elle kullanma becerisi, bir başkası bir hikayedeki bilgiyi hatırlama, çocuğun dikkatini  ve araştırmacı elini masaya vurduğunda çocuğun da hafifçe elini masaya vurmasıyla karşılık bulan bir oyundaki kontrolünü ölçen bir görevi içeriyor. Bu görevler gerçekleştirilirken araştırmacılar çocukları videoya kaydettiler.

Sonrasında, araştırmacılar; çocukların ne sıklıkta dillerini dışarı çıkardıklarını not alarak videolar üzerinde çalıştılar. Videolarda çocukların bütün görevlerde dillerini dışarı çıkardıkları görüldü. Ancak garip bir biçimde, görev iyi derecede motor kontrol gerektirmese bile, çocuklar elle masaya vurma oyununda dillerini daha sıklıkta dışarı çıkarıyorlardı.

Bu bulgu; konuşma dilinin, el jestlerinden evrildiği fikriyle oldukça uyum içerisinde olduğunu gösteriyor. Elle masaya vurma oyunu sırasında dili dışarı çıkarma durumu el ve dil arasında çift taraflı bir bağlantı olduğunu ileri sürüyor. Örneğin; el hareketlerinin yapılandırılmış sırası gerçekleştirildiğinde, bu hareketlere spontane dil hareketleri de eşlik ediyor. Dahası, bu oyunda hızlı konuşma sırası ve yapılandırılmış el hareketleri sırası dilin kendine özgü bileşenleri olduğunu gösteriyor.

Çocuklara dair yürütülen yakın bir gözlemin ardından, araştırmacılar çocukların dillerini biraz daha sağa doğru çıkardıklarını fark ettiler. Bu durum; beynin –sağ elini kullananlarda– dil ile ilgili lobu olan sol lob tarafından kontrol edildiğini gösteriyor.

İlginç bir biçimde, çocuklar, hiçbir motor hareket gerektirmeyen hikâye hatırlama görevi sırasında da dillerini dışarı çıkarıyorlar. Fakat araştırmacılar; içsel konuşma becerisinin de dil hareketlerini tetiklemesinin mümkün olduğunu söylüyorlar.


Makale Referansı: Forrester, Gillian S., and Alina Rodriguez. “Slip of the tongue: Implications for evolution and language development.” Cognition 141 (2015): 103-111.
Kaynak: Bilimfili, Bahar Gholipour, “Why Do Kids Stick Their Tongues Out When Focusing?,” https://www.braindecoder.com/what-do-kids-stick-their-tongues-out-when-focusing-1224103965.html

Virüsler Canlılar ve Modern Hücrelerden Daha Yaşlılar!

Virüsler, yaşamımız üzerinde büyük etkiye sahiptir ve çeşitli hastalıklara sebep olan virüslerden kendimizi nasıl korumamız gerektiğine dair büyük atılımlar içeren çalışmalar yapıyoruz. Fakat bilim insanlarının uzun süredir doğrulamaya çalıştıkları bir şey var; virüsler canlı mı değil mi? Çünkü virüsler ev sahibi (host) bir hücre olmadan hayatta kalamaz ve çoğalamazlar, bunun yanı sıra genlerindeki çok hızlı bir değişimlerden kaynaklı bilim insanları virüslerin ne zaman ve nasıl evrimleştikleri üzerine çalışma yürütemediler.

Fakat yeni yapılan bir çalışma ile ABD’den araştırmacılar; virüslerle ilgili ilk yaşam ağacını tamamlamayı başardılar. Ve bu çalışma; virüslerin yalnızca canlı olduklarını göstermekle kalmıyor, onların çok çok geçmişten beri var olduklarını ve hücrelerle birlikte çok uzun bir evrimsel geçmişe sahip olduklarını ortaya koyuyor. Ve görünen o ki; virüsler artık hayat ağacında bir yeri hak ediyorlar.

Virüslerin benzersiz yaşam döngüleri bilim insanları için hep kafa karıştırıcı bir sorun olarak kalmıştı. Daha da özele indirgersek; aslında virüsler; besinleri metabolize edemezler ve kendi DNA ve RNA ‘larını kopyalamak için gerekli olan proteinlere sahip değildirler, bunun yerine diğer canlıları istila ederek onların proteinlerini bu işlem için kullanırlar. Bu da bazı bilim insanlarını; virüslerin diğer canlı hücrelerden alınan protein paketli DNA ve RNA’nın cansız iplikçikleri olduğunu tartışmaya götürdü.

