Kategori: Bilim

   Her sinirbilim kitabı, H. M. harfleriyle tanımlanan ve yaşadığı amnezi (hafıza kaybı) nedeniyle ünlenen bir hastadan bahseder. İzleyenler, Christopher Nolan’ın 2000 yapımı ünlü filmi Memento’yu ve hayatındaki önemli olayları/bilgileri hatırlayabilmek için ufak kağıtlara notlar yazan filmin baş kahramanı Leonard’ı hatırlayacaktır. İşte Leonard karakteri, yazıda anlatılacak olan bu önemli hastadan esinlenerek yaratılmıştır. Bu kişi, 82 yaşında (2008) hayatını kaybeden ve 27 yaşındayken (1953) geçirdiği beyin ameliyatı sonrasında modern sinirbilimine yaptığı katkılarla bu alanda çığır açan Henry Molaison’dur. İsmi, ölümünden sonra açıklanmıştır. Molaison yaşadığı son güne kadar bilimsel araştırmalar için denek olmaya rıza göstermiş ve solunum yetmezliğinden ölmeden önce de beynini bilime bağışlayarak, J. Annese ve ekibi gibi araştırmacılara hafıza problemleri ile beyin bölgeleri arasındaki ilişkiyi araştırma şansı tanımıştır. Molaison’un beyni üzerinde yapılan çalışmalar, beyin ve hafıza arasındaki ilişkinin anlaşılmasında devrimsel bir rol oynamıştır.

Henry Molaison (H. M.)

Konuyla ilgili biraz tarihçe ve ön bilgi vermek gerekirse:

Henry Molaison 27 yaşında epilepsi şikayetiyle Hartford Hastanesi’ne başvurarak, hem kendi hayatını hem de sinirbilimini sonsuza kadar değiştirecek bir süreci başlatmış oldu. O sıralar Molaison’un epilepsi krizleri çığrından çıkmıştı ve verilen ilaçlar fayda etmez hale gelmişti; Molaison bu durumdan kurtulmak için hemen her şeyi denemeye hazırdı. Şikayeti nedeniyle başvurduğu hastanede, kendisine beyin cerrahı W. B. Scoville tarafından büyük ve deneysel bir lobektomi operasyonu uygulandı; dediğimiz gibi Henry her şeyi denemeye razıydı. (Bu operasyon, Scoville’in o zamanlar elinde bulunmayan ileri beyin görüntüleme tekniklerinin yardımıyla günümüzde de ciddi epilepsi hastalarında uygulanmaktadır.) Operasyonda Molaison’un beyninin bazı bölgeleri (hipokampusun, parahipokampal kortekslerin, entorhinal kortekslerin, piriform kortekslerin ve amigdalanın anterior -yani ön- üçte ikilik kısımları) çıkarıldı. Ancak sonrasında meydana gelen değişiklikler tıp dünyasını şaşkınlığa uğrattı. 

   Operasyondan sonra Molaison’un epilepsisi kontrol edilebilir hale gelmişti ve IQ’su da ameliyattan sonraki 10 ay boyunca ortalamanın üstünde seyretmişti; bu anlamda operasyon esas hedefine ulaşmıştı. Fakat bir sorun vardı: Molaison’un beyni yeni anılar üretemiyordu (anterograd amnezi); ayrıca uzun dönemli hafızaya ait anılarını hatırlamakta da zorlanıyordu (kısmi retrograd amnezi). Kısa dönemli hafıza ve yöntemsel (procedural) bellek gerektiren işleri eskiden olduğu gibi gerçekleştirebiliyorken, uzun dönemli epizodik bellek gerektirenlerde sıkıntı yaşıyordu. Birkaç dakika önce gerçekleşen olayları, konuşmaları ve hattâ doğumgününü bile hatırlamıyordu. Doktorlar operasyondan sonra hastanın kişiliğinde, konuşma yeteneğinde ve algısal becerilerinde hiçbir değişiklik olmazken, beynin uzun dönemli hafızasında bilgi saklanamıyor oluşuna çok şaşırmıştı. Hayattayken onunla en fazla zaman geçiren (yaklaşık 46 sene) bilim insanlarından birisi olan nörolog Suzanne Corkin, Molaison’un bazı çocukluk anılarını tekrar tekrar anlatmayı çok sevdiğini; ama her sabah aynada gördüğü kişi ile bu hikayeler arasında net bir bağlantı kuramadığını ifade ediyor. Birkaç dakika için bile olsa odadan ayrılsa, döndüğünde Molaison’un sanki daha önce hiç tanışmamışlar gibi kendisini ona yeniden tanıttığını ve bu hikayeleri bir kez daha anlatmaya başladığını belirtiyor. Corkin’e göre bilimsel açıdan bu hikayelerin en önemli ve ilginç yanı şuydu: “Henry size hikayenin ana fikrini veriyordu; ama onu hiçbir zaman belli bir zamana veya yere atfetmiyordu. Bizler son doğumgünümüzde ne yaptığımızı hatırlayabiliriz, ama Henry başka hiçbir şeyi hatırlamıyordu. Zihninde herhangi bir bağıntı veya çağrışım oluşmuyordu.”

    Corkin bu durumun iki istisnası olduğunu da ekliyor: Birisi, genç yaşta yaptığı bir uçak yolculuğu sırasında yaşadıkları, diğeri de babasının sigarasını çalıp gizli gizli içtiği zaman hissettikleri. Molaison ilginç bir şekilde, bu iki anısını çok net hatırlıyordu. 

   O zamanlar, beynin belirli bölgelerinin alınması halinde kişide hafıza kaybı oluşacağını hiç kimse bilmiyordu. Molaison’ın kendi rızasıyla yürütülen araştırmalarda elde edilen bulgular, beyin işlevleri ile hafıza arasındaki ilişkinin anlaşılmasının ve psikolojinin bir dalı olan bilişsel nörofizyoloji alanının gelişmesinin önünü açtı (Bilişsel nörofizyoloji, beynin yapı ve işlevlerinin belli psikolojik süreçlerde nasıl bir rol oynadığını inceler.) Doktorları onunla çalışmanın bir zevk olduğunu; bu süreçte Molaison’un sıkıcı hafıza testlerine hiç sıkılmadan, büyük bir sabırla iştirak ettiğini anlatıyor. Tabii bunun sebebi, testlerin hiçbirini hatırlamadığı için her seferinde yeni bir deneyim yaşıyormuş gibi hissetmesi olsa gerek. 

   H. M. vakasından önce birçok araştırmacı, hafızanın beynin tüm bölgelerinde saklandığına inanıyordu. Onun beyni sayesinde, hafızanın hipokampus ve onu çevreleyen anatomik bölgelerle sınırlı olduğuna dair ilk kanıtlar da elde edilmiş oldu. Fakat Molaison operasyondan sonra da yeni beceriler edinebiliyordu (bunları hatırlamasa da); ki bu durum da yöntemsel belleğin hipokampusta değil, başka bir yerde oluştuğuna işaret ediyordu. 1984-1993 yılları arasında Molaison’un beyni üzerinde gerçekleştirilen taramalar, operasyonda çıkarılan beyin bölgeleri hakkında biraz daha bilgi sundu. Ama bu taramaların çözünürlüğü, lezyonlu bölgelerin kesin anatomik sınırlarını ortaya koymaya yeterli değildi. Hasarın kapsamını tam olarak anlayabilmek için beynin parçalarına ayrılması (diseksiyon) gerekiyordu. 

   2009 yılında Jacopo Annese ve ekibi, Molaison’un ölmeden önce bilime bağışladığı beyni üzerinde kapsamlı bir diseksiyon işlemi gerçekleştirdi. Bu işlem, internet üzerinden canlı olarak yayınlandı (aşağıdaki video). Diseksiyonu takiben yapılan ayrıntılı bir post-mortem (ölüm sonrası) analizle, Molaison’un beyninin 3 Boyutlu bir modeli yaratıldı. Bu çalışma, insan hafızasını anlama çabalarımızda bize önemli histolojik, anatomik ve dijital bilgiler sunmakta ve sunmaya da devam edecek gibi görünmektedir.

[youtube:t9r2J2Yeooo]

Annese ve ekibi tarafından yürütülen çalışmanın sonuçları:

Ekip Molaison’un beynini önce dondurup, sonra da yetmişer mikrometre kalınlığındaki 2401 dilime ayırdı ve her dilimi fotoğrafladı. Uykusuzluktan halüsinasyon görmeye başladığını söyleyen Annese, bu işlemin 3 gün sürdüğünü anlatıyor. Dijital ortama aktarılan bu görüntüler o kadar ayrıntılıdır ki, beyindeki nöronlar bile izlenebilmektedir. Corkin bu konuda şöyle diyor: “Bazı insanlar Henry’nin 2401 nesneye tercüme edildiğini söylüyor; ama ben onu öyle görmüyorum.” Ekip daha sonra, elde ettikleri bu görüntüleri kullanarak beynin kapsamlı bir 3 Boyutlu modelini oluşturdu; buna mikroskobik bir anatomik beyin maketi de diyebiliriz. Böylece gelecekte konuyla ilgili çalışma yapmak isteyen her araştırmacı, Dr. Scoville’in 1953 yılında gerçekleştirdiği operasyonu rahatlıkla inceleyebilecek (sanal diseksiyon yoluyla) ve beynin tam olarak hangi bölgesinin çıkarıldığını belirleyerek nörolojik bozukluklar konusunda bilgi edinebilecek.

Resim: H.M.’nin dondurulan beyni (Credit: UC San Diego)   

   Molaison’un beyninin ayrıntılı haritalandırması, beyninin her iki yarı-küresinde halen bol miktarda hipokampus bölgesi bulunduğunu gösterdi (2013 tarihli çalışma için kaynak). Ancak entorhinal korteksin alınmış olması, bu hipokampus bölgelerinin düzgün işlemesini engellemiş gibi görünüyordu (çünkü entorhinal korteks, hipokampusun içine ve dışına doğru bilgi akışını sağlayan bir geçit görevi yapar). Molaison operasyondan sonra acı, açlık veya susuzluk hissi gibi içsel durumları da algılayamaz hale gelmişti. Diseksiyon sonrasında bunun sebebi de ortaya çıktı: Duygusal tepkilerden ve içsel durumların algılanmasından sorumlu olan amigdalanın neredeyse tamamı operasyonda çıkarılmıştı. Bilim insanları ayrıca sol ön lobda daha önce kimsenin orada olduğunu bilmediği bir lezyon ve beyaz maddenin derinlerinde yer alan bir patoloji de buldu. Annese konuyla ilgili şu yorumu yaptı:

“Ölümden sonra incelenen bir beyin, ancak gerçek bir insanın gerçek davranışları ile anatomik bulguları ilişkilendirebilirseniz yararlı olur; böylece beynin neye benzediği ile kim olduğunuz arasında bağlantı kurabilirsiniz. H. M. söz konusu olduğunda, elimizde beynini ilişkilendirebileceğimiz 50 yıllık bir davranış kalıbı mevcuttur.”

(Credit: WGBH Educational Foundation)   

   Sinirbilimi alanında en çok incelenen hastalardan biri olan Henry Molaison’dan elde edilen beyin dilimleri ve onların 3 Boyutlu dijital görüntüleri, kendisinin ölümünden sonra da bilime katkı sunmaya devam ediyor. Kısacası Molaison sadece bilim camiası tarafından değil, hepimiz tarafından hatırlanmayı hak eden, bilime önemli katkılar yapmış bir güzel insandır. Bilime bağışladığı beyni üzerinde yapılan çalışmalardan elde edilecek bulguların, gelecekte Alzheimer ve benzeri hastalıkların tedavileri açısından ne kadar önemli olduğunu belirtmeye gerek bile duymuyorum. Onun yerine yazıyı, Henry Molaison ile en fazla vakit geçiren kişilerden biri olan nörolog S. Corkin’in ona dair küçük bir anısıyla bitirelim:

“Ölümünden sonra Henry’nin beyni uçakla San Diego’ya taşınacaktı. Henry’nin beyni, kendine ait bir koltuğa kemerle bağlanmıştı. Uçağın kalkışını izlerken, Henry’nin çocukken uçağa bindiği gün hissettiklerini [hatırlarsanız bu, onun hiç unutmadığı iki anısından biriydi] bizimle paylaştığı zamanları düşündüm ve çok duygulandım. Bu, mükemmel bir elvedaydı.” 

 

İlginizi çekebilecek benzer yazılar:

• Zihinsel zaman yolculuğu insana has olmayabilir 

• Derin beyin stimülasyonu 

• Beyinde bir “Tanrı noktası” yok 

• Düşünmeyen ama düşündüren beyin heykeli 

• Hawking: Ölümden sonra beyni bilgisayara kopyalamak mümkün 

• Düşünce nasıl evrildi? İnsan neden “düşünen” bir varlıktır?

