Birlikte evrime bir örnek: sincaplar, kuşlar ve çok sevdikleri çam kozalakları (2/2)

Bu araştırmayı yapan bilim insanları, varsayımlarına dayanarak bazı tahminlerde bulundular:

1. Çam kozalaklarının arasında coğrafi farklılıklar olmalı. 

Eğer ağaçlar tohumlarıyla beslenen avcılara yanıt olarak evrildilerse, kozalaklarda coğrafi farklılıklar gözlememiz gerekir: Sincapların birincil tohum avcısı olduğu bölgelerde, ağaçların sincaplara karşı daha güçlü savunmaları olmalı ve kuşların birincil avcı olduğu yerlerde ise ağaçların kuşlara karşı daha güçlü savunmaları olmalı. Gerçekten de böyle olduğunu görmekteyiz. Sincapların baskın olduğu bölgelerde, kozalaklar daha ağır ve daha az tohumluyken daha ince pula sahip (Bkz: Soldaki kozalak). Sadece çapraz-gagaların olduğu yerlerde ise, kozalaklar daha hafif, daha çok tohumlu ve kalın pullara sahiptir (Bkz: Sağdaki kozalak).



Sincaplara uyarlanmış Contorto çamı kozalakları – çapraz gagalar için daha kolay bir av



Çapraz gagalara uyarlanmış Contorto çamı kozalakları – sincaplar için daha kolay bir av


2. Avcıların coğrafi farklılıkları, avdaki farklılıklarla uyum sağlamalı. 

Eğer çapraz gagalar çamlara yanıt olarak evrildilerse, kuşlarda da coğrafi farklılıklar gözlemlememiz gerekir: kozalak pullarının ince olduğu yerlere (aşağıda sağda) kıyasla kozalak pullarının kalın olduğu bölgelerde yaşayan kuşların daha derin ve daha az kıvrık gagalarının olması gerekir (aşağıda solda). Bunun gerçek hayatta da doğru olduğu görülüyor.



Resimdeki kırmızı renkli çapraz gaga dişisinin daha az kıvrık bir gagası var.


Bu kırmızı renkli erkek çapraz gaganın daha çok kıvrılmış bir gagası var.


Böylece ağaçların kuşlara (ve de sincaplara), kuşların da ağaçlara uyarlandığına dair kanıt sağladık. (Ancak sincapların ağaçlara uyum sağladığını gösteren herhangi bir delilimizin olmadığına da dikkat etmekte fayda var.) Bu duruma niçin “birlikte evrim aracılığıyla silahlanma yarışı” dendiğini anlamak oldukça kolay: evrimde yükselen bir değerin bu eğilimi sürdürerek daha da yükselmesi olası görülüyor. Doğal seçilim daha kalın pullu çam kozalaklarını tercih ediyor. Bu da daha derin gagalı kuşların tercih edilmesine neden oluyor. Daha derin gagalı kuşlar, daha da kalın pullu kozalakların seçilmesine neden oluyor… ve bu süreç böyle devam edip gidiyor…

Darwin,evrim teorisi,çeşitlilik, evrim, genetik, genetik,fosil,mutasyon

Genetik Çeşitlenme > Evrim genetik çeşitlilik gerektirir

Genetik Çeşitlenme

Evrim genetik çeşitlilik gerektirir. Eğer hiç koyu renk güve olmasaydı, populasyon çoğunluğu açık renk olandan çoğunluğu koyu renk olana evrilemezdi. Evrimin devam etmesi için genetik çeşitlenmeyi arttıracak ya da yaratacak mekanizmalar ile onu azaltacak mekanizmaların olması gerekir. Mutasyon gendeki bir değişimdir. Bu değişimler yeni genetik çeşitlenmenin kaynağıdır. Doğal seçilim bu çeşitlenme üzerinde çalışır.