Her şeyi daha da karmaşık hale getiren ise; Ebola‘nın da dahil olduğu bazı virüsler oldukça az sayıda gene sahipler (Ebola; tamamı ölümcül hasara sebep olan 7 gene sahip). Öte yandan diğer virüsler –örneğin yeni keşfedilen dev virüsler gibi– bakteriden daha fazla gene sahipler.

Çok farklı tipteki bu virüslerin nasıl evrimleştiğini ortaya çıkarmak için birçok adım atıldı, fakat her konakta birçok defa kendilerini –genetik olarak– kopyaladıkları için, genleri hızlı bir mutasyona uğruyor ve çoğunlukla da konak hücrenin genleriyle karışıyor. Dolayısıyla da bu görev biraz imkansız bir hal alıyor.

Bu yeni çalışma ise bu fikirden vazgeçti ve bunun yerine proteinlere karmaşık, 3 boyutlu yapısını veren yapılar olan protein “kıvrımları” olarak isimlendirilen şeye odaklandı. Bu kıvrımların; viral genleri değiştirme olasılıkları çok daha azdır, çünkü kıvrımlar  onların değişimlerini başlatan koda dair bir genetik dizilimleri olsa bile yapılarını koruyorlar.

5080 organizma ve 3460 virüsteki kıvrımların analizlenmesi neticesinde, araştırmacılar; virüslerin ve modern hücrelerin 442 protein kıvrımının ortak olduğunu ve yalnızca kıvrımlardan yalnızca 66’sının sadece virüslere özgü olduğu bulgusuna ulaştılar. Fakat, bu 66 kıvrım hücrelerde hiçbir benzerlik taşımıyor ve bu durum da virüslerin bütün genetik materyallerini konak hücrelerden aldıkları hipotezi ile çelişiyor.

Bu bilgi onların kabaca bir hayat ağacı oluşturmalarına olanak sağladı ve böylelikle virüslerin modern zamanlardaki hücrelerle ortak atalardan geldiklerini ama daha eski olduklarını gösterdi. Science Andvances’deki araştırmacılara göre; virüsler birçok antik hücreden evrimleşmişlerdir ve modern hücrelerin atalarıyla aynı anda bulunmuşlardır.

Tabi ki, bu durum, virüslerin birden bire bizim bildiğimiz yaşam tanımına tam olarak uyduklarını göstermez. Öte yandan araştırmacılara göre, elimizde, “hayatta olmaya” dair tanımlamalarımızı yeniden yapılandırmamıza yetecek kadar delil var.

Projenin asistanlarindan Caetano’-Anollés’in Discovery News’e aktardığına göre; virüsler canlıdırlar. Ve yalnızca bizden biraz farklı ve atipik bir yaşamları var. Tamamen bağımsız değiller. Aksine, vücudumuzun içine girip çıkarak, kaynaklarımızı çalıyorlar ve üremeye devam ediyorlar. Kısacası, yaşamı ve yaşamla ilgili eylemleri tanımlama biçimimizi daha kapsayıcı bir hale getirmeliyiz.


Kaynak: Bilimfili

Çalışma Referansı: Arshan Nasir and Gustavo Caetano-Anollés. A phylogenomic data-driven exploration of viral origins and evolution. Science Advances, September 2015 DOI: 10.1126/sciadv.1500527

Dünya’da oksijen nasıl oluştu?

Zamanda yolculuk yapan bir makine icat edip Dünya’nın ilk dönemlerine gitmeye kalksak kötü bir sürprizle karşılaşırdık.

Hava olmadığı için soluk alamaz, birkaç dakika içinde oksijensizlikten ölürdük.

Gezegenin oluştuğu ilk dönemlerde atmosferde oksijen yoktu. Bilim insanları bu gazın ancak 2,4 milyar yıl kadar önce oluşmaya başladığını belirtiyor.

Atmosferde oksijenin ortaya çıkması “Büyük Oksidasyon Olayı” olarak adlandırılıyor. Bu ise gezegenin başına gelen en önemli olaylardan biri olmuştur. Zira oksijen olmasaydı yeryüzünde bugün gördüğümüz canlılar da olmayacaktı.

Oksijen nasıl oluştu?

Yıllar boyunca bilim insanları ilk oksijenin nasıl ortaya çıktığını araştırdı. Uzun zaman, soluduğumuz havanın oluşmasında canlıların rolü olduğunu düşündüler.