• Beynimizin Yüzde 10’unu Kullanıyoruz Efsanesi

    Kaynaklar:

• Nature; Postmortem examination of patient H.M.’s brain based on histological sectioning and digital 3D reconstruction

• New Scientist; Neuroscience’s most famous brain is reconstructed 

• Medical Daily; 3D Brain Model Of Most Studied Amnesiac, Henry Molaison, Provides Insight Into Human Memory 

• The Guardian; Science’s memory man 

• Brain Observatory; Henry’s Story 

• The Guardian; Henry Molaison: The amnesiac we’ll never forget 

• Wellcome Trust; Patient HM

 

    Canlıların hayatta kalma savaşını düşündüğümüzde genellikle vücut büyüklüğü, hız veya güç gibi özelliklerin avantaj yaratma bakımından ön planda olduğu izlenimine kapılırız. Ama doğada dengeyi zayıf, yavaş veya küçük olan canlılardan yana kaydıran bir silah da mevcuttur: Zehir. Kara hayvanlarının ataları yüz milyonlarca yıl önce sudan karaya geçip ilkel sahillerde yaşamaya başladığında, bu yeni koşullarda avlanmak ve dolayısıyla hayatta kalabilmek için çeşitli silahlar geliştirmiştir ki bunlardan birisi de zehir salgısıdır. Üstelik zehir öylesine etkili bir silahtır ki, çok farklı hayvanlarda en az 10 kez evrimleşmiş ve canlıya sağladığı büyük avantajlar nedeniyle de kalıcı olmuştur. Adeta bir biyolojik silah olan bu bileşimleri yüzlerce milyon yıllık evrim sürecinde, her geçen gün daha da iyileştirerek üreten doğa gerçekten de en büyük kimyagerdir.

   Zehrin kökeninin çok eskiye, bundan yaklaşık 500 milyon yıl önceye dayandığı düşünülmektedir. Doğada zehirli böcekler, örümcekler, balıklar, akrepler, köpekbalıkları, denizanaları, deniz salyangozları, kertenkeleler ve hatta zehirli memeliler (erişkin erkek ornitorenk, vampir yarasa ve Solenodontidae familyasına ait iki tür) bile vardır. Bu yazıda biraz daha özele inerek, akrep zehri üzerine Shunyi Zhu ve ekibinin Molecular Biology and Evolution’da yayımlanan güncel çalışmasının ışığında, zehrin evrimi konusuna kısa bir giriş yapmak istiyorum. 

Resim 1: Bazı zehirli hayvanlar 

   Birçok durumda, yaşam için hayati öneme sahip bir proteinin öldürücü bir maddeye dönüşmesi için gereken tek şey, tek bir gende meydana gelen bir mutasyondur. Geçtiğimiz aylarda Prof. Zhu ve ekibi, böceklerde bulunan ve normalde vücudun bağışıklık sisteminde rol oynayan proteinler (defensinler) ile akrep zehrinde bulunan proteinler (nörotoksinler) arasındaki evrimsel ilişkiyi ortaya koyarak, zehir gelişiminin kökenine dair yeni veriler sundu. Prof. Zhu ayrıca, diğer hayvan zehirlerinin evriminde de benzer bir sürecin rol oynamış olmasının akla yatkın ve yüksek bir ihtimal olduğunu belirtti. Söz konusu çalışmaya geçmeden önce, akrepler hakkında kısa bir bilgi verelim:

   Akrepler, Eklembacaklılar şubesine ait Scorpiones takımını oluşturur. Dünyada yaklaşık 1750 farklı akrep türü tanımlanmıştır. Buna ek olarak 111 tane de nesli tükenmiş takson olduğu bilinmektedir. Yaşadığını bildiğimiz en eski akrepler 430 milyon önceye denk gelen Silüryen dönemine (443-417 myö) aittir.

   Dünyanın Antarktika hariç her kıtasında bulunan akrepler, türlerine bağlı olarak yüksek irtifada, nemli ortamlarda, mağaralarda, ağaçlarda, yeraltında, kayalarda veya çöllerde yaşayabilirler. Sadece tundralar, yüksek irtifadaki taygalar ve kalıcı kar örtüsüne sahip dağ zirveleri gibi kutupaltı iklime sahip karasal ekosistemlerde (Kuzey Amerika ve Avrasya’nın kuzeyindeki 50°-70°N enlemleri arasındaki bölgelerde) barınamazlar. Genel olarak 20-37°C’lik sıcaklık aralığını tercih etseler de, 0°C’nin altındaki dondurucu soğuklardan kavurucu çöl koşullarına kadar uzanan geniş bir habitatta yaşama yeteneğine sahiptirler. Akrepler kuş, kırkayak, kertenkele, fare, sıçan, yarasa vb avcılardan korunmak için gündüzleri pek ortalıkta dolaşmaz, aksine gece avlanırlar. Menülerinde daha çok küçük eklembacaklılar, bazen de ufak kertenkele ve fareler bulunur.

   Akreplerin evrimi hakkında farklı görüşler olsa da şu an için en çok kabul gören fikir akreplerin karadan köken aldıkları, sonradan yosunlar ve bitkiler yoluyla okyanuslara sürüklendikleri, orada bulundukları süre zarfında evrimleşerek yaklaşık 400 myö de yeniden karaya çıktıkları yönündedir. (Zehirlerini her geçen gün geliştirmekte olan deniz yılanlarının da benzer bir evrimsel geçmişi vardır. Günümüzdeki deniz yılanları, sadece 30 myö kara yılanlarından evrilmiştir. Kara yılanları ise 100 myö kertenkelelerden evrilmiştir.)

   Her akrep zehir salgılayan bir kuyruğa sahiptir; yani aslında her akrep zehirlidir. Nörotoksin ve enzim inhibitörlerinden oluşan bu zehir, akrebin avlanması kadar korunmasına da yarar. Fakat neyse ki bilinen 1750 akrep türünden yalnızca 25 tanesinin zehri insan için ölümcüldür. Buna rağmen yılda yaklaşık 5000 kişi akrep sokmasından hayatını kaybetmektedir.

   Birçok çeşidi olan akrep toksinlerinin moleküler işlevi, iyon kanallarını bloke etmektir. (Voltaja duyarlı K+ kanallarını bloke ederek etki eden akrep nörotoksinlerine α-KTx denir.) Akrepler, zehirlerinin etkinlik düzeyine bağlı olarak, kıskaçlarıyla yakaladıkları avlarını ya yine kıskaçlarıyla ezererek ya da zehirleriyle öldürürler. Fakat akrepler ancak sıvı haldeki besinleri sindirebilir (dış beslenme). Kurbanın, üzerine kustukları mide ve bağırsak salgılarıyla sıvılaşan kısımlarını emer; geriye kalan kemik, tüy gibi sindirilemeyen sert kısımlarını ise atarlar. Bir oturuşta büyük miktarlarda besin alabilen ve depolayabilen akrepler, bu sayede açlığa 6-12 ay kadar dayanabilir. Akreplerle ilgili önemli bir bilgi de şudur: Zehrini kullanıp tüketen bir akrep, zehir “reşarjı” yaptığı süreçte çok fazla enerji harcar ve dolayısıyla tamamen savunmasız hale gelir. Bu durum, zehrin hayvanlar aleminde neden daha yaygın bir adaptasyon olmadığını açıklayabilir. Ama elbette zehri kullanabilmeniz için onu zerk edecek özelleşmiş anatomik yapılara da sahip olmanız gerekir.

Zhu ve ekibinin yaptığı çalışma: 

   Gerek omurgalıların gerekse de omurgasızların genomları, onları bakteri, virüs veya mantar gibi patojenlerden koruyan ve defensin adı verilen savunma proteinleri içerir. Defensinler, patojenleri fagosite eden bağışıklık sistemi hücrelerinin yapısında yer alır. Bilim insanları genetik benzerlikleri görece düşük de olsa yapısal benzerliklerine bakarak, omurgasızların sahip olduğu defensinler ile akrep toksininin ortak bir kökene sahip olabileceğini düşünmüş, ancak bu ortaklığı tam olarak açıklayamamıştı. Bu, yaklaşık 20 yıldır çözülmeyi bekleyen bir sırdı. İşte Zhu ve ekibinin yaptığı bu önemli çalışma, toksik olmayan bir proteinin tek bir genetik silinmeyle, bir toksine nasıl kolayca dönüşebileceğini göstermiş oldu. 

   Ekip önce akrep nörotoksin dizilerini analiz ederek toksinin “imzasını”, yani proteinde işlev ve yapıdan sorumlu olan bölgeyi belirlemeye çalıştı. Aranan “akrep toksin imzası” (Scorpion Toxin Signature veya kısaca STS) bulunduktan sonra, başka hangi hayvanların bu imzayı taşıdığını anlamak için mevcut hayvan genomları tarandı. Aranan imzalar, Hemiptera ve Hymenoptera takımlarına ait 6 zehirli böcek türünün defensinlerinde bulundu. Ekip, böcek defensinlerinin protein yapısındaki tek bir loop’un voltaja duyarlı K+ kanallarına bağlanmayı imkansız hale getirdiğini fark edince bu loopu silmeyi denedi. Loopun silinmesiyle, bu defensinin tıpkı bir α-KTx (yani akrep nörotoksini) gibi davranarak spesifik olarak K+ kanallarına bağlandığı gözlemlendi. Kısacası, STS taşıyan böcek defensinleri, tek bir mutasyonla (genetik silinme yoluyla) akrep nörotoksinine dönüşmüştü. 

   Prof. Zhu, “Sadece zehirli böceklere ait defensinlerin STS taşıması ilginç. Bu defensinlerin bir evrimsel geçiş sürecine işaret ettiği ve akrebinkine benzer bir toksine dönüşme potansiyeli taşıdığı açıktır.” diye belirtiyor.

   Bu çalışma, böcek defensinleri ile akrep α-KTx’ları arasındaki evrimsel ilişkiyi gösteren ilk işlevsel kanıttır. Aynı zamanda ufacık bir genetik mutasyonun belli bir proteinde yepyeni bir işleve yol açabildiğini göstererek, akreplerin o meşhur öldürücü darbelerini nasıl kazanmış olduklarını da açıklar.

   “Çalışmamız ıraksak evrime ilişkin mükemmel bir örnektir; atasal hatta meydana gelen yapısal değişiklikler, proteinlerde işlevsel bir değişime (bir zamanlar mikroplarla savaşıyorken, sonrasında avlara saldırır hale gelmesi) neden olmuştur.

   Zhu ayrıca şöyle bir ekleme de yapıyor: “Defensinlerden toksinlerin gelişimi, akreplerin karaya döndüklerinde küçülen vücutlarıyla bağlantılı bir adaptasyon olsa gerek.” Akrep evrimine ilişkin (şimdilik) en fazla kabul gören varsayıma göre, akreplerin sudaki ataları çok daha büyüktü; fakat evrim süreci içinde karaya çıkmalarıyla küçülmek zorunda kaldılar. Dolayısıyla avları yakalamaları da eskisine kıyasla daha zor hale geldi ve zehir geliştirerek bu olumsuzluğu telafi etmiş oldular. Herhangi bir yanlış anlaşılma olmaması için burada ufak bir noktayı hatırlatmakta fayda var: “Zehir geliştirmek” derken kastedilen şey bilinçli bir seçim değildir elbette; yani akrepler, “Madem küçüldük, biz de zehir geliştiririz” gibi bir karar vermemiştir. Popülasyondaki bazı bireylerde şans eseri, çalışmada bahsedilen türden bir mutasyon gerçekleşmiş (zehir salgısı oluşmuş) ve işin oradan sonrasında doğal seçilim devreye girmiştir. Kısacası bu mutasyon, ona sahip olan akrepler için bir avantaj yaratmıştır ve zaten tam da bu avantaj nedeniyle popülasyonda yayılma imkanı bulmuştur. 

   Queensland Üniversitesi’ndeki Zehir Evrimi Laboratuvarı’nda çalışan ve dünyanın en büyük zehirli yılan uzmanı sayılan Bryan Fry ise bu konuda şunları söylüyor: “Zehir gelişimi akreplerin yepyeni alanlara yayılmasını sağladı. Karaya çıktıklarında tek bir avlanma yöntemleri vardı: güçlü kıskaçları. Fakat avı yakalamak, aynı zamanda avı elde tutmak anlamına da geliyordu ve bu küçülmüş halleriyle yakaladıkları avın bizzat kendisi bir tehdit haline gelebiliyordu. En eski ve büyük akreplerin hala çok büyük pençeleri ve ufacık kuyrukları vardır. Evrimsel açıdan daha gelişmiş olanlarda ise durum tam tersidir: büyük kuyruklar ve ufak pençeler (Aşağıdaki fotoğraflarda farkı görebilirsiniz.)Yani akrepler mekanik avlanma yöntemini, kimyasal bir silahla değiş tokuş etmişlerdir. Bu durum yılan gibi diğer zehirli hayvanlar için de geçerlidir; onlarda da tek bir mutasyon, bir defensinin toksine dönüşmesine sebep olmuştur. Tüm zehirli yılanlar, zehirli kertenkelelerden evrilmiştir. Boa ve piton gibi daha ilkel olan dev yılanlar, çok büyük ve güçlü oldukları için zehirlerini kaybetmiştir.” (Burada yine ufak bir hatırlatma yapayım: Bu ilkel yılanlar aynı zamanda körelmiş arka bacaklara da sahiptir. Evrim sürecinde körelmiş yapılarla ilgili yazıya buradan ulaşabilirsiniz.) 

