Etiket: insan beyni

‘İnsan beyninin bu hale gelebilmesinde evrimsel süreçlerin rolü ne oldu?’ diyecek olursak bunu bir yazıda özet halinde bile ancak tek bir yönüyle inceleyebiliriz. Çünkü biyolojik evrim çok yönlü ve bu nedenle çok farklı bilim disiplinleri tarafından incelenen bir olgudur. Biz konumuz dâhilinde insan beyninin evrimine göz atalım.

Afrika, insanın evrimsel sürecinde rolü çok büyük olan bir kıta… Çünkü görünüşe bakılırsa insan evrimi açısından Afrika’da geçen süreç oldukça zengin olmuş. Burada evrimini sürdürürken, insan ve insanlar erken dönemlerinde Afrika dışına çıksa da, bu türler (Homo erectus ve neanderthalensis gibi) zamanla yok oldu[1]. Homo sapiens’in –günümüzde varlığını devam ettiren tek insan türü, yani bizler- ise yaklaşık 60 bin yıl kadar önce kadar Afrika dışına göç etti[2].

Afrika’da yapılmaya sistematik bir şekilde devam edilen –hiçbir bölge atlanmayacak şekilde sıralı ve programlı- kazılarda[3] insanın yakın dönemdeki ataları olan cinslerden çok fazla mesaj edinebiliyoruz: Gerek iskeletler, gerekse de aletler… Yapılan bu aletleri takip ederek insan beyninin gelişmesinin takip edilebileceğini düşünebiliriz. Zaten böyle düşünen bilim insanları da bu konuda çalışmalar yapmış, bu alet kullanım dönemlerini dönemlendirerek insan gelişimini incelemek istemişler^b. Alet kullanımını incelemeyen araştırmaları paleontolojik olarak yapılan kafatası incelemeleriyle pekiştirerek insan beyninin evrimi konusunda yeni bulgular bulmaya başlamışlar.

İnsansılar, 6 milyon yıl önce şempanzeler ile olan ortak atalarından, yani Hominini oymağını oluşturan soydan, Hominina alt oymak soyu oluşacak biçimde ayrıldı. Bu soydaki ortaya çıkan bazı türler sürekli iki ayak üzerinde (bipedal) hareket ve alet kullanmaya yatkın uzuvlara sahipti ki, bu durumun oluşması için şempanzeler ve Hominina’ların bu farklı özellikler için seçilimsel ve/veya nişsel farklılıklar içeriyor olması gerektiğini varsayabiliriz. Bunun yanında Hominina ve insan soyunun diyetinin farklılaşmasıyla beyin yapısı da gelişmeye devam etti. Bu gelişim et yemesi ile –son 3 milyon yıldır ise bu diyete nişasta eklenmesinin de etkili olduğu düşünülüyor[4]– oldukça hızlandı. Aynı zamanda genetik olarak yapılan çalışmalar ise primatların beyinlerinin diğer memeli soylarından daha hızlı gelişebilmesini bazı pozitif seçilimler sonucu oluşan genetik materyallere yoruyorlar[5].

Diğer türlerinkinden farklı olmayan evrimsel mekanizmalarla geçen süreçte -mutasyon, rekabet, seçilim, adaptasyon vs.- insan evrimleşerek günümüze geldi. Fakat diğer türlerden farklı olarak beyin fonksiyonları diğer türlere göre çok farklıydı. Çevreye uyumunda onu benzersiz kılan düşünsel süreçlere sahipti. Aletler yapıyor, gruplarını koordineli tutabilecek ve sosyalliğine yol açacak iletişim yolları öğreniyordu.

Genetik araştırmalar, sinir sisteminin oluşumunda beyin gelişiminde zenginleşen gen ifadelerine sebep olan gen duplikasyonlarında (bir genin ikinci bir kopyasının oluşması, çiftlenme) insana özgü olanlarını ortaya koymuş durumda. Bununla birlikte bu gen ifadelerinin sonuçlarının beyinde nasıl işlevlendiği hala bilinmiyor. Bir örnek vermek gerekirse, insana özgü olan SLIT–ROBO Rho GTPase-activating protein 2(SRGAP2) geni kortikal (beyin kabuğuna bağlı) gelişimle alakalı bir gen. Araştırmacıların iddiasına göre bu gen memeli atalarımızın genlerine antagonist (karşılıklılığı tamamlayıcı) çalışıyor. Böylece bu genin ifadesinin artması insan nöronlarındaki sinirsel iletimin girdilerin sayısını arttırarak, nöronlara (sinir hücreleri) girdi almada ve bilgi işlemede daha esnek olmalarını sağlıyor. Bu değişim bilinç, öğrenme ve hafıza üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir. Not düşmek gerekir ki, bu duplikasyon etkinliğinin zamanı ile insan evriminde neokorteks (beynin en dış tabakası) oluşumu ve insanın davranışlarının değişikliğe uğradığı zamanlar birbirleriyle bağlantılı.[6]