Ama herhangi bir canlı değil. Son veriler doğruysa, Büyük Oksidasyon Olayından hemen önce yaşamın kendisi büyük bir değişim geçiriyordu. Olayları anlamada bu evrimsel sıçrama önemli olabilir.

4,5 milyar yıl önce oluşan dünyamız, Büyük Oksidasyon Olayı sırasında 2 milyar yaşındaydı. Üzerinde tek hücreli canlılar yaşıyordu.

Dünyada yaşamın ne zaman başladığını tam olarak bilmiyoruz, ama bu mikroorganizmaların bilinen en eski fosilleri 3,5 milyar öncesine dayanıyor. Bu ise yeryüzünde yaşamın Büyük Oksidasyon Olayından en az bir milyar yıl önce başlamış olduğu anlamına geliyor.

Siyanobakterinin rolü

Bu basit canlıların Büyük Oksidasyon Olayında rolü olduğu düşünülüyor. Özelliklesiyanobakteri adı verilen, bazen göllerin ve denizlerin üzerinde mavi-yeşil bir tabaka oluşturan mikroskobik organizmaların.

Bu organizmalar ilk ortaya çıktıklarında, güneşten aldıkları enerjiyle su ve karbondioksitten şeker yapmanın yolunu bulmuştu. Yani fotosentez yapıyorlardı. Bugün bütün yeşil bitkiler bu şekilde besleniyor.

Fotosentez sonrasında atık ürün olarak oluşan oksijen bakterinin işine yaramadığından havaya bırakılır. İşte siyanobakterinin havaya oksijen salması sonucu Büyük Oksidasyon Olayı gerçekleşmiştir.

Ancak bu, olayın neden ve ne zaman gerçekleştiğini açıklamıyor. Siyanobakteri Büyük Oksidasyon Olayından çok önce ortaya çıkmıştı. Uzmanlar onun yeryüzündeki ilk organizmalar arasında olduğuna inanıyor. Geçmişini 3,5 milyar yıl öncesine dayandıranlar var.

Çok hücreli bakteri

Modern siyanobakterinin daha da ilginç özellikleri bulunuyor. Bakterilerin çoğu tek hücreli iken siyanobakteri çok hücreli ve ipliksi bir yapıya sahiptir.

Ayrıca çoğu, özel işlevleri olan ve bölünme yeteneğini kaybeden hücreler de üretir. Bazıları, canlılarda kas, sinir, kan hücresi gibi özel hücrelerin başlangıcının burada yattığına inanıyor.

Çok hücreli canlıların kökeni ise 2,5 milyar yıl öncesine, Büyük Oksidasyon Olayından önceye dayandırılıyor.

Nedeni ne olursa olsun, oksidasyon gezegende gerçekleşen en önemli olaylardan biridir. Başlangıçta birçok bakteri için ölüm nedeni olan oksidasyon uzun vadede farklı canlı türlerinin, farklı yaşam biçimlerinin gelişmesine olanak sağladı. Canlılar tepkimeli bir gaz olan oksijeni enerji kaynağı olarak kullanmaya başladı.

Oksijen soluyan organizmalar daha aktif ve daha büyük hale gelir. Böylece siyanobakteriden bitkiler ve hayvanlar, süngerler, solucanlar, balık ve nihayet insanın evrimi gerçekleşti.

Kısacası, siyanobakteri hakkındaki iddialar doğru ise karmaşık canlıların ortaya çıkması onların sayesinde olmuştur denebilir.

Kaynak:

  1. BBC
  2. Noffke Nora, Christian Daniel, Wacey David, and Hazen Robert M.. Microbially Induced Sedimentary Structures Recording an Ancient Ecosystem in the ca. 3.48 Billion-Year-Old Dresser Formation, Pilbara, Western Australia Astrobiology. December 2013, 13(12): 1103-1124. doi:10.1089/ast.2013.1030.
  3. Robert Ridinga,, Philip Fralick, Liyuan Liang Identification of an Archean marine oxygen oasis Precambrian Research Volume 251, September 2014, Pages 232–237 doi:10.1016/j.precamres.2014.06.017
  4. J. William Schopf Fossil evidence of Archaean life PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS B Published 29 June 2006.DOI: 10.1098/rstb.2006.1834
  5. Valentina Rossettia,, Bettina E. Schirrmeistera, Marco V. Bernasconib, Homayoun C. Bagheria, The evolutionary path to terminal differentiation and division of labor in cyanobacteria Journal of Theoretical Biology Volume 262, Issue 1, 7 January 2010, Pages 23–34 doi:10.1016/j.jtbi.2009.09.009
  6. Bettina E Schirrmeister, Alexandre Antonelli and Homayoun C Bagheri The origin of multicellularity in cyanobacteria BMC Evolutionary Biology 14 February 2011 11:45 DOI: 10.1186/1471-2148-11-45
  7. Bettina E. Schirrmeistera, Jurriaan M. de Vosb, Alexandre Antonellic, and Homayoun C. Bagheria Evolution of multicellularity coincided with increased diversification of cyanobacteria and the Great Oxidation Event Proceedings of the National Academy of Sciences  vol. 110 no. 5 /1791–1796, doi: 10.1073/pnas.1209927110
  8. Bettina E. Schirrmeister, Muriel Gugger andPhilip C. J. Donoghue Cyanobacteria and the Great Oxidation Event: evidence from genes and fossils Palaeontology Volume 58, Issue 5, pages 769–785, September 2015 DOI: 10.1111/pala.12178

İnsan Evriminin Bazı Önemli Basamakları

İnsanların son 6 milyon yılı kapsayan evrimsel tarihi, her biri hominin evrimi anlayışımıza katkıda bulunan büyüleyici bir geçiş türü veya “ara tür” dizisiyle işaretlenmiştir. Fosil kalıntılara, özellikle kafataslarına ve paleobiyolojik verilere dayanan bu türler, atalarımızın muhtemelen neye benzediğine ve kademeli evrimsel değişimlerin nasıl gerçekleştiğine dair ayrıntılı ve karşılaştırmalı bir görüş sunar. Önemlisi, bu türler doğrusal bir zincir içinde evrimleşmedi; bunun yerine, evrim bazı türlerin bir arada var olduğu ve diğerlerinin neslinin tükendiği ve yeni soyların ortaya çıkmasına katkıda bulunduğu dallanan, ağaç benzeri bir yol izledi.

Önemli Hususlar

  1. Evrimsel İlişkiler: Örneğin, Homo heidelbergensis, Homo sapiens ve Homo neanderthalensis‘in doğrudan ortak atasıdır, ancak Homo floresiensis gibi diğer çağdaş türlerle ilgisi yoktur. Evrimsel ilişkiler, örtüşen zaman çizelgeleri ve farklı adaptasyon ve hayatta kalma yolları ile karmaşıktır.
  2. Kronolojik Düzenleme: Türler genellikle evrimsel değişikliklerin yaklaşık sırasını vurgulamak için kronolojik bir sırayla sunulur. Bu, doğrudan ata-torun ilişkilerini değil, zamansal ve morfolojik bir ilerlemeyi ima eder.
  3. Yeniden İnşa Teknikleri: Modern yeniden inşalar, kapsamlı fosil verilerini içeren 3B modelleme, BT taramaları ve karşılaştırmalı anatomi gibi gelişmiş teknolojilere dayanır. Kemik yapısı, diş morfolojisi ve beyin boşluğu analizi gibi paleobiyolojik kanıtlar, bu türlere ilişkin anlayışımızı daha da geliştirir.

Evrimsel Türler ve Zaman Çizelgeleri

İşte en kritik hominin türlerinden bazılarının yaklaşık olarak kronolojik olarak düzenlenmiş genişletilmiş bir özeti:

Sahelanthropus tchadensis (6-7 MYA)

    • Afrika, Çad’da keşfedildi.
    • Bilinen en eski homininlerden biri olarak kabul edilir.
    • İlkel kranial morfolojinin yanı sıra iki ayaklı özellikler.

    Orrorin tugenensis (6 MYA)

      • Kenya’da bulundu.
      • Femoral yapıda iki ayaklılığa dair kanıtlar.

      Ardipithecus ramidus (4,4 MYA)

        • Önemli örnek: “Ardi.”
        • İki ayaklı ve ağaçsal adaptasyonların bir karışımını sergiledi.

        Australopithecus afarensis (3,9–3 MYA)

          • Önemli örnek: “Lucy.”
          • Tamamen iki ayaklı ancak bazı ağaçsal özelliklerini korudu.