Resim 2: 20 cm’ye varan boyuyla dünyanın en büyük akreplerden biri: Pandinus imperator

  

Resim 3: 50-90 mm’lik boyuyla dünyanın en zehirli akreplerinden birisi: Hottentotta tamulus 

   Sonuçta farklı canlılardaki evrimsel süreçler aynı veya benzer olsa da sonuçları farklıdır. Örneğin kobra yılanı, avını yakalamak için zehrini kullanır ve bunun için de çok zarif bir yöntem geliştirmiştir. Kobra zehri, sinir sisteminin çalışmasını durdurarak bir yandan solunumu engelleyip kurbanın boğulmasına yol açarken, diğer yandan da kaslarını felç ederek kaçmasını önler. Bazı yılanların (örneğin Avustralya’da yaşayan Taipan yılanlarının) zehrinden yarım çaykaşığı bile bir insanın kanını milyonlarca kan pıhtısına dönüştürerek katılaştırır. Sonuçta iç organlar iflas eder, bütün pıhtılaşma faktörleri kullanılmış olduğu için de kurban sonunda aşırı kanamadan ölür. Yine Avustralya açıklarında görülen Kutu denizanası, bedenin dayanabileceğinden fazla acı yaratarak ölüme sebep olur. Fry, “Kutu denizanası sizi soktuğunda iki şekilde ölebilirsiniz. Birincisi, yarattığı acı zaten o kadar büyüktür ki şoka girerek ölürsünüz. İkincisi, acıya dayanabilmişseniz bile zehrin kendisi zaten yarım saat içinde sizi öldürür.” diye bilgi veriyor. Bu zehirlerin gücünün kaynağı, daha doğusu neden bazılarının belli canlılarda etkili olup diğerlerinde etkisiz olduğu da yine evrimsel geçmişlerinde yatar. Zehirli canlı hangi avlarla besleniyorsa, sahip olduğu zehir de ona uyacak şekilde evrimleşmiştir. Örneğin Taipan yılanları çok tehlikeli avlarla beslenir, dolayısıyla sahip olduğu zehir de aynı oranda güçlüdür.

   Hayvan zehirleri tıbbın çeşitli alanlarında kullanılmakta, sürekli evrilmeye devam ettiği için de ilaç sanayisinde çok önemli bir yer tutmaktadır. Akrep toksinleri günümüzde böcek ilaçlarında, aşılarda ve protein mühendisliğinde kullanılmaktadır. Ayrıca radyoaktif hale getirilmiş versiyonları beyin tümörlerinin tedavisinde veya tümör sınırlarının belirlenmesi amacıyla kullanılmaktadır. Çeşitli canlılardan elde edilen zehirler günümüzde kalp, dolaşım ve kan hastalıklarına yönelik birtakım ilaçlar için vazgeçilmezdir. Ayrıca ağrı kesici veya sedatif olarak ya da kanser, Parkinson ve Alzheimer gibi hastalıkların tedavilerinde de kullanılmaktadır. Üstelik canlıların devam eden evrimiyle birlikte bu zehirlerin kimyasal yapıları da evrimleşerek değişmekte, böylece her geçen gün yepyeni tedavilerin önü açılmaktadır. 

   Bu yazım Ateist Dergi‘nin 4. sayısında yayımlanmıştır. 

Kaynaklar: 

Şunlar da ilginizi çekebilir:

• Kıyametin süper canlıları
• Meksika kaya balıklarının evrimi
• Canlılarda doğal cinsiyet değişimi

   “Düşünmek” ne demektir? İnsanın düşünen bir canlı oluşu sık sık “irade, vicdan, zeka” ..vb birtakım terimlerin bilimdışı argümanlarla açıklanmaya çalışılmasına sebep olur. Sonunda olayın boyutu değiştirir ve düşünme eylemi mistik bir kavram haline gelmeye başlar. Aşağıda, Evrim Ağacı‘nın kafalardaki soru işaretlerini gidereceğine inandığım bir yazısını sunuyorum. Okumanız ve bilgilenmeniz dileğiyle.   

 

   Düşünce dediğimiz kavram, beyindeki hücrelere ulaşan elektrokimyasal sinyallere verilen biyokimyasal tepkilerin tümüdür. Yani aslında bir canlı “düşünmez”. “Düşünme” işlemini yapanlar, bu konuda özelleşmiş hücreler topluluğudur. Bildiğiniz gibi hücreler bir araya gelerek dokuları ve organları oluştururlar. Biz bu “düşünme” ve daha bir takım önemli görevleri de yapan hücreler topluluğuna (organa) “beyin” diyoruz. 

   Beynimizde milyarlarca sinir hücresi vardır. Bu sayı, akıl almaz gibi gözükse de, zaten “hücre” kavramından bahsedilirken, bizim alışık olduğumuzun ötesindeki uzunluk ölçülerine inildiğinden (mikrometre, nanometre), bu büyük sayılar çok da ilginç bir hal almamaktadır. 

   Vücudunuz, özelleşmiş başka hücre gruplarınız aracılığıyla, etrafınızdan bilgi toplarlar: Göz, kulak, burun, ten, dil bunların başlıcalarıdır. Etraftan gelen bilgiler, elektrokimyasal etkilere (pulse) dönüştürülerek, beyne aktarılırlar. Beyinde, gelen elektrokimyasal etkilere göre özelleşmiş hücreler vardır ve gelen etkinin şiddetine, tipine, biçimine, uzunluğuna, vb. değişkenlerine göre,  belirli biyokimyasal tepkimeleri başlatırlar.    

   Örneğin, burnunuza güzel bir yemek kokusu geldiğinde, ilk önce burundaki duyu sinirleri bunu, kokunun tip, tür, kimyasal özellikleri, vb.’ne göre algılayıp, buna uygun ve bu kokuyu tanımlayacak sinyallere dönüştürürler. Bu elektrokimyasal sinirler beynin algı bölümüne iletilir (bu olay da tamamen biyokimyasaldır, tepki, “nereye” gideceğini “bilmez”, ancak zaten anahtar-kilit ilişkileri dahilinde her tepkinin gideceği yer, milyalarca yıllık evrim sonucunda belirlenmiştir; hatta bazen tanınmadık etkiler karşısında duygularımızın karışması bundandır). 

 

   Algı bölümünde, bir dizi biyokimyasal tepkime gerçekleşir (cascade diyoruz buna) ve bu tepkimeler sonucunda, bazı kimyasal ürünler elde edilir. Bu ürünler de bir çok sonucu doğurabilir. Bunlardan biri, ağzın sulanmasının uyarılmasıdır. Bu da, Doğal Seçilim ile elde edilmiş bir özelliktir, çünkü ağzın önceden sulanması, salya üretimini arttırır ve besinin parçalanmasını kolaylaştırır. Bu sadece örneklerden biridir.    

   Düşünme kısmına gelince; aslında yaptığımız, tıpkı kokuda olduğu gibi, bize çevresel olarak gelen sinyallerden algıladıklarımıza göre bir sonuç çıkarmaktır. Bu “A ve B’den birini seç” şeklinde gelen bilgiye verdiğimiz tepkidir. Bu da, bizim gerek genetik, gerekse çevresel olarak edindiğimiz arkaplanımız (background) dahilinde hücrelerimizin verdiği kolektif tepkiyle değerlendirilir. Bazı hücreler, geçmişin yarattığı etkileri aklımızda tutmak ve benzer tepkiler vermek üzerine uzmanlaşmıştır. “Hafıza” dediğimiz bu olgu, beynimizdeki elektrokimyasal tepkilerin korunumundan başka bir şey değildir. Hafızanın “kutsal” ya da “bilim-dışı” bir olay olmadığı, “hafıza kaybı” olayı irdelenirse görülebilecektir. Hayvanların çok büyük bir kısmında, “hafıza” olgusuna rastlanmaktadır, balıklardan kuşlara, memelilere, sürüngenlere kadar… 

    Düşünce  üretebilmek ise, bir hayvan olan Homo sapiens‘in 5 milyon yıllık evrimi sonucunda edinebildiği bir özelliktir. Bunun için pek çok sebep sayılabilir, ancak önce “co-evolution” (karşılıklı evrim) ilkesi irdelenmelidir. Buna göre, bazı özelliklerimiz, bazı diğer özelliklerimiz ile birlikte, birbirlerini karşılıklı olarak desteklemek için evrimleşmiştir. 

   Örneğin insanın doğadaki en üstün özelliği, “sosyallik” konusunda en ileri tür olmasıdır. Bu olay, yaklaşık 7 milyon yıl önce, atalarımız daha çok maymunsuyken gerçekleşmiştir. Ancak sosyal hayvanlarda, iletişim çok önemlidir. Çünkü sosyallik, hayatta kalma ihtimalini arttırır, iletişim kurulabildiği müddetçe. Bu sebeple insan için iletişimi geliştirebilmek zorunlu olmuştur. Doğal Seçilim ve hatta Cinsel Seçilim ile desteklenen bu olgu (dişiler, iletişim konusunda en iyi olan erkekleri seçerler), “co-evolution” kavramı kapsamında evrimleşmiştir. İletişimin gelişebilmesi için, daha büyük bir beyne ihtiyaç vardır. Çünkü daha çok sinyal alınıp, daha çok tepki üretilmesi gerekmektedir. Ayrıca 4-ayaktan (quadreped, tetrapod) 2-ayak (biped) hale gelen insanoğlu için denge ve duyu organları daha da önem kazanmıştır. İşte tüm bunların kolektif birleşimi, beyni büyümeye zorlamıştır ve Doğal Seçilim ile en büyük beyne sahip olan bireyler seçilmiştir. 

   Beynin büyümesinin yan etkilerinden biri olarak (iletişimin ve sosyalliğin gelişmesiyle de), canlılar daha “zeki” hale gelmeye başlamışlardır (beynin büyümesinin canlı için iyi bir gelişme olduğunu, beynimizin yüzey alanını arttırabilmek için sayısız kıvrımdan oluşmasından anlayabiliriz). Çünkü artık etraflarını daha iyi algılayabilecek şekilde özelleşmiş hücrelerden daha çok barındırabilmektedirler. Duyu organları daha aktif olarak çalışmaktadır. Bunların tümü, kolektif olarak (co-evolution), düşünce üretebilmemizi sağlamıştır. 

   Evrim bilimini anlamanın birincil basamağı, olayları küçük parçalara bölebilmekten başlar. Bunu başarabilen biri, hayattaki her şeyi bilimsel yollarla açıklayabilecektir. 

 Yazı kaynağı 

 

Şu yazılar da ilginizi çekebilir:

• Sinirbilimin en ünlü beyinlerden biri: H. M.
  
• Zihinsel zaman yolculuğu insana has olmayabilir
• Beyinde bir “Tanrı noktası” yok
• İnsanın ön yargısı antik evrimsel kökene sahip
• Derin beyin stimülasyonu
• Beynimizin yüzde 10’unu mu kullanıyoruz?
• Beynimizin evrimsel süreçte büyümesinde rol oynayan bir gen bulundu
• Tanrı geni: Sahte bilim mi?
• Ölümden sonra yaşam yoksa, ölünce bize ne olacak?
• Hawking: Ölümden sonra beyni bilgisayara kopyalamak mümkün

   Doğa bilimlerinde abiyogenez, cansız maddelerden canlı yapıların doğal kimyasal süreçlerle nasıl oluştuğunu, dolayısıyla Dünya’da yaşamın nasıl ortaya çıktığını inceleyen alandır. Dünyada abiyogenezin 3,9-3,5 milyar yıl önce (2017 Güncelleme: 4,2 milyar yıl önce), Hadeyan ve Arkeyan devirleri arasında gerçekleştiği düşünülmektedir.  Abiyogenezin kendisi bir kuram olmakla birlikte, işleyişine dair pek çok hipotez vardır. Sık sık evrim teorisi ile karıştırılan abiyogenez hipotezleri, henüz evrim teorisi gibi şüpheye yer bırakmayacak şekilde kanıtlarla desteklenmemiştir; ancak önümüzdeki yıllarda mutlaka “hipotez” düzeyinden “teori/ kuram” düzeyine yükselecektir. 

   Bir kez daha hatırlatmakta fayda var: Evrim teorisi ilk canlının nasıl ortaya çıktığını değil (bu abiyogenezin alanıdır), canlıların nasıl türleştiğini ve değiştiğini açıklayan bilimsel kuramdır. “Canlılığın yapıtaşları” da denilen pek çok aminoasit Miller-Urey deneyi ve buna benzer deneylerle laboratuvar ortamında, dünyanın ilkel atmosferik koşulları canlandırılarak kimyasal süreçlerle üretilmiştir. Bu amino-asitler bütün canlılarda proteinleri meydana getirir. Proteinlerin yapımı nükleik asitler tarafından yönetilir ki, onlar da yine proteinlerin katalize ettiği biyokimyasal yollarla sentezlenir. Özetle organik moleküllerden ilk hangilerinin oluştuğu v canlılığı meydana getirdiği, abiyogenezin temel uğraş alanıdır. 

   Abiyogenez hipotezlerinin hepsinde de canlılığın iki temel yönü ele alınır: replikasyon (eşlenme) ve metabolizma. Hangisinin önce olduğu tartışmaları, değişik hipotezlerin ortaya çıkmasına sebep olmuştur. İlk başlarda metabolizmanın önce oluşuna dayanan hipotez (Oparin’in koaserval hipotezi) öne sürülürken, sonraları replikasyonun önce olduğuna dayanan modern hipotezler geliştirilmiştir. Modern hipotezlerde, henüz tam olarak anlaşılamasa da, dünyadaki ilk canlıların tek hücreli prokaryotlar olduğu; onların da protobiyontlardan evrildiği  düşünülmektedir (Protobiyont= membrana benzer bir yapıyla çevrili organik molekül). Bulunan en eski mikrop fosili 3,5 milyar yıllıktır; yani dünyanın oluşumundan yaklaşık 1 milyar yıl sonra ortaya çıkmıştır.  

