Memeliler - Tıpacı

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

190 ton ağırlığında olup yüzmeye harikulade uyum sağlamış olan mavi balinalar, plasentaya sahip memelilerdir. “Memeli” olması, annelerin bebekleri doğduktan sonra onları sütle beslediği; “plasentaya sahip” olması ise, annelerin, bebekleri doğmadan önce onları bir plasenta aracılığıyla beslediği anlamına gelir. Plasenta, bir taraftan oksijenin ve besinlerin karşılıklı olarak alınıp verilmesini sağlarken diğer taraftan kan değiş tokuşunun önüne geçer.

1.5 gram ağırlığında olup uçmak için güzel bir şekilde uyum sağlamış olan yabanarısı yarasası da plasentalı bir memelidir. Tıpkı bizim gibi. Ayılar, karıncayiyenler, zürafalar, sincaplar, armadillolar, gergedanlar, tavşanlar, deniz ayıları ve pangolinler de öyle.

Harika boyut ve şekil çeşitliliklerine sahip tüm bu canlılar, dinozorların çoğunu bitiren kıyametten birkaç yüz bin yıl sonra yaşamış olan küçük, sessiz, hızlı bir şekilde kaçan ve böcek yiyen bir canlıdan evrimleşmişlerdir.

ABD’li bilim insanlarından oluşan bir ekip, bu atasal plasentalı hayvanın modelini, olağanüstü bir detay seviyesinde, yakın bir zamanda yeniden inşa ettiler. Ağırlığının ne kadar olduğunu, ağzında bulunan öğütücü diş sayısını, sperminin şeklini ve boynundaki atardamarın gittiği yolu tahmin ettiler. Canlının herhangi bir fosili olmamasına rağmen yapılan tahminler, o hayvanın neslinden gelen ve bazıları hâlâ hayatta olup bazılarının soyu tükenen 80 adet canlıdan elde edildi.

Bu arada, kaynaklarımdan birinin bana göndermiş olduğu (Oldenburg Üniversitesi’nden Olaf Bininda-Emonds) ve bu iş için tam olarak ne kadar çaba harcandığını anlatan bir açıklamayı sizlerle paylaşmak istiyorum.

İnceleme yapmak için ekip, 86 farklı türün iskeletini 4.500’den fazla anatomik özelliğe göre değerlendirdi. Onların doldurmak zorunda oldukları o kocaman tabloyu bir düşünün. İşte Bininda-Emonds’un açıklaması:

“Çalışmayı kesinlikle müthiş buluyorum. Topladıkları özelliklerin veri düzeyi inanılmaz ve DNA dizilim verisiyle birleştirildiği zaman, günümüze değin olan plasentalı memeliler içindeki evrimsel ilişkilere dair, şüphesiz, en iyi tahminlerden birini sağlıyor.”

Yaklaşık 90 farklı tür için 4.500’den fazla özelliği kodlamanın ne kadar inanılmaz bir iş yükü olduğunu farklı bir açıdan anlatmam gerekirse, bir keresinde (yüksek lisans projem için) 35 türün “sadece” 200 tane özelliğine bakmıştım ve bu, çeşitli tarih müzelerinde 6 hafta boyunca günde sekiz saatten fazla aralıksız oturmamı gerektirmişti. Epey meşakkatli ve bir o kadar da sıkıcı bir işti.

Buna rağmen sonuçlarda görünmeyen şey, öncelikle, 4.500 özelliğe ulaşılırken ortaya konan gayret. Sadece özellik listesinin kendisine ulaşmanın bile ne kadar uzun yıllar sürdüğüne dair hikayeler duymuştum. Bu inanılması zor görünüyor fakat onların, bir özellik listesine ve bir yabanarası yarasasından bir mavi balinaya ve aradaki tüm tuhaf ve harika şekillere (örneğin kunduzlara, fillere, ayıbalıklarına, tembel hayvanlara, mirketler hatta insanlara) kadar her şeye uyan özellik tanımlarına ulaşmış olduklarını unutmamanız lazım. Bunlar, denenecek ve özetlenecek pek çok çeşitlilik demek.

Tüm bunlar yetmezmiş gibi, çoğu kez birçok dedektif işi yapmaları gerekiyordu çünkü aynı yapı, genelde belirli bir taksonomik gruba özgü olan isim/tanımlama ile birlikte yeri geldiğinde yarım düzine başka adla bilinebiliyordu. Bu yüzden, deniz aygırına benzeyen bir hayvandaki bir kalça kemiğinin üzerinde bulunan belirli bir çıkıntının, bir yerdomuzunun kalça kemiğindeki benzer bir konumda bulunan bir yükseltiyle, evrimsel olarak, aynı yapı olup olmadığına karar vermeye çalışırken de ortada epey bilim dönüyordu! Ve eğer aynı yapılarsa, onu ne olarak adlandırmak lazımdı?”

Çeviren: OZ (Evrim Ağacı)

Düzenleyen: AŞ (Evrim Ağacı)

Kaynak:

NatGeo
O’Leary MA, Bloch JI, Flynn JJ, Gaudin TJ, Giallombardo A, Giannini NP, Goldberg SL, Kraatz BP, Luo ZX, Meng J, Ni X, Novacek MJ, Perini FA, Randall ZS, Rougier GW, Sargis EJ, Silcox MT, Simmons NB, Spaulding M, Velazco PM, Weksler M, Wible JR, Cirranello AL. The placental mammal ancestor and the post-K-Pg radiation of placentals. Science. 2013 Feb 8;339(6120):662-7. doi: 10.1126/science.1229237.