          Australopithecus africanus (3–2,3 MYA)

            • Güney Afrika’da bulundu.
            • Daha önceki Australopith’lerden daha büyük beyin kapasitesi.

            Paranthropus türleri (2,7–1,2 MYA)

              • Zorlu bir diyet için sağlam çeneler gibi özelleşmiş özellikler geliştirdi.

              Homo habilis (2,4–1,4 MYA)

                • Homo cinsinin en eski üyesi.
                • Oldowan taş alet kültürüyle ilişkilendirildi.

                Homo erectus (1,9 MYA–110.000 YA)

                  • Afrika’dan göç eden ilk hominin türü.
                  • Önemli beyin büyümesi ve ateş kullanımı sergiledi.

                  Homo heidelbergensis (700.000–200.000 YA)

                    • Homo sapiens ve Homo neanderthalensis‘in doğrudan ortak atası.
                    • Gelişmiş alet kullanımı ve avcılıkla ilişkilendirilmiştir.

                    Homo neanderthalensis (400.000–40.000 YA)

                      • Avrupa ve Batı Asya’da bulunmuştur.
                      • Daha soğuk iklimlere adapte olmuştur; karmaşık davranışlara ve kültüre sahiptir.

                      Homo floresiensis (100.000–50.000 YA)

                        • Endonezya, Flores Adası’ndan “Hobbit”.
                        • Küçük boyu muhtemelen ada cüceliğinden kaynaklanmaktadır.

                        Denisovalılar (Yaklaşık 500.000–30.000 YA)

                          • Genetik kanıtlardan ve Sibirya’daki birkaç fosilden bilinmektedir.

                          Homo sapiens (300.000 YA–günümüz)

                            • Gelişmiş bilişselliğe, dile ve kültüre sahip modern insanlar.
                            • Afrika’da ortaya çıkmış ve küresel olarak yayılmıştır.

                            Modern Yeniden Yapılandırmaların Önemi

                            Bu temel türlerin modern teknikler kullanılarak yeniden yapılandırılması -fosilleşmiş kalıntıların karşılaştırmalı analizlerine dayanarak- fiziksel görünümleri ve evrimsel adaptasyonları hakkında kritik bir içgörü sağlar. 3B tarama, yüz yaklaşımı ve biyomekanik analiz gibi teknikler, bilim insanlarının aşağıdakiler de dahil olmak üzere temel evrimsel özellikler hakkındaki anlayışımızı geliştirmelerine olanak tanır:

                            • Kafatası kapasitesi ve beyin gelişimi.
                            • Pelvis ve femoral morfoloji aracılığıyla iki ayaklı hareket.
                            • Diş aşınması kalıplarıyla ortaya çıkarılan Diyet adaptasyonları.

                            Veriler insan evriminin düz bir çizgide değil, çeşitlenmeyi, yeni ortamlara adaptasyonu ve bazı türlerin yok oluşunu içeren karmaşık, dallanan bir süreç olarak gerçekleştiğini göstermektedir. Her tür, insan evrim tarihinin daha geniş mozaiğinde bir adımı temsil eder.


                            İleri Okuma
                            1. Johanson, D. C., & Edey, M. A. (1981). “Lucy: The beginnings of humankind.” Simon & Schuster.
                            2. Stringer, C., & Andrews, P. (1988). “Genetic and fossil evidence for the origin of modern humans.” Science, 239(4845), 1263-1268.
                            3. Rightmire, G. P. (1998). “Human evolution in the Middle Pleistocene: The role of Homo heidelbergensis.” Evolutionary Anthropology, 6(6), 218-227.
                            4. Wood, B., & Collard, M. (1999). “The human genus.” Science, 284(5411), 65-71.
                            5. Brunet, M., et al. (2002). “A new hominid from the Upper Miocene of Chad, Central Africa.” Nature, 418(6894), 145-151.
                            6. Brown, P., et al. (2004). “A new small-bodied hominin from the Late Pleistocene of Flores, Indonesia.” Nature, 431(7012), 1055-1061.
                            7. White, T. D., et al. (2009). “Ardipithecus ramidus and the paleobiology of early hominids.” Science, 326(5949), 64-86.
                            8. McHenry, H. M. (2009). “Human evolution.” Evolution: The First Four Billion Years, Harvard University Press, 442-455.
                            9. Reich, D., et al. (2010). “Genetic history of an archaic hominin group from Denisova Cave in Siberia.” Nature, 468(7327), 1053-1060.