   İlk nükleik asitlerin oluşumunu sağlayan kimyasal olaylarla ilgili bilgilerimiz sınırlıdır. Yaşamın kökeniyle ilgili pek çok hipotez ortaya atılmıştır ama bunlardan şimdilik en tutarlı olanları demir-sülfür dünyası hipotezi (genler olmadan metabolizma oluşumu) ve RNA dünyası hipotezidir. RNA dünyası hipotezine göre, hücrenin protein üretim merkezi olan ribozomun ortaya çıkışından önce, ortamda RNA adını verdiğimiz ve hücrede hayati görevler yürüten ribonükleik asitler vardı. Yani bu hipoteze göre önce RNA vardır; DNA ise ondan sonra ortaya çıkar. “Yeni yapılan ribozom evrimi analizlerine göre, ribozomun protein sentezi için gerekli olan birçok çalışan parçası bir araya getirilmeden önce, proteinlerin zaten ortamda olduğu ve RNA ile etkileşim halinde bulunduğu söyleniyor. Bu bulgu RNA Dünyası hipotezi ile çelişmektedir.” (Kaynak: Bilim ve Gelecek Dergisi 98. sayı, Deniz Şahin) 

Spontan jenerasyon

   19. yüzyıla kadar insanlar canlılığın cansız maddelerden kendiliğinden meydana geldiğini savunan spontan jenerasyon görüşünü benimsemişti. Spontan jenerasyondaki klasik abiyonegenez kavramlarına göre, bazı karmaşık canlılar çürümüş organik maddelerden türemişti. Aristoteles’e göre, yaprak-bitleri bitkilerin üzerinde oluşan çiğden, sinekler çürümüş maddeden, fareler kirli samandan ve timsahlar da bataklıklardaki çürümüş bitkilerden türüyordu. 

   17. yüzyılda bu düşünceler sorgulanmaya başlandı. Sir Thomas Brown’un Pseudodoxia Epidemica (1646) adlı çalışması bu bağlamda önemlidir. 1665 yılında Robert Hooke ilk kez bir mikroorganizmanın resmini yaptı. 1676’da Anton von Leeuwenhoek, bugün protozoa veya bakteri olduğu düşünülen mikroorganizmaları resmedip tanımladı. 

   Birçok insan mikroorganizmaların varlığının spontan jenerasyonun kanıtı olduğunu düşündü, çünkü mikroorganizmalar eşeyli üreme için fazla basitti ve hücre bölünmesiyle meydana gelen eşeysiz üreme henüz keşfedilmemişti. 

   Spontan jenerasyona karşı gelen ilk elle tutulur kanıt 1668de Francesco Redi’den geldi. Redi, sineklerin ete ulaşması engellendiğinde ette kurtçuk oluşmadığını gösterdi. Sineklerin ete ulaşamaması ve yumurtalarını bırakamaması halinde kurtçukların üremediğinin gösterilmesiyle spontan jenerasyon teorisi yerini, her canlının kendisinden önceki bir başka canlıdan türediğini söyleyen biyogenez teorilerine bıraktı.

                                          Resim: Redi’nin deneyi

Pasteur ve  Darwin

   1768’de Lazzaro Spallanzani, havada mikropların varlığını gösterdi ve kaynatarak öldürülebileceklerini kanıtladı. 1861’de Louis Pasteur, bakteri ve mantar gibi canlıların  besince zengin ama steril ortamda oluşmadığını kanıtladı. 

   19. yüzyılın ortalarına doğru, biyogenez teorisi Pasteur sayesinde o kadar destekleyici kanıt bulmuştu ki, artık spontan jenerasyon tamamen terkedilmişti. Ancak hayatın ilk nasıl ortaya çıktığı ile ilgili soru işaretleri de kafalarda kalmıştı. Joseph Dalton Hooke’a yazdığı bir mektupta Charles Darwin konuya değindi. İlk canlılığın, amonyak, fosforik tuzlar, ışık, ısı, elektrik ..vs bulunan ılık bir su birikintisinde ortaya çıkmış olabileceğini, ilk protein molekülünün de kimyasal reaksiyonlarla meydana gelip daha da karmaşık yapılara dönüşecek hale gelmiş olabileceğini yazdı. Mektubunda ayrıca, günümüzde böylesi bir maddenin oluştuğu anda besin olarak veya parçalanarak yok edileceğini ancak o zamanın şartlarında henüz bunu yapacak bir canlı olmadığı için oluşan maddenin yok olmadan daha karmaşık yapılara dönüşebileceğini belirtti. Yani diğer bi deyişle, canlılığın ortaya çıkışında ortamda canlı bulunmaması, hayatın başlangıcına dair araştırmaların da bunu sağlayacak steril laboratuvar ortamında yapılması gerekiyordu.

Yaşamın kökeni? 

   Yaşamın kökenine dair standart bir model yoktur ancak birçok teori ve onları destekleyici çeşitli buluşlar vardır. Bunlar, liste halinde şunlardır:

    1- Bazı teorisyenler, ilkel dünya atmosferinin metan(CH₄),  amonyak(NH₃),  su(H₂O), hidrojen sülfür(H₂S),  karbon dioksit(CO₂)  veya karbon monoksit(CO), fosfat(PO₄^3-), moleküler oksijen(O₂)  ve ozondan(O₃) meydana gelip kimyasal indirgeyici özellikte olduğunu savundu.

    2- Böylesi indirgeyici bir atmosferdeki elektriksel aktivitenin, bazı temel moleküllerin sentezini tetikleyebildiği ilk kez 1953’teki Miller-Urey deneyiyle gösterildi. Daha sonra, Juan Oro‘nun 1959-1962 yılları arasında DNA’nın yapısındaki 4 nükleobazdan birisi olan Adenin’i, aynı şekilde laboratuvar ortamında kopyalaması da yaşamın kökenine ilişkin önemli bir dönüm noktası olmuştur.

    3- Belli uzunluktaki fosfolipidler, hücre duvarının temel maddesi olan çift-katlı lipid tabakalarının kendiliğinden oluşumunu sağlayabilir.

    4 – En büyük soru, kendini replike eden molekülle ilgilidir. Modern hücrelerde replikasyon işlemi proteinlerle nükleik asitlerin ortak ürünü olduğuna göre, bu işlemin kökenine dair belli başlı düşünce sistemleri de “önce protein”  veya “önce nükleik asit” prensibine göre ayrılmışlardır.

           Şekil: Miller Urey Deneyi 

Organik moleküllerin kökeni için 2 olası kaynak vardır. Moleküller;

 1– ya Miller-Urey deneyinde olduğu gibi, Dünya’nın oluşumundan itibaren zaten Dünya’da var olan maddelerden gelişmiştir

 2- ya da uzaydan çeşitli şekillerde Dünya’ya getirilen maddelerden sentezlenmiştir.

Organik maddelerin kökenine dair modeller:

1. Çorba hipotezi: İlk olarak Oparin ve Haldane tarafından geliştirilen İlkel Çorba Hipotezi Shapiro tarafından derlenmiş haliyle aşağıdaki aşamalarla özetlenir:

2. Fox deneyleri (Proteinlerin volkanik maddelerin yer aldığı sıcak sulu asit çözeltilerinin dolu olduğu ufak havuzcukların içinde oluşabileceği hipotezidir.)

3. Derin deniz sıcak su kaynağı teorisi

4. Eigen hipotezi

5. Çinko Dünyası teorisi

6. Radyoaktif sahil teorisi

7. Wächtershäuser’ın hipotezi

8. Homokiralite

9. Kendi kendine organize olma ve kopyalama Virüslerle yapılan çalışmalarda, bu hipotezi destekleyici bazı bulgular elde edilmiştir.

Organik moleküllerden ata hücrelere (protocellere) dönüşüme ilişkin modeller:

1- Önce genler –> RNA dünyası

2- Önce metabolizma 

Diğer modeller:

1. Otokataliz
2. Kil hipotezi
3. Gold’un “Derin Sıcak Biyosfer Modeli”
4. Dünyadışı organik moleküller
5. İlkel Dünyadışı yaşam hipotezi: Eksogenez (Panspermia ile karıştırılmamalıdır)
6. Lipit Dünyası
7. Polifosfat Dünyası
8. Polisiklik Aromatik Hidrokarbon (PAH) Dünyası
9. Çoklu başlangıç

 

 

   Bütün bu bilgilerin, önemli bilim insanlarının yıllarca süren çalışmalarının ve tutarlı deneylerin ışığında, abiyogenez teorisini “Her şeyi Tanrı yarattı” diyerek basit bir metafizik sonuca bağlayarak yalanlamak, 17. yüzyıldan da öncesine dönmeye çalışmaktan farksızdır. Dünya’da hayatın nasıl başladığına dair yukarıda da saydığımız gibi pek çok düşünce vardır ve bilimsel gerçeklere ulaşmak için elbette bunlardan fazlası da olacaktır. 

  Bilim ve teknoloji ilerledikçe ve dünyamız hakkında öğrendiklerimiz arttıkça, yaşamın kökeninde rol oynayan mekanizmaları açıklamaya çalışan abiyogenez hipotezleri de hipotez olmaktan çıkıp; tıpkı Güneş Sistemi’ndeki gezegenlerin yörüngeleri, Mikrop Teorisi, Yerçekimi Teorisi veya Evrim Teorisi gibi sağlam kanıtlarla desteklenen bilimsel bir teoriye dönüşecektir. O zamana kadar bilim, her zaman seçtiği yol olan sorgulama ve kendi varsayımlarını bile test ederek gerçekçi kanıtlara ulaşma yöntemiyle cevap aramaya devam edecektir. Şu anda sorularımızın kısmen cevaplanıyor olması veya hala bir iki soru işareti kalması eldeki bilimsel verilerin yalan olduğunu değil, henüz yeterli olmadığını gösterir. Ve bu cevaplanmayan birkaç soru için de cevaplanmış onca soruyu çöpe atıp bilimsel olmayan doğaüstü inanç sistemlerinden medet ummak yerine araitırmaya ve sorgulamaya devam etmek, gerçeği gerçekten öğrenme isteğimize bağlıdır. Bilim için itici güç, her zaman “gerçeği bulmak” olduğuna göre, bulana kadar da yoluna devam edecektir.

 

Şunlar da ilginizi çekebilir:

• Canlı moleküllerin cansız süreçlerle üremesi
• Evrende yaşam olması kaçınılmaz mı, yoksa büyük bir tesadüf mü?
• Dünyada yaşamın başlangıcını ve evrimini anlatan şu kısa belgeseli de izleyebilirsiniz: Yaşamın Başlangıcından Havva’ya
• Ve insan, sentetik yaşamı yarattı!
• Dünyadaki canlılığın kaynağının göktaşları olduğuna dair önemli bulgu
• İlk hücreler nasıl tesadüfen bir araya gelmiş olabilir?

   Bilimin insanlara ait fosil kayıtlarını inceleyen dalına paleoantropoloji denir. Paleoantropoloji, paleontoloji (eski canlı türlerinin inceleyen bilim dalı) ile antropolojinin (insanları inceleyen bilim dalı) kesişim noktasıdır. Canlıların genom haritalarının çıkarılmaya başlanmasıyla, paleoantropolojiye en büyük destek de kuşkusuz genetik biliminden gelir. Canlıların isimlendirilerek sınıflandırılması ile ilgilenenen bilim dalı taksonomidir ve yeni elde edilen verilerle zaman zaman değişebilir. Güncel taksonomiye göre insanın evrimini incelerken kullandığımız bazı terimleri aşağıda bulacaksınız. Bu yazının sonunda artık, şu bilimle alakası olmayan “İnsan maymundan mı geldi?” cümlesinden kurtulunmasını umuyorum, çünkü konunun kavranması ve evrim sürecinin biraz da olsa anlaşılması halinde bu sorunun anlamsızlığı ortaya çıkacaktır. 

 

 

• Hominoidea: kuyruksuz maymunlar veya insansı maymunlar (üst familya)
• Hominidae: hominidler veya büyük insansı maymunlar (orangutan, goril, şempanze ve insan cinsleri) (familya)
• Homininae: hominineler (goril, şempanze ve insan cinsleri) (alt familya)
• Hominini: homininler (şempanze ve insan cinsleri) (oymak)
• Hominina: hominanlar (insansılar; yani Australopithecus, Paranthropus, Sahelanthropus, Orrorin, Ardipithecus, Kenyanthropus ve Homo) (alt oymak)
• Homo: insanlar (Denisova insanı, H. antecessor, H. cepranensis, H. erectus, H. ergaster, H. floresiensis, H. gautengensis, H. habilis, H. heidelbergensis=Arkaik Homo sapiens, H. neanderthalensis, H. rhodesiensis, H. rudolfensis, H. sapiens idaltu, H. sapiens sapiens=modern insan) (cins) 

 

      DNA’mızın yaşayan en yakın akrabalarımız olan şempanzelerle benzerlik oranı, %85-98,8 olarak verilmektedir. Genetik uzmanları ve fosil kanıtlarına göre, şempanzelerle en yakın ortak atamız olan Hominini, 7-10 milyon yıl önce yaşamıştır. Bundan yaklaşık 5,4-6,3 milyon yıl önce Afrika’da, şempanze cinsi (Pan) ile bizim cinsimiz birbirinden ayrıldı. Peki bu ayrılmadan sonra bize ne oldu? Hominan soyu, doğrudan Homo sapiens’e dönüşmedi. Bunun yerine, (bizimki olan H. sapiens sapiens hariç hepsinin soyu tükenmiş olan) birçok hominanın oluşmasına kaynaklık etti. Bu “ara formları” kısaca işleyeceğiz. Bir zamanlar hominan olarak kabul edilen bazı türler de, son fosil bulgularıyla artık farklı bir sınıflandırmada ele alınmaktadır. (Örneğin; Ramapithecus’un aslında orangutanlarla yakın akraba olduğu anlaşılmış ve dolayısıyla hominan sınıflandırmasından çıkarılmıştır; Lewin 1987.) Ama bu yazıda şu anda kabul gören hominanlar anlatılacak. Ayrıca, fosillerin dışında pek çok mağara, alet, ayak izi ve buna benzer kayıtlar olsa da bu yazıda onlardan çok fazla bahsedilmeyecektir.