Genetik çeşitlenmenin iki unsuru vardır: alelsel farlılık ve alellerin tesadüfi olmayan eşleşmesi. Aleller aynı genin farklı versiyonlarıdır. Örneğin insanlar kan gruplarının bir yanının oluşturan A, B ya da O alellerine sahip olabilirler. İnsanlar dahil pek çok hayvan diploiddir—her lokusta biri annelerinden biri babalarından gelen iki alel taşırlar. Lokus bir genin kromozomdaki yeridir. İnsanların kan grubu lokusları AA, AB, AO, BB, BO ya da OO olabilir. Eğer bir lokustaki iki alel birbirinin aynıysa (iki A aleli gibi) bu bireye homozigot denir. Lokusunda iki farklı alel bulunan bir birey (örneğin bir AB bireyi) heterozigot olarak adlandırılır. Bir populasyondaki her lokusta pek çok farklı alel, tek bir canlının taşıyabileceğinden çok daha fazla alel bulunabilir. Örneğin hiçbir insan hem A hem B hem O aleline sahip olamaz.

Doğal populasyonlarda hatrı sayılır miktarda çeşitlenme vardır. Bitkilerin lokuslarının %45’inin gen havuzunda birden fazla alel vardır. [alel: bir genin (mutasyonlarla yaratılmış) alternatif versiyonu] Bir bitki genellikle lokusların %15’inde heterozigot olur. Hayvanlarda genetik çeşitlenme düzeyi kuşlarda lokusların neredeyse %15’inde birden fazla alel bulunmasından (polimorfik olmasından), böceklerde lokusların %50’sinden fazlasının polimorfik olmasına kadar değişir. Memeliler ve sürüngenlerin lokuslarının yaklaşık %20’si polimorfiktir. Amfibiler ve balıklar %30 oranında polimorfik olur. Pek çok populasyonda tek yumurta ikizleri hariç her bireyin kendine özgü bir alel kombinasyonun sahip olmasını sağlayacak sayıda lokus ve değişik alel bulunmaktadır.

Bağlantı dengesizliği iki farklı genin alelleri arasındaki bağlantının bir ölçütüdür [alel: bir genin alternatif versiyonu]. Eğer iki alel canlılarda beklenenden daha büyük sıklıkla birlikte bulunuyorsa, bu alellerde bağlantı dengesizliği vardır. Eğer iki lokus (A ve B) ve herbirinde ikişer alel (A1, A2, B1, B2) olduğunu düşünürsek bağlantı dengesizliği (D) D=f(A1B1)*f(A2B2)-f(A1B2)*f(A2B1) şeklinde hesaplanır (burda f(X), X’in populasyonda bulunma oranı). [Lokus= bir genin kromozomdaki yeri] D – ¼ ile ¼ arasında değişir; sıfırdan ne kadar uzaksa bağlantı o kadar güçlüdür. Artı-eksi işareti yalnızca genleri nasıl numaralandırdığımızın bir sonucu. Bağlantı dengesizliği genler arasındaki fiziksel yakınlığın bir sonucu olabilir. Ya da eğer bazı alel kombinasyonları takım halinde daha iyi çalışıyorsa doğal seçilim tarafından da sağlanabilir.

Papilio memnon’da renk ve şekil alelleri arasında bağlantı dengesizliğini doğal seçilim sağlamaktadır. [bağlantı dengesizliği= farklı lokuslardaki aleller arasındaki bağlantı] Bu güve türünde kanat biçimini belirleyen bir gen var. Bu lokustaki bir alel kuyruklu bir güveye, başka bir alel kuyruksuz bir güveye yol açıyor. Başka bir gen kanadın açık renk mi yoksa koyu renk mi olacağını belirliyor. Öyleyse dört muhtemel güve tipi var. Güveler laboratuara koyulup üremeleri sağlandığında dört tip de üretilebiliyor. Fakat doğada bu güve tiplerinden yalnızca ikisi bulunabiliyor: kuyruklu açık renk güveler ve kuyruksuz koyu renk güveler. Tesadüfi olmayan eşleşme doğal seçilim tarafından sağlanıyor. Açık renk kuyruklu güveler lezzetli olmayan türleri taklit ediyorlar. Koyu güvelerse gizleniyorlar. Diğer iki kombinasyon ne taklitçi ne de gizlenebiliyor, ve kuşlar tarafından çabucak yeniyorlar.