Beynimizi bedenimizden ayrı düşünemeyeceğimize göre; insan evriminde, türün bedeninde olan değişiklerin beynin evrimine olan etkilerine de örnek vermek gerekiyor. Beslenme biçiminin (diyet) beynin gelişiminde rol aldığını söyledik, peki ya bedenin buna verdiği tepkiler nasıl olmuştu ve bu tepkiler beynin evrimini nasıl etkiledi? Soruyu cevaplamak için diyeti şimdilik bir kenara bırakalım, insanın diğer primatlarda daha fazla yağ dokusuna sahip oluşu, deri yapısının ve oranının farklı oluşu bazı araştırmacıların hipotezine göre[7], türün kıtlık koşullarında dahi yaşamasına izin vermiştir. Kas dokusu açısından ise bonobolar en önde geliyorlar. Özellikle ağaçlara tırmanmada ve ağaçta sallanmada gerekli olan vücudun üst bölümündeki kaslar incelendiğinde, bu kasların insanın iki ayaklı hareketinin gerekliliğini oldukça azaltmış bir kas grubu olduğunu söyleyebiliriz. Bu yeni bulgular ile biliminsanları, beynin ve alet kullanmanın türü şekillendirmesinden bile önce doğal seçilimin H. Sapiens’in yumuşak dokularını –yağ, kas- şekillendirdiği görüşünde. Yumuşak dokular hakkında fosillerden bilgi alınamadığından farklı yöntemler izlenmesi gerekmiş. Bize genetik olarak en çok benzeyen cins olan Pan (bonobo ve şempanze türlerini içerir) ile yapılan araştırmada, insan ile bonoboların yumuşak dokularının karşılaştırmasına bakarak beden işlevi ve kompozisyonuna bakarak insanın evrimi üzerine yeni bir kavrayış geliştirmek amaçlanmış.[8] Bu bulguların, çalışmaya göre, Homo cinsine etkileri ise şu şekilde olmuş: Deride ter bezleri oluşması sonucu uzun süreli fiziksel kondisyon kazanmış, derideki –palmar bölgedeki- kıllarını kaybetmesiyle ise duyusal (sensöryal) kapasitesinin arttırarak çevresiyle iletişimini arttırmıştır. Aynı zamanda Homo’nun yağ oranının artmasıyla, dişinin gebelik döneminde plasentasında gelişen emriyonun daha büyük beyin geliştirebilme kapasitesine sahip olması sağlanmıştır.[9]

Başka bir tartışma da beynin yapısını oluşturan nöronlar üzerine yapılabilir. Beyin, böbrek ve kas dokusundaki beş binden fazla lipidi (yağ molekülü) karşılaştıran bir araştırmaya kadar insan beyninin lipit yapısının diğer memeli türlerinden farklı olduğu bilinmiyordu. Lipitler özellikle beyinde oldukça işlevsel çünkü hücre zarının lipit yapısında olduğu ve hücresel iletimi hücre zarının gerçekleştirdiğini biliyoruz. demiştik yazının başında. Araştırmacılar insan ve şempanze soylarının 6 milyon yıl önce ortak bir atadan ayrılmasına dayanarak beyin yapısının farklılaşmasının bu iki türde aynı olmasını beklediler. Sonuçta ise insan beyninin ilkel (primitif) bir parçası olarak görülen beyincikdeki (Cerebellum) lipit yapıları –bu araştırmada yoğunluk incelenmiş- tüm omurgalılarda olduğu gibi bu iki türde de benzer çıktı. Fakat insan ve şempanzenin neokortekslerindeki lipit yapısının ortak ata ile karşılaştırılması sonucunda insanlarda, şempanzelerden üç kat daha fazla farklılık olduğunu gördüler.[10]

Bu mekanizmaları anlamak beynin evrimini anlamak için tek başına yeterli olmayacaktır. Atalarımızın evrimini bütünsel bir şekilde; bedenini, çevresini ve sosyal yapılarını göz önüne alırsak insan bilincini oluşturan ve geliştiren etmenleri daha iyi anlayabiliriz.

 

Yazar: Ersin Ersözlü, İTF ÇAPA, Bilimin Sesi

Düzelti ve yayına hazırlayan: Umut Can Yıldız, Boğaziçi Ü., Bilimin Sesi

 

Yazardan notlar:

a:Bir örnekle bu kazılardan güncel olan birini inceleyebileceğiniz bağlantı:http://www.theatlantic.com/science/archive/2015/09/homo-naledi-rising-star-cave-hominin/404362/

b:Bu konu yazımızın konusu dışına çıktığından daha fazla açmaya gerek yok. Fakat bu konuda ileri okuma yapmak isteyen arkadaşlar Bilim ve Gelecek Dergisi’nin Şubat 2016 sayısının kapak konusunu (Araçların Evrimi) inceleyebilirler.

* Geçtiğimiz hafta sonu ODTÜ’de yapılan 10. Aykut Kence Evrim Konferansı’da çok değerli sunumlar yapıldı. Orada, İTF Nöroloji ABD’den Hakan Gürvit hocamız ‘insan beyninin evriminde plastisite’ konulu bir sunum yaptı. Sanıyorum konferansta yapılan sunumları yakın zamanda evrimagaci.org adresinden bulabilirsiniz. İlgilenen arkadaşlara öneririm.

*Yazının konusu hakkında kapsamlı bir belgesel önerisi: http://www.youtube.com/watch?v=cgg0bhfNjo0

 

Kaynakça:

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Early_human_migrations

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Recent_African_origin_of_modern_humans

[3] http://biliminsesi.org/paleo-diyeti/

[4] http://biliminsesi.org/paleo-diyeti/

[5] http://www.nature.com/nrn/journal/v6/n2/full/nrn1620.html

[6] http://www.nature.com/nrg/journal/v13/n7/full/nrg3266.html

[7] http://www.sciencemag.org/news/2015/06/why-humans-are-fat-primate

[8] http://www.pnas.org/content/112/24/7466.full

[9] http://www.pnas.org/content/112/24/7466.full

[10] Andrea Alfano Big Role for Fat in Brain Evolution Scientific American Mind 26, 17 (2015) Published online: 11 June 2015 | doi:10.1038/scientificamericanmind0715-17