   Biyolojide her canlı türü, büyük harfle yazılan bir cins ismi (Örnek; Australopithecus, Homo) ve sonrasında gelen bir belirleyici isimle tanımlanır (Örnek; africanus, erectus) ve ortaya bir tür ismi çıkar (Örnek; Homo erectus). Bazı yerlerde cins isminin sadece baş harfi yazılacaktır.

Hominan türleri

   Hominan türleri, fosil kayıtları ve DNA analizlerinden çıkan tarihsel özelliklerine ek olarak, iki ayak üzerinde yürüme (bipedalizm), artan beyin hacmi, küçülen diş yapısı, iskelet yapısı, alet kullanımı, kılsızlaşma, avlanma, ateşin kullanımı ve ilerleyen süreçte dillerin gelişimi, sanat, kültür ve medeniyete olan yaklaşımları gibi birçok kriterde değerlendirilebilir. Ancak bu yazıda biraz daha özet, en temel ve en önemli farklılıkları vurgulanarak anlatılacaktır. Beyin büyüklüğü ve kafatası hacmindeki artışın yanı sıra iki ayak üstünde yürümeye başlamamız, belki de maymunlarla aramızdaki en büyük farktır; çünkü bu sayede eller serbest kalmış ve alet kullanımına müsait hale gelmiştir. Australopithecus’un iki ayak üzerinde yürüdüğü, kemik/iskelet şekline ve de fosilleşmiş ayak izlerine bakılarak anlaşılmıştır. Australopithecusların, bizim de dahil olduğumuz Homo cinsinin atası olduğu düşünülmektedir. Ancak Australopithecuslar, vejeteryan olan Paranthropus isimli bir diğer hominan dalının atası da olabilir.  

 

   1859’da  Darwin’in “Türlerin Kökeni” kitabının yayınlanmasıyla fark edilmeye başlanan, insanların Afrikalı maymunlarla akraba olduğu fikri, 1924 yılında Afrika’da bulunan ilk fosillerle sağlam bir zemine oturmaya başladı. Bu fosil Raymond Dart tarafından bulunan 3-4 milyon yıllık bir Australopithecus fosiliydi (=Taung Child). Bundan daha önce bulunan fosiller de bu tarihlerden sonra daha belirgin sınıflandırmalara sokulabildi. Ama halen, keşfedilmemiş fosiller ve az da olsa aradaki boşlukları doldurması gereken hominan türleri vardır. Dahası, mevcut bilinen türler bile o kadar çeşitlidir ki kimi zaman uzmanlar bile bunları hangi alt türe dahil edecekleri konusunda fikir ayrılığına düşmektedir. Yine de kaba hatlarıyla insanın şempanzeyle ortak olan Hominini atasından sonraki evrim hattı fazlasıyla belirgindir. Geçtiğimiz yüzyılda birçok yeni fosilin bulunmasıyla, insanın evrimsel geçmişi daha da aydınlandı ve insanın yakın akrabası olan 12-19 farklı tür tanımlandı.

 

   Buradan itibaren anlatılacak olan hominanlar, fosillerin bulunma tarihine göre değil evrimsel tarihlerine (yani yaşadıkları döneme) göre, en eskiden en yeniye doğru sıralanmıştır. 

Sahelanthropus tchadensis

Şekil: Toumai

    Toumai ismi verilen kafatası fosili, 2001 yılında Orta Afrika’nın Çad bölgesinde bulundu ve tanımlandı (Brunet vd 2002, Wood 2002).

   Beyin hacmi 350 cm³ 

   Şempanze ve insanların ortak atasına en yakın ve bilinen en eski hominan olarak anılsa da, insanla maymunların ortak atasından daha eski bir zamana (6-7 milyon yıl öncesine) işaret ediyor olması nedeniyle bazı uzmanlarca hominan değil, hominid olarak değerlendirilmektedir. (*hominid: Hominidae familyasının tamamı; yani şempanzeler, goriller, insanlar ve orangutanlar.)  

Orrorin tugenensis

 

   BAR 1000’00 (Orrorin), 2000 yılında Kenya’da bulunmuştur (Martin Pickford, Kiptalam Cheboi, Dominique Gommery, Pierre Mein, Brigitte Senut.)

   *Kol ve kalça kemiği kısımları, alt çene ve dişleri de içerir. Bipedal olduğu düşünülmektedir, ama kesin değildir. Boynunun ve kafasının bazı bölgelerinin şekli bipedal olabileceğine işaret etse de kafatasının geri kalan arka kısmı ağaca tırmandığını gösterir. 

   *6-5,8 milyon yıl öncesine aittir.

   *Köpek dişleri, Miyosen maymunları ve dişi şempanzelerinki gibi sivri ve küçüktür. İnsanlar gibi küçük dişlere sahiptir.

Ardipithecus ramidus 

  *5,8-4,4 milyon yıl öncesinde yaşamıştır.

  *4,4 milyon yıllık bir A. ramidus fosili 1994’te bulunmuştur (Yohannes Haile Selassie.)

  *Daha sonra yine 1994 yılında daha eksiksiz bir kafatası ve kısmi iskeletin bulunmasıyla bu tür, Ardipithecus takımına dahil edilmiştir. Çok kırılgan olan bu fosilin zarar verilmeden çıkarılıp incelenmesi 15 yıl sürmüş, 2009 yılında Ardi ismi verilerek bilim camiasına tanıtılmıştır. 

Şekil: Ardi 

  *120 cm boyunda, 50 kg ağırlığında olup beyin ve kafatası bir şempanzeninki kadar küçüktür.

  *Yerdeyken iki ayak üzerinde yürürdü ama ayakta yürümeye diğer Australopithecuslar kadar iyi adapte olmamıştı. Ağaçta yine dört ayak kullanırdı. A. ramidus’un bu iki ayak üzerinde yürüme yeteneği, insan evriminde bir dönüm noktası olan tek eşliliğe geçişte önemli bir aşama olabilir.

  *1997-2001 yılları arasında bulunan yeni fosiller, 5,2-5,8 milyon yıl öncesine işaret ediyordu. Bunlar yeni bir alt tür olan Ardipithecus ramidus kadabba (Haile-Selassie 2001) ve sonradan da yeni tanımlanan bir tür olan Ardipithecus kadabba (Haile-Selassie et al. 2004) olarak sınıflandırıldı.

Australopithecus anamensis 

   *5,5-3,9 milyon yıl öncesinde yaşamıştır.

   *Bu türe ait ilk fosil 1967 yılında Kenya’da bulunmuş (Arnold Lewis), 1995’te tanımlanmıştır (Leakey vd 1995.)

   *Türe ait diğer 1994’te Kenyada bulunan 9 fosil ve yine Kenya’da bulunan ve çoğu dişli olan 12 fosil vardır (Leakey vd 1995.) 

   *Kısmi tibia kemiği, bipedallığa güçlü bir kanıt teşkil eder. Alt humerus (üst kol kemiği) insanınkine çok benzer. 

   *Bu dönemde, Leakey tarafından Tanzanya’nın Laetoli bölgesinde bulunan ve 3,7 milyon yıl öncesine ait olan ayak izleri, bu tarihte yaşayan hominanların bipedal olduğunun göstergesidir.

Şekil: Laetoli ayak izleri

Australopithecus afarensis

   *Bu tür, 3.9 -3.0 milyon yıl öncesinde yaşamıştır. 

   *En önemli Australopithecus afarensis  örneklerinden biri olan Lucy (AL 288-1), çok iyi korunmuş bir fosildir. 1974 yılında Etyopya’da bulunmuştur. 3,2 milyon yıl öncesine aittir. (Lucy ismi, Beatles’ın “Lucy in the Sky with Diamonds” şarkısından esinlenilerek konmuştur.)

   *1,10 metre boyunda olan Lucy, iki ayak üzerinde ama hafifçe dizlerini bükerek, bizim kadar zarif olmayan bir şekilde yürümüştür.Bilim adamları bilgisayarlar yardımıyla yürüme şeklini modellemişlerdir. Tipik olarak uzun kollara ve kıvrık parmaklara sahip olması, Lucy’nin dahil olduğu tür olan australopithecusların yine de iyi tırmanıcılar olduğunu gösteriyor.

   *Beyin hacmi 375-440 cm³ 

   *Kafatası şempanzeye benzer ama dişleri insansıdır. Özellikle kanin(köpek) dişleri insanınkinden daha büyük ve sivri, maymunlardan daha küçüktür.

   *Pelvis ve bacak kemikleri modern insana çok daha fazla benzer. Bipedal olduklarına şüphe yoktur, ama vücut yapıları koşmaktan çok yürümeye uygundur (Leakey 1994.)

   *Boyları 107-152 cm arasında değişir.

   *El ve ayak parmakları kıvrık olup insanlarınkinden daha uzundur ancak ellerin diğer özellikleri insana benzer (Johanson and Edey 1981.) Bu el ve ayak parmaklarıyla ilgili özellikler, bazı bilim adamlarınca A. afarensis’in hala ağaç tırmanmaya uyumlu olduğu şeklinde algılanırken, bazılarınca da evrim artıkları olarak değerlendirilir. 

Şekil: Lucy 

Şekil: Lucy  

Şekil: Selam veya DIK 1-1 (bir diğer A. afarensis örneği)

Kenyanthropus platyops 

  *Bu türe ait bulunan ilk örnek, 1999’da Kenya’da bulunan kısmi kafatasıdır (Justus Erus).

  *3,5-3,2  milyon yıl öncesinde yaşamıştır.

 

   *Kafatası A. afarensis ve A. africanus özelliklerine sahip olup, geniş yassı surat ve küçük dişlere sahiptir. Leakey tarafından tamamen yeni bir tür (Kenyanthropus platypos) olarak sınıflandırılırken, bazı uzmanlar tarafından Australopithecus’un bir alt türü şeklinde Australopithecus platyops olarak da ele alınır.

Australopithecus africanus 

   * 3-2 milyon yıl öncesinde yaşamıştır. A. afarensis gibi o da bipedaldir, ama vücudu biraz daha iricedir. 

   * Bu türe ait en önemli fosillerden biri  1924 yılında Güney Afrika’da bulunan Taung Child’dır. İncelendikten sonra keşfin hemen ertesi yılı Nature dergisinde Raymond Dart tarafından yeni bir tür olarak tanımlanmıştır. 2,5 milyon yıl yaşındadır. Öldüğünde 3 yaşında olduğu düşünülmektedir. Omurganın hemen üzerinde bulunan kafatası, bunun bir maymuna değil, hominan türüne ait olduğuna dair ipucu vermiştir ve kafatasındaki kırıklara bakılarak daha önceki fosil örneklerinden elde edilen veriler de göz önüne alındığında, bu çocuğun kartal gibi bir yırtıcı kuş tarafından öldürülmüş olabileceği düşünülmüştür.

Şekil: Taung Child

   *Beyin hacmi: 420-550 cm³ (Şempanze beyninden biraz daha büyük olmakla birlikte, konuşma yeteneğinin dayandığı beyin bölgelerinin oluşumu için yeterince büyük değildir.)

   *Arka dişleri A. afarensisten biraz daha büyüktür. Çenesi ve dişleri insanınkinden çok daha büyük de olsa, maymunlardan çok insana benzemektedir. (Johanson and Edey 1981).

Australopithecus garhi

   *1999’da bulunmuştur (Asfaw, White vd 1996).

   *Önceki australopithecuslardan kafatası şekli, özellikle büyük arka dişleri ve ilkel bir kafatası morfolojisiyle ayrılır.

Australopithecus sediba

    *1,78-1,95 milyon yıl öncesine ait genç bir erkekle yetişkin bir dişiye ait iki fosil bulunmuş ve sonrasında tanımlanmıştır (Berger vd 2010).

   *2008 yılında Güney Afrika’da bir mağarada keşfedilen ve “Karabo” (Yanıt) olarak adlandırılan 2 milyon yıllık, 13 yaşındaki bir çocuğa ait bu iskelet fosili bilim dünyasını şaşkınlığa uğratmıştı. Witwatersrand Üniversitesi’nde evrimsel biyoloji profesörü Lee Berger, Karabo’nun elinin daha önce bir benzerinin görülmediğini söylüyor ve ekliyor: “Elinizin üzerine koyduğunuzda, bu el kemiklerinin bir şempanzeye ait olmadığı su götürmez. Bu el kesinlikle alet yapabilecek kapasitede. İnsanlarla ortak özellikleri daha önceki tüm keşiflerden fazla yine de çok ilkel ve bu çok heyecan verici.” 