Karışık eşleşme alellerin bir lokusta tesadüfi olmayan dağılımına neden olur. Eğer bir lokusta oranları p ve q olan iki alel (A ve a) varsa, üç muhtemel genotipin oranları (AA, Aa ve aa) sırasıyla p2,2pq,q2 olacaktır. Örneğin A’nın frekansı 0.9 ise, a’nınki de 0.1 ise, AA, Aa ve aa bireylerinin frekansları 0.81, 0.18, 0,01 olur. Bu dağılıma Hardy-Weinberg dengesi denir.

Tesadüfi olmayan eşleşme Hardy-Weinberg dengesinden sapmaya yol açar. İnsanlar ırklarına göre karışık olarak eşleşirler; başka bir ırktansa kendi ırkımızdan biriyle eşleşmemiz daha olası. Bu şekilde eşleşen populasyonlarda, tesadüfi eşleşmede bulunması gerekenden daha az heterozigot bulunur. [heterozigot= bir lokusunda iki farklı alel bulunan organizma]

Heterozigotlarda azalma eş seçiminin ya da basitçe populasyon içi bölünmenin bir sonucu olabilir. Pek çok canlının sınırlı bir hareket olanağı vardır, bu yüzden eşlerinin yerel populasyondan seçerler.

Genetik Çeşitlenme > Evrim genetik çeşitlilik gerektirir

Genetik Çeşitlenme

Evrim genetik çeşitlilik gerektirir. Eğer hiç koyu renk güve olmasaydı, populasyon çoğunluğu açık renk olandan çoğunluğu koyu renk olana evrilemezdi. Evrimin devam etmesi için genetik çeşitlenmeyi arttıracak ya da yaratacak mekanizmalar ile onu azaltacak mekanizmaların olması gerekir. Mutasyon gendeki bir değişimdir. Bu değişimler yeni genetik çeşitlenmenin kaynağıdır. Doğal seçilim bu çeşitlenme üzerinde çalışır.

Genetik çeşitlenmenin iki unsuru vardır: alelsel farlılık ve alellerin tesadüfi olmayan eşleşmesi. Aleller aynı genin farklı versiyonlarıdır. Örneğin insanlar kan gruplarının bir yanının oluşturan A, B ya da O alellerine sahip olabilirler. İnsanlar dahil pek çok hayvan diploiddir—her lokusta biri annelerinden biri babalarından gelen iki alel taşırlar. Lokus bir genin kromozomdaki yeridir. İnsanların kan grubu lokusları AA, AB, AO, BB, BO ya da OO olabilir. Eğer bir lokustaki iki alel birbirinin aynıysa (iki A aleli gibi) bu bireye homozigot denir. Lokusunda iki farklı alel bulunan bir birey (örneğin bir AB bireyi) heterozigot olarak adlandırılır. Bir populasyondaki her lokusta pek çok farklı alel, tek bir canlının taşıyabileceğinden çok daha fazla alel bulunabilir. Örneğin hiçbir insan hem A hem B hem O aleline sahip olamaz.

Doğal populasyonlarda hatrı sayılır miktarda çeşitlenme vardır. Bitkilerin lokuslarının %45’inin gen havuzunda birden fazla alel vardır. [alel: bir genin (mutasyonlarla yaratılmış) alternatif versiyonu] Bir bitki genellikle lokusların %15’inde heterozigot olur. Hayvanlarda genetik çeşitlenme düzeyi kuşlarda lokusların neredeyse %15’inde birden fazla alel bulunmasından (polimorfik olmasından), böceklerde lokusların %50’sinden fazlasının polimorfik olmasına kadar değişir. Memeliler ve sürüngenlerin lokuslarının yaklaşık %20’si polimorfiktir. Amfibiler ve balıklar %30 oranında polimorfik olur. Pek çok populasyonda tek yumurta ikizleri hariç her bireyin kendine özgü bir alel kombinasyonun sahip olmasını sağlayacak sayıda lokus ve değişik alel bulunmaktadır.