   *Karabo’nun ellerinin insan eline benzerliği şok etkisi yaratırken, John Gurche iki milyon yıl boyunca korunmuş iskeletten yola çıkarak Karabo’nun neye benzediğini ortaya çıkardı. İskeletten yola çıkılarak çizilen portre ve iskeletin yanında bulunan 30’lu yaşlarındaki bir kadına, muhtemelen Karabo’nun annesine ait kemik kalıntıları, Londra’daki Doğa Tarihi Müzesi’nde sergileniyor. 

 

   *Genç erkek bireyin beyin hacmi: 420 cm³

   *A. africanus ile Homo arasında bir geçiş formu olarak değerlendirilmiş, Homo‘ya daha çok benzemesi nedeniyle de onun olası atası olabileceği düşünülmüştür.

   *Bipedaldir ama ağaca tırmanmak için uzun kolları vardır.

   *Kafatasında, dişlerinde ve pelvis bölgesinde insana benzer özellikler bulunmuştur.

   *Bulunan her iki birey de kısa boyludur. (130cm)

   Australopithecus afarensis, africanus ve buraya kadar anlatılan türler zayıf australopithecuslar olarak bilinir; çünkü birazdan anlatılacak olan güçlü (robust) australopithecuslar kadar iri değillerdir, ayrıca kafatasları ve dişleri de daha küçüktür.

Paranthropus (Australopithecus) aethiopicus

  * 2.6 – 2.3 milyon yıl önce yaşamıştır.

  * En iyi bilinen örneği Alan Walker tarafından 1985’te Kenya’da bulunan KNM WT 17000 (The Black Skull) fosilidir. 

Şekil: KNM WT 17000 (The Black Skull)

   * Beyni çok küçüktür; beyin hacmi 410 cm³.

   * Kafatası kemikleri ilkeldir. Yüz genişliği, çene ve diş büyüklüğü gibi diğer özellikleri A. boisei’ye benzer. Bilinen tüm hominanlar arasında en büyük sagital krete sahiptir. –> Sagital kret, kafatasının tepesinde bulunan kemiksi bir kabartıdır ve buraya çiğneme kasları tutunur.

Paranthropus (Australopithecus) robustus  

   * Beyin hacmi 530 cm³

   * 2-1,5 milyon yıl önce yaşamıştır.

   * 1948 yılında Güney Afrika’da bulunan SK48 ve 1938’de yine Güney Afrika’da bulunan TM1517 bu gruba girer.

   * Ön dişleri nispeten küçük, öğütücü arka dişleri ise büyüktür. Bulunan pek çok örnekte sagital kret mecvuttur ki bu da çok fazla çiğneme, dolayısıyla güçlü çiğneme kasları gerektiren bir beslenme şekline işaret eder.

   * Robustus fosilleriyle bulunan kemiklerin, toprağı kazma aletleri olarak kullanılmış olabileceği düşündürmüştür. 

Paranthropus (Australopithecus) boisei  (eski ismi: Zinjanthropus boisei)

  

   *2,1 – 1,1 milyon yıl önce yaşamıştır.

   *OH5 (Zinj veya Nutracker Man) bu türe ait 1959 yılında Tanzanya’da bulunan bir örnektir ve 1,8 milyon yıl öncesinden kalmadır.

   *A.robustus’a benzer ama surat ve yanaklar daha da geniştir.

   *Beyin hacmi robustus gibi 530 cm³ civarındadır.

  Australopithecus aethiopicus, robustus ve boisei güçlü australopithecuslar olarak bilinirler, çünkü özellikle kafatasları iri kemiklidir. İnsanın doğrudan atası olmak için çok uygun adaylar değildirler. Birçok uzman onları artık Paranthropus takımına dahil etmektedir. 

Homo gautengensi

   *2010 yılında Güney Afrika’da bulunan kısmi bir kafatası fosilinin incelenmesi sonucunda bu canlının aranan kayıp halkalardan biri olabileceği, yani Homo cinsinin ilk türlerinden biri  olabileceği üzerinde duruluyor.

   *1,95 milyon yıl öncesine ait olduğu düşünülen örnek, çok yeni bir buluş olması nedeniyle hala incelenmektedir ve hakkındaki bilgiler henüz kesinlik kazanmamıştır.

Homo habilis

    *2,4 milyon-1,5 milyon yıl önce yaşamıştır.

   *1960 ylında Tanzanya’da bulunan iki fosil; OH7 ve OH8

   *1968 yılında yine Tanzanya’da bulunan OH24 (Twiggy)

   *1973te Kenya’da bulunan KNM ER1813  bu türe ait en ünlü fosil örnekleridir.

Şekil: KNM ER1813

   * Homo habilis, fosil kayıtlarında insana en çok benzeyen en eski canlıydı. P.bosei  ile aynı dönemde yaşamış olan Homo habilis, bizim üçte ikimiz büyüklüğündedir ve beyinleri Australopithecuslardan belirgin şekilde daha büyüktür (500-800 cm). 

   * “Hünerli işçi” anlamına gelen H.habilis, alet icat edip bunları kemik kırmak ve kemik iliği çıkarmak için kulicalanan en eski türdür. Oldowan olarak bilinen bu alet yapma geleneği, hiç değişmeden 1 milyon yıl kadar devam etmiştir. Oldowan aletleri taşlardan yapılırdı. Bu süreçte, büyük beyin hacimlerine rağmen Paranthropus türünün 1,2 milyon yıl önce nesli tükenmişti.

Güncelleme (2015): Kenya’daki Lomekwi kazı alanında bulunan 3,3 milyon yıllık taş aletler bu bilgiyi değiştirebilir. (Bizimki olan Homo cinsinin kökenini 2,8 milyon yıl geriye çeken bu keşifle ilgili Science makalesi, Nature’da yayınlanan makale. Ayrıntılı Türkçe bilgi için tıklayın.) 

   * Bazı bilim insanları, yırtıcılara karşı ekip halinde çalışmayı öğrenmenin, Homo cinsine üstünlük sağladığını düşünmektedir. 

  

   * Homo habilis’in dişleri ve çenesi Paranthropus’tan çok daha küçüktür ve büyük ihtimalle büyük miktarlarda et yiyen ilk insandır. Leş yiyicilikle başlayan bu etobur beslenme sonucu meydana gelen enerji, beyin hacmindeki artışı tetiklemiş olabilir. Bilim adamları, çene kaslarını zayıflatan bir mutasyon sonucunda, beynimizin büyümesi için kafatasında yeterli alan açılmasıyla beynin büyüdüğü üzerinde durmaktadır. Broca bölgesi denilen ve konuşma yeteneği için şart olan kabarıntı, bir H. habilis’in kemikten alçı modelinde mevcuttur. Bu da ilkel bir konuşma yeteneğine sahip olmuş olabileceğini gösterir. 127 cm boyunda, 45 kg ağırlığında olduğu anlaşılmıştır. Dişi bireyler daha küçük olabilir.

Homo georgicus

*2001 Gürcistan’da bulunan D 2700 fosili bu gruba girer ve 1,8 milyon yaşındadır.

*H. habilis ile H. erectus arasındaki bir ara formdur.

*Beyin hacmi 600-780 cm³ 

*2001’de tam olmayan bir iskelet daha bulundu ama henüz detayları bilinmiyor (Vekua vd 2002, Gabunia vd 2002). 

Homo erectus

*1,8 milyon- 300 bin yıl önce yaşamıştır. 

*Bu türe ait ilk örnek, 1891’de Endonezya’da bulundu (Eugène Dubois tarafından). Java Man ismi verilen bu örnek, 1-0,7 milyon yıl öncesinden kalmadır. 

Resim: Peking Man

   *Daha sonra 1921 yılında Peking Man olarak isimlendirilen ve 780-680 bin yıl öncesine ait bir fosil de Çin’de bulundu. 

Resim: Peking Man

    *En önemli fosillerden birisi olan Turkana boy veya Nariokotome Boy, 1984 yılında Kenya’daki Nariokotome bölgesinde bulunan Turkana gölü yakınlarında  bulunmuştur ve elimizdeki en eksiksiz fosillerden birisidir. 1,5 milyon yıl öncesine tarihlenen Turkana boy, kimi uzmanlarca Homo ergaster, kimilerince de Homo erectus olarak sınıflandırılır.  Bu 16 yaşındaki genç erkek bireye ait fosil incelemeleri, pelvis bölgesinin günümüzdeki genişliğine ulaşmış olduğunu göstermektedir. Bu keşif, büyüyen kafatası ve beyin oranları da göz önüne alınınca, günümüzde insan dişilerinin doğum için yardıma ihtiyacı olması, bebeklerin daha erken doğması, çocuk bakımının daha uzun süreye ihtiyaç duyması gibi maymun dişilerinden farklı olduğu bazı özelliklerin ortaya çıkış sebeplerine ışık tutmaktadır.

Resim: Turkana boy (Nariokotome boy)

   *Bunların dışında bu türe ait ünlü fosiller 1937-39 yılları arasında bulunan Sangiran 2 ve Sangiran 4’tür. Ve sonradan daha başka fosiller de bulunmuştur.

   *Beyin hacmi 850-1100 cm³ olan H. erectus‘un, kesin olmamakla birlikte denize açılan, mamut ve yabani at gibi hayvanları avlayan, ateşi kullanan ve barınak yapan ilk insan türü olabileceği düşünülmektedir. H. habilis gibi büyük azı dişleri içeren çıkık çene, kalın kaş tümsekleri vardır, çene ucu belirgin değildir.

 

   *İskeleti modern insandan daha iri yapılı, dolayısıyla daha güçlüdür. Bulunan örneklerde çeşitlilik vardır, Turkana boy uzun boylu ve ince yapılıyken, Pekin Man daha kısa ve tıknaz yapılıdır. Turkana boy üzerinde yapılan çalışmalar, erectus’un yürüme konusunda modern insanlardan daha becerikli olabileceğini göstermiştir (Willis 1989). 

  *Homo habilis ve bütün australopithecuslar sadece Afrika’da bulunmuştur. Fakat H.erectus daha geniş bir yayılım gösterir, Afrika, Asya ve Avrupa’da da bulunmuş, Çin’e kadar yayılım göstermiştir. Erectus’un ateşi kullandığına dair kanıt vardır ve taş aletleri habilis‘ten daha gelişkindir.

Şekil: KNM ER 3733

    *1,65 milyon yıl öncesine gelindiğinde bir başka tür olan Homo ergaster ortaya çıkar.

   *Bazı uzmanlar Afrikalı erectus türlerini, Asyalı H.erectus’tan bazı kafatası özellikleri bakımından farklı olması nedeniyle, Homo ergaster grubunda sınıflandırır. Böyle bir sınıflandırma yapılması halinde, Turkana boy ve KNM ER3733 gibi örnekler de H. ergaster sınıfına girmelidir. 

   *Aletlerini Acheulean tekniği denilen farklı bir teknikle yapıyorlardı. Bu teknik, nerdeyse bütün taş devri boyunca kullanılmıştır. Bazı uzmanlara göre H. ergaster, ilk kılsız vücuda sahip olan ve de ilk kez terleyen hominan türüdür. 

H. cepranensis ve H. antecessor

   * H. erectus ile H. heidelbergensis arası bir form oldukları düşünülüyor ama incelenmeleri sürüyor.

   * H. cepranensis (800 bin yıl)

   * H. antecessor  (1,2 milyon-500 bin yıl)

Homo naledi

   2013 yılında Afrika’nın Gauteng vilayetindeki Rising Star Mağaralarında* keşfedildi ve 2015 yılında bilim camiasına duyuruldu.Eylül 2015 itibariyle aynı mağara sisteminde en az 15 bireye ait toplam 1550 örnek bulunmuştur. Sotho dilinde “naledi” kelimesi “yıldız” anlamına gelir ve bulunduğu mağaranın ismine ithafen verilmiştir *(Rising Star, Yükselen Yıldız anlamına gelmektedir).

 

  Fosillerin kaç yıllık olduğu henüz kesin olarak belirlenmemiştir çünkü ekip, çalışmanın bilim camiasına duyurulmasından önce fosillerde bozunmaya yol açabilen radyokarbon tarihleme yöntemini uygulamak istememiştir; ama şimdilik tahminler bu Homo türünü, çok kabaca (farklı tahminlerin derlemesi olarak) 1 milyon-2,8 milyon yıl önceki döneme yerleştirmektedir. Paleoantropologlar, bu fosillerin ayrıntılı incelemesini yaparken temkinli olmaya devam etmekte, dolayısıyla çok yeni olan bu fosil türe ilişkin şimdiki bilgilerimiz değişebilir. Ölü gömme alışkanlıklarıyla ilgili spekülasyonlar da bu yöntemsel verileri beklemektedir. Konuyla ilgili çok daha kapsamlı bir yazıya buradan ulaşabilirsiniz.

 Arkaik Homo sapiens  (Homo heidelbergensis) 

   *Homo sapiens‘in arkaik formları 524 bin yıl önce yaşamıştır. Bu tür, hem Homo erectus’un hem de modern insanın beyin özelliklerini taşır. Beyin hacmi erectus’tan büyük ve çoğu modern insandan küçüktür (ortalama 1200 cm³).

   *Kafatası H. erectus’tan daha yuvarlaktır.

   *İskeleti ve dişleri H. erectus’tan daha zayıf, ama modern insandan daha iri ve güçlüdür.

   *H. erectus ile arkaik sapiens arasında net ve kesin bir ayrım hattı yoktur, pek çok fosil 500 bin ile 200 bin yıl öncesine ait olup aralarındaki farkları belirlemek zordur.

   *209 bin yıl öncesine ait olan Dali fosili, kimi uzmanlarca Homo sapiens sapiens’e, kimilerine göre de H. erectus‘a dahil edilmektedir. 

   *1994 yılında İngiltere’de bulunan Boxgrove Man ve İtalya’da bulunan Altamura Man bu türün örneği olan fosillerdir.

Homo sapiens neanderthalensis (Homo neanderthalensis)

 

 

Şekil: Krapina C

      *Neandertal insan, 230 bin ile 30 bin yıl önce Avrupa ve Orta Asya’da yaygın olarak yaşamıştır.

      *Bu türe ait ilk fosil 1899 yılında Hırvatistanda bulunan Krapina’dır.

      *Steinheim Skull  1933 yılında Almanya bölgesinde,

      *Swanscombe Man  1935 yılında İngiltere’de,

      *Bontnewydd  1981 ylında İngiltere’de bulunmuştur ve bu hepsi de bu türe girerler.

      *Tahun C1 (İsrail’de), Mt. Circeo, Saccapastore, La quina 5 ve 18, Neanderthal 1, La Ferrassie 1  gibi bu gruba ait daha pek çok fosil, kemik-diş-çene örneği vardır. 

Şekil: La Ferrassie 1

   *Beyin hacmi, modern insandan biraz daha büyüktür (yaklaşık 1450 cm³), ama bu büyük olasılıkla daha büyük olan vücut yapılarıyla bağlantılıdır.

   *Beynin içinde bulunduğu kranyum, modern insanınkinden daha uzun ve alçaktır. Erectus gibi çıkıç çene ve basık alna sahiptir ve çene ucu belirgin değildir. Orta yüz bölgesi de dışa çıkıktır ki bu özellik ne erectus‘ta, ne sapiens’te görülmez ve soğuğa uyum için gelişmiş olabilir. Modern insandan pek çok başka özellik ile ayrılır, bunlardan en ilginç olanları kürek kemiği ve pelvisteki kasık kemiğidir.

   *Neandertal fosilleri, H. erectus‘unkilerden daha gelişkin aletler ve silahlarla beraber bulunmuştur. Ölülerini gömen ilk insanlardır. Bilinen en eski mezar benzeri yapı 100 bin yıllıktır (Trinkaus and Shipman 1992; Trinkaus and Howells 1979; Gore 1996)

   *Neandertaller soğuk iklimde yaşamıştır ve vücut özellikleri, soğuğa uyum sağlamış olan modern insanlara benzer (kısa ve tıknaz vücut yapısı, kısa uzuvlar gibi özellikler). 168 cm boyunda olup kalın ve ağır, güçlü kas bağlantı yerleri içeren kemikleri vardır. Zor yaşam koşullarına dayanıklıdırlar.

 “Son Neandertal Ao” adı fimle ilgili bilgi almak için tıklayın.

Homo floresiensis (Flores insanı veya “hobbit”)

   * Homo cinsine dahil edilip edilmemesi gerektiği halen tartışılmakta olan Homo floresiensis’e ait iskelet kalıntıları 100 bin – 60 bin yıl öncesine; bu iskelet kalıntılarıyla birlikte bulunan taş aletlerse 190 bin – 50 bin yıl öncesine tarihlenmiştir. 
   * 2003 yılında Endonezya’nın Flores adasında keşfedilen ve bir Homo floresiensis bireyine ait olan kalıntılar, onun yaklaşık 1,1 metre boyunda olduğuna işaret etmektedir. Ayrıca dokuz ayrı bireye ait eksik iskelet kalıntıları bulunmuştur; bunlardan birisi eksiksiz bir kafatası fosili olup LB1 olarak adlandırılmıştır. Küçük bir bedene sahip olan H. floresiensis’in beyni de aynı ölçüde küçüktür. LB1 örneğine bakılırsa, beyin hacmi 380 cm3’tür; yani en yakın atası olduğu varsayılan (bu da tartışmalı bir konudur) H. erectus‘un beyninin yarısı kadardır ve de şempanzelerin veya australopithecus’ların beyniyle hemen hemen aynı hacimdedir. 

Şekil: LB 1 (Hobbit)

Şekil: LB 1 (Hobbit) canlandırma

   *Beyin hacmi 417 cm³ 

   * En eksiksiz erişkin dişi fosilidir.

   * 1 metre boyundadır, Homo erectus’un cüce formu olduğu da düşünülmektedir. (Büyük memelilerin cüce formlarının yalıtılmış adalarda evrimleşmesi sık rastlanan bir durumdur.)

   *Tamamen bipedaldir. Alet ve ateşi kullanmış, adada bulunan cüce filleri avlamıştır (Brown et al. 2004, Morwood et al. 2004, Lahr and Foley 2004).

Denisova hominini  (X-woman)

   *Rusya’daki Denisova mağarasında, farklı bireylere ait 41 bin yıllık bir parmak kemiği ile diş kalıntısı bulunduğu duyuruldu. 2010 yılında duyurulan ve farklı bireylere ait olan diş ve parmak kemiği örneklerine ek olarak, 2011 yılında da bir ayak parmağı kemiği bulunmuştur. Bulunan bölgenin soğuk iklim şartları, iyi korunmuş olan DNA’nın incelemesini kolaylaştırdı. Bu vücut parçalarının mitokondriyal DNA (mtDNA) tekniğiyle incelenmesi sonucunda kalıntıların, henüz tanımlanmamış yeni bir Homo cinsine ait olabileceği düşünüldü. Denisova Mağarası, kalıntıların işaret ettiği tarihle aynı tarihlerde neandertal ve modern insanlar tarafından da kullanılmıştı. 

 

   *Denisova Hominini’nin (Denisovalar olarak bilinir) mtDNA’sı, neandertaller’den farklıdır. Uluslararası bir bilim adamı ekibi, parmak kemiğinin genomundaki diziyi belirledi. Çıkan sonuçlara göre, Denisovalar ile neandertaller ortak ataya sahiptir ve Melanezyalılarla da çiftleşmişlerdir. Analizlere göre, modern insan, neandertaller ve Denisova homininleri en son 1 milyon yıl önce ortak bir ataya sahipmiş. Ayrıca yine DNA çalışmalarına göre, bu yeni hominin türü, Afrika’dan erken göçün sonucu olabilir. Çok yeni olan bu tür ile ilgili çalışmalar devam etmektedir. 

  *Denisova insanının genomu çözüldü; konuyla ilgili güncel haberi okumak için tıklayın.

Homo longi (Ejderha adam)

   Geçmişte Çin’in Heilongjiang eyaletinin Harbin şehrinde keşfedilen bir kafatası, Homo sapiens‘in en yakın akrabasına ait olabilir. Çalışmaları 25 Haziran 2021’de The Innovation dergisinde yayımlanan bilim insanları, Homo longi adını verdikleri Harbin kafatasının, bize Neandertallerden bile daha yakın olan yeni bir insan türüne ait olabileceğini düşünüyor.

Homo sapiens sapiens (modern insan)

 

   *H.sapiens‘in ilk modern formları 195 bin yıl öncesinde ortaya çıkar (Omo fosili.) Diğer Homo türlerinin soyları tükenmiştir. Geriye sadece günümüz modern insanı olan Homo sapiens sapiens kalmış ve tüm Eski Dünya’ya yayılmıştır. Göç yollarıyla ilgili güncel bir çalışmaya ulaşmak için tıklayın.

   *Modern insanın ortalama beyin hacmi 1130-1260 cm³

   *Alın dik bir şekilde yükselir, kaş kabarıntıları çok küçük veya eksiktir, çene dikkat çekici ve çıkıktır ve iskelet ince yapılıdır.  

   *İlk bulunan H.sapiens fosili 1868 yılındaki Cro-Magnon1’dir. 30 bin yıl önce yaşamıştır. Kromagnon kültürünün ortaya çıkışıyla, alet setleri daha karmaşık olmaya, giyim, oymacılık ve heykeltraşlık gibi eserler görülmeye başlanmıştır. Süslü aletler, boncuklar, müzik aletleri ve mağara resimleri sonraki 20 bin yılda ortaya çıkar (Leakey 1994). 

 Şekil: Cro-Magnon1

   *Cro-Magnon1 dışında Omo1, Omo2, Jebel Irhoud 1,2,3,4 ve Mungo Man gibi pek çok örnek vardır. Bunların arasında en eski olan Omo, 195 bin yıl öncesine aittir.

   *Son 100 bin yılda bile daha küçük azı dişlerine ve vücut iriliğindeki gürbüz görünümde azalmaya doğru giden süreç devam etmiştir.Bizim şu andaki yüz, çene ve diş yapımız, bundan 10 bin yıl önce yaşamış olan mezolitik insana göre %10 daha narin yapılıdır. 30 bin yıl önce yaşamış olan üst paleolitik insanlara kıyasla da, %20-30 daha narin yapılıyız. İlginç bir şekilde Avustralya aborjinleri gibi bazı insan gruplarının dişleri, arkaik sapienslere daha çok benzer. En küçük dişler, besin işleme tekniklerinin en uzun süre kullanılmakta olduğu bölgelerde bulunur. Bu durum, bütün canlılarda evrimin itici gücü olan doğal seçilimin, son 10 bin yılda bile insan soyunda yarattığı değişiklerden sadece biridir (Brace 1983).

 

   Bu yazıda adı geçen tüm fosillerin gerçek örnekleri, dünyanın çeşitli yerlerindeki müzelerde sergilenmektedir. 

 

 

   Buradan, hominanların geçmişiyle ilgili güzel bir şemaya ulaşabilirsiniz. 

Resim: Hominan türlerinin beyin hacmi ve ortalama boy oranları 

   Son olarak, konuyu özetlediğini düşündüğüm ve çok temel bilgileri içeren aşağıdaki videoyu da izlemenizi öneririm. Özellikle yeni başlayanlar ve konuya yabancı olanlar için faydalı olacağını düşünüyorum:

 

Şu yazılar da ilginizi çekebilir:

• “İçimizdeki Balık” belgeseli ve kitap yorumu
• Evrim halen devam ediyorsa neden dünyada hala maymunlar var?
• Genomlarımızın ışığında primat kökenimiz
• Afrika’daki derin tatlı su göllerinin insan evrimine etkisi
• Sağ elini kullanan şempanzeler, konuşma yeteneğimizin ortaya çıkışına dair ipuçları sunuyor 
• Bipedalizm türümüzü omurga kırıklarına yatkın kıldı
• Evrim artıkları (Körelmiş yapılar)  
• Zeka uyarlanmaya açıksa, diğer insansı maymunlarda da evrilmiş olması gerekmez miydi? 
• Kendini, maymundan gelmiş olmaya layık görüyor musun?
• İnsan ve şempanze genomları arasındaki fark % 1’den fazla değil mi?

Kaynakça:

• http://www.talkorigins.org/faqs/homs/specimen.html
• http://www.newscientist.com/article/dn9990-introduction-human-evolution.html?full=true
• http://evrimianlamak.org/e/Evrim101Y:%C4%B0nsan%C4%B1n_evrimi_2
• “Human and chimp genomes reveal new twist on origin of species”. [EurekAlert!/AAAS]. 2006-05-17.
• http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_human_evolution_fossils
• https://www.msu.edu/~heslipst/contents/ANP440/index.htm

Naylon yiyen bakteriler: 

   1975 yılında bir grup Japon bilim insanı, bir naylon fabrikasının atık sularını boşalttığı su birikintilerinde yaşayan bir Flavobakteri suşu keşfetti. Bu bakteri suşu Naylon 6’nın üretimi sırasında ortaya çıkan yan ürünleri sindirebiliyordu. İlerleyen araştırmalarda, bu canlılarda bulunan ve naylon yan ürünlerinin sindirimine yarayan 3 enzimin, diğer Flavobakteriler’in üretip kullandığı enzimlerden ve hattâ herhangi bir başka bakterininkinden çok farklı olduğu ortaya çıktı. Üstelik bu enzimler, insan yapımı naylon yan ürünleri hariç başka hiçbir enerji kaynağına da etkili değildi. George Bakken şöyle diyor:

 

“Mikroorganizmalar doğada hiçbir zaman oluşmayan toksik sanayi atıklarını (yani klorlanmış ve florlanmış hidrokarbonları) metabolize edecek yeni enzimler edinmişler ve bizlere kirliliği kontrol etmede önemi gittikçe artan yöntemler sunuyorlar. Susumi Ohno, çerçeve kayması mutasyonu sonucu oluşan böyle yeni bir enzim buldu: Naylon lineer oligomer hidrolaz. Çerçeve kayması mutasyonları genin tüm yapısını değiştirir; bu yüzdem de ortaya çıkan enzim rasgele oluşmuş bir enzim oluyor! Bekleneceği gibi, bu yeni enzim kusursuz değil ve tipik bir enzimin sadece yüzde 1’i kadar etkin, fakat önemli olan çalışıyor olması.”

 

    Ohno tarafından belgelenen mutasyon, mikroorganizmaların adı geçen kısa naylon oligomerlerini birincil besin kaynağı olarak kullanmasını sağladığı için rahatlıkla faydalı bir mutasyon olarak adlandırılabilir. Edinilen bu yeni metabolik etkinliğin laboratuvar ortamında tekrarlandığını da belirtelim. Daha sonra başka bakterilerde de aynı şekilde naylon yan ürünlerini sindirebilen enzimler bulundu. Bunlardan birisi Pseudomonas aeruginosa. Richard Harter şu konuya dikkat çekmekte: “Deneylerde naylonu metabolize edemeyen Pseudomonas suşları, birincil besin kaynağı naylon oligomerleri olan bir ortamda büyütülmüştür; bunlar naylonu sindirebilen bir metabolizma geliştirebilmiştir.” 