Bağlantı dengesizliği iki farklı genin alelleri arasındaki bağlantının bir ölçütüdür [alel: bir genin alternatif versiyonu]. Eğer iki alel canlılarda beklenenden daha büyük sıklıkla birlikte bulunuyorsa, bu alellerde bağlantı dengesizliği vardır. Eğer iki lokus (A ve B) ve herbirinde ikişer alel (A1, A2, B1, B2) olduğunu düşünürsek bağlantı dengesizliği (D) D=f(A1B1)*f(A2B2)-f(A1B2)*f(A2B1) şeklinde hesaplanır (burda f(X), X’in populasyonda bulunma oranı). [Lokus= bir genin kromozomdaki yeri] D – ¼ ile ¼ arasında değişir; sıfırdan ne kadar uzaksa bağlantı o kadar güçlüdür. Artı-eksi işareti yalnızca genleri nasıl numaralandırdığımızın bir sonucu. Bağlantı dengesizliği genler arasındaki fiziksel yakınlığın bir sonucu olabilir. Ya da eğer bazı alel kombinasyonları takım halinde daha iyi çalışıyorsa doğal seçilim tarafından da sağlanabilir.

Papilio memnon’da renk ve şekil alelleri arasında bağlantı dengesizliğini doğal seçilim sağlamaktadır. [bağlantı dengesizliği= farklı lokuslardaki aleller arasındaki bağlantı] Bu güve türünde kanat biçimini belirleyen bir gen var. Bu lokustaki bir alel kuyruklu bir güveye, başka bir alel kuyruksuz bir güveye yol açıyor. Başka bir gen kanadın açık renk mi yoksa koyu renk mi olacağını belirliyor. Öyleyse dört muhtemel güve tipi var. Güveler laboratuara koyulup üremeleri sağlandığında dört tip de üretilebiliyor. Fakat doğada bu güve tiplerinden yalnızca ikisi bulunabiliyor: kuyruklu açık renk güveler ve kuyruksuz koyu renk güveler. Tesadüfi olmayan eşleşme doğal seçilim tarafından sağlanıyor. Açık renk kuyruklu güveler lezzetli olmayan türleri taklit ediyorlar. Koyu güvelerse gizleniyorlar. Diğer iki kombinasyon ne taklitçi ne de gizlenebiliyor, ve kuşlar tarafından çabucak yeniyorlar.

Karışık eşleşme alellerin bir lokusta tesadüfi olmayan dağılımına neden olur. Eğer bir lokusta oranları p ve q olan iki alel (A ve a) varsa, üç muhtemel genotipin oranları (AA, Aa ve aa) sırasıyla p2,2pq,q2 olacaktır. Örneğin A’nın frekansı 0.9 ise, a’nınki de 0.1 ise, AA, Aa ve aa bireylerinin frekansları 0.81, 0.18, 0,01 olur. Bu dağılıma Hardy-Weinberg dengesi denir.

Tesadüfi olmayan eşleşme Hardy-Weinberg dengesinden sapmaya yol açar. İnsanlar ırklarına göre karışık olarak eşleşirler; başka bir ırktansa kendi ırkımızdan biriyle eşleşmemiz daha olası. Bu şekilde eşleşen populasyonlarda, tesadüfi eşleşmede bulunması gerekenden daha az heterozigot bulunur. [heterozigot= bir lokusunda iki farklı alel bulunan organizma]

Heterozigotlarda azalma eş seçiminin ya da basitçe populasyon içi bölünmenin bir sonucu olabilir. Pek çok canlının sınırlı bir hareket olanağı vardır, bu yüzden eşlerinin yerel populasyondan seçerler.