    Naylon, 1935 yılına kadar icat bile edilmemişti, dolayısıyla o yıllara kadar doğada “naylon artığı” diye bir şey söz konusu değildi. Bu enzimlerin naylonun keşfiyle ortaya çıkışı, bilimsel olarak ancak evrim kuramı ile açıklanabilmektedir.  

 

 

HIV virüsü ve CCRS geni: 

  Başka bir örnek, insanlar ve AIDS’e dirençle ilgili Ulusal Kanser Enstitüsü (NCI) populasyon genetikçisi Stephen O’Brien, meslektaşları Micheal Dean ve Marry Carrington ve yardımcıları, HIV’in beyaz kan hücrelerine bulaşırken kullandığı kemokin resöptörü yapan CCRS (CKRS) geninin mutasyona uğramış olduklarını gösteren güçlü kanıtlar ortaya çıkardı. Oldukça yeni bir buluş ise, HIV bulaşan fakat kendilerinde CCRS geninin mutasyona uğramış bir kopyası bulunan insanlarda AIDS’in mutasyonsuzlara göre daha yavaş ilerlemesidir.”

   En zararlı gözüken mutasyonların bile belirli ortamlarda büyük uyum sağlama değerleri olabilir. Örneğin Drosophila‘da kanatların büyümesini durduran mutasyonlar, sineğin şiddetli rüzgarlar bulunan adalarda sağ kalma yeteneğini geliştirmektedir. Bu, on yıllarca laboratuvarda radyasyona tutulan Drosphila’nın niye sadece daha az uygun mutantlar verdiğini açıklar: Bir popülasyonun normal çerçevesinde bütün mutasyonlar zararlı olmalıdır; çünkü popülasyon zaten ortamına son derece iyi uyum göstermiştir. Fakat organizmanın doğal ortamında zararlı olan mutasyonlar, bir popülasyonun coğrafik sınırlarında veya coğrafi ölçeğin tamamında oldukça büyük bir çevre değişikliği sonucunda (bir hortum adadaki tüm kanatlı Drosophila’ları ortadan kaldırabilir) faydalı bir hale gelebilir. Bu, aynı zamanda evrimin niye jeolojik bir zaman ölçeğinde kesikli bir biçimde gerçekleşmesi gerektiğini de kısmen açıklar. Edward E. Max bu konuda şöyle diyor: 

“İnsanlarda gerçekleşen birçok zararlı mutasyonu bildiğimiz halde yararlı mutasyonlar hakkında daha az bilgi sahibi olmamız, insanlık tarihinde hiç faydalı mutasyon olmadığı anlamına mı gelir? Hiç de değil. Tıpla uğraşan bilim insanlarının araştırmaları bir noktayı açıkca gözler önüne seriyor: Bizim en fazla bilgi sahibi olduğumuz mutasyonların çoğu zararlıdır, çünkü tıpla uğraşan bilim insanları ölüme ve sakatlıklara yol açan hastalıkları incelemeyi tercih ederler. Faydalı bir mutasyonun belirli bir insan geninde bulunma olasılığı üzerinde kuramsal olarak düşünelim; bu mutasyon çocukta değişikliğe uğramış gen ile anne-babasındaki değişikliğe uğramamış hali arasında yapılacak bir karşılaştırma sonucunda tespit edilse bile, bu mutasyonun faydalı olarak tanınabilmesi için hiçbir yol yoktur. Eğer mutasyon zeka, uzun yaşam veya belirli bir hastalığa karşı direnç sağlıyorsa bile, bunlar insan üzerinde -doğal olarak hiçbir zaman yapılamayacak- uzun dönemli dölleme deneyleri yapılmadan anlaşılamaz. Dolayısıyla, insanlarda böyle faydalı mutasyonlar tanınamaz, örnekler konusundaki bilgisizliğimiz de bunların var olmadığına kanıt teşkil etmez. Fakat faydalı bir mutasyonu gösterecek gerekli deneyleri hızla çoğaltan laboratuvar organizmaları kullanılabilir; ki böyle deneyler gerçekten ender olan faydalı mutasyonların oluşabileceğini göstermiştir.”

   Aslında durum Max’in anlattığından biraz daha iyidir, çünkü insanda bilinen faydalı mutasyonlar da vardır. Örneğin, yukarıda verdiğimiz CCRS genindeki mutasyon örneğine bakalım, bu mutasyon HIV’den AIDS’e geçişi yavaşlatır ve aynı gende gerçekleşen iki mutasyon bir kimsenin HIV enfeksiyonuna karşı direncini arttırır.  

 

Kaynak: Mark Vuletic’in hazırladığı “Yaratılışçı safsatlara yanıtlar-1” başlıklı derlemeden özetlenmiştir. Bilim ve Gelecek, S7; çev. Can Sözer, Çev. Redaksiyonu: Feryal Halatçı; Harun Yahya Safsatası ve Evrim Gerçeği kitabı, s: 200-201-202-203; Blim ve Gelecek yayınları.

Diğer kaynaklar: 

 1.  Ohno S (April 1984). “Birth of a unique enzyme from an alternative reading frame of the preexisted, internally repetitious coding sequence“. Proc Natl Acad Sci USA. 81 (8): 2421–5. doi:10.1073/pnas.81.8.2421. PMC 345072. PMID 6585807.

 2. TalkOrigins; Claim CB101

 3. Prijambada, Negoro, T Yomo, Urabe, Appl Environ Microbiol. 1995 May; 61(5): 2020–2022. “Emergence of nylon oligomer degradation enzymes in Pseudomonas aeruginosa PAO through experimental evolution.”

Şunlar da ilginizi çekebilir:

• Faydalı mutasyon kavramı ve örnekleri
• HIV virüsü ve evrim 
• Bakterilerde gelişen antibiyotik direnci 
• Mikroevrim ve Makroevrim
• Evrim Gerçekleri belgesel serisi

 

   Bakterilerde antibiyotiklere veya böceklerde DDT gibi ilaçlara direnç gelişimine sebep olan evrimsel değişimler, evrim karşıtlarının iddia ettiği gibi canlıya zararlı değil, faydalıdır. Bunların birçoğu da var olan değil, sonradan evrilerek kazanılan özelliklerdir. Fleming’in Penisilin’i keşfetmesinden (1929) bu yana patojen bakterilerin yol açtığı zatürre, belsoğukluğu, tüberküloz vb hastalıkların tedavisinde antibiyotiklerden faydalanılmaktadır. Antibiyotikler, bakterileri öldürerek veya üremelerini durdurarak etki eder, fakat hastaya zarar vermez. Antibiyotiklerin keşfi tıp dünyasında çığır açmış, hastalıklarla savaşımıza yepyeni bir yön vermiştir. Ancak kullanılmaya başlanmalarından sonra bakterilerin bu antibiyotiklere direnç geliştireceği hiç hesaba katılmamıştır. Bu ilaçların hızla üretimi, yaygınlaşması ve kullanım alanlarının artmasıyla, bakteriler de kendi yaşamlarını devam ettirebilmek adına genetik mekanizmalar yoluyla çeşitli önlemler geliştirmiştir. 

Bakterilerin antibiyotik direnci kazanmasında farklı genetik mekanizmalar rol oynar: 

• Bakteri kromozomunda oluşacak bir mutasyon, en sık rastlananlardan biridir. Mesela bakterinin hücre duvarında yer alan proteinin geninde meydana gelen bir mutasyon, antibiyotiin bu proteine bağlanmasına ve etkisini göstermesine engel olur. Proteinin işlevine bir zararı olmayan bu mutasyon, onu antibiyotikten koruyarak bakteriye yaşamsal değeri olan bir katkı sağlamış olur.
• Kimi bakteriler ise daha önceden sahip oldukları direnç genlerini, antibiyotiğin varlığında harekete geçirirler. Bu genler, genelde bakterilerin içinde yuvarlak DNA halkaları olan plazmid yapılarında taşınır ve bu plazmidlerin diğer bakterilere aktarımı, bakteri dünyasında olağandır.
• Virüsler, bu direnç genlerini bakteri genomuna sokabilir. 

   Yapılarında barındırıkları β-Laktam halkası nedeniyle beta laktam (β-lactam) antibiyotikler (Penisilinler, Monobaktamlar, Sefalosporinler, Karbapenemler) olarak sınıflandırılan ilaç grubu, bakterinin hücre duvarı sentezini durdurarak etki eder. Ancak bakteriler, antibiyotiğin β-Laktam halkasına saldırarak onun etkisini yok eden, β-Laktamaz isimli bir grup enzim üretmiş ve böylece ilaca dirençli hale gelmiştir. Enzimi kodlayan genlerde meydana gelen mutasyonlar, bakteri için hayati önem taşıyan bir kazanım sağlamıştır. İlgili antibiyotiklerin tedavide kullanılmaya başlanmasıyla, daha önce bu enzimlere sahip olmayan bakteriler de bu enzimleri üretmeye veya kullanmaya başlamış, doğal seçilimin devreye girmesiyle de kısa zamanda popülasyonda baskın hale gelmişlerdir. Bu sorunun üstesinden gelebilmek için, ilaçların yapısına β-Laktamaz inhibitörleri (klavulanik asit, sulbaktam, tazobaktam) eklenmesi gerekmiştir. 

Görsel: Penisilin (üstte) ve sefalosporinlerin (altta) nüve yapısı. Kırmızıyla işaretli kısım β-laktam halkasıdır.   

   Dirençli bakteriler, yeni kazandıkları direnç genlerini genetik mekanizmalar sayesinde diğer bakterilere de aktarabilirler. Birden fazla direnç geni taşıyan organizmalar, çok sayıda ilaca dirençli olan süper bakterilerdir (Multidrug Resistant, MDR). Bunlardan bazıları aşağıda verilmiştir: 

MRSA – Metisilin dirençli S. aureus 

VRE – Vankomisin dirençli enterokok

ESBL’ler – Genişlemiş spektrumlu beta laktamazlar (Sefalosporin ve Monobaktamlar’a dirençli) 

PRSP – Penisiline’e dirençli Streptococcus pneumoniae 

   Yani bakteriler, direnç geliştirmek için birçok imkandan faydalanır. Antibiyotik direncinin gelişmesi, mükemmel bir doğal seçilim örneğidir. İlaçların aşırı ve kontrolsüz kullanımı (örneğin, her burun akıntısında antibiyotiğe sarılmak) hassas bakterileri öldürürken, az sayıdaki dirençli bakterinin hayatta kalmasına ve zamanla bakteri popülasyonunda bu dirençli bakteri nüfusunun artmasına sebep olur. Yapılan çalışmalarda görülmüştür ki, bakteriler eninde sonunda her antibiyotiğe direnç geliştirir (Neu, 10992). Bir bakteride evrilen bu direnç, genetik mekanizmalar sayesinde hızla diğer bakterilere de yayılır. 

   Belsoğukluğu gibi bazı hastalıklarda, tedavi için 1970’lerden beri her 3-4 senede bir yeni bir antibiyotik kullanımı gerekli olmuştur. Belsoğukluğuna sebep olan Neisseria gonorrhoeae bakterisi her yeni antibiyotiğe zamanla direnç geliştirmiştir. 1960’larda penisilin ve ampisilin, pek çok belsoğukluğu vakasını karşı etkiliydi. Bugün ise, ABD’de bu belsoğukluğu bakterilerinin %24’ünden fazlası antibiyotiklerden en az birine karşı, Güneydoğu Asya’dakilerin ise %98’i penisiline karşı dirençlidir. 

   Böceklerde DDT gibi ilaçlara karşı kazanılan bağışıklık, ayrıntılarda fark gösterse de, temelde bakterilerle aynı aşamalardan geçer. Yani burada da yine, doğal seçilime örnek oluşturan bir durum yaşanır. Dış etki sonucu avantajlı duruma geçen bireyler, hızla çoğalarak popülasyonda baskın hale gelir, ilaçla ölen böceklerin yerini alır. Genetik mekanizmaları bakterilerle tamamen aynı olmasa da, bu etkiyi yaratan da yine faydalı mutasyonlardır. 

   Bu değişimlerin mekanizmaları, evrim kuramında ortaya konan şablonla birebir uyum içerisindedir. Sadece terimlerle ilgili karmaşadan yola çıkarak ve sözcük oyunları yaparak bu süreçlere başka anlamlar yüklemeye çalışmak, toplum sağlığını ilgilendiren böylesine önemli bir tıbbi konuda insanları yanlış yönlendirmekten başka bir şey değildir. Bugün bildiklerimiz ve hastalıklarla savaşmamızda bize yol gösteren en önemli veriler, evrim kuramından gelmektedir. Bakteriler her geçen gün yeni geliştirilen ilaçlara direnç geliştirmektedir. Hastalıklarla mücadeledeki başarımız, evrim mekanizmaları hakkında öğrendiklerimize ve bu konuda yapılacak yeni keşiflere bağlıdır.

Şunlar da ilginizi çekebilir:

• HIV virüsü ve evrim
• Naylon yiyen bakteriler ve HIV virüsünün mutasyonları
• Faydalı mutasyon kavramı ve örnekleri
• Evrim Gerçekleri belgesel serisi
• Evrimde yanlış anlaşılan hız problemi

     Evrim, bilimsel bir bakış açısıyla canlıların türeyişini ve değişimini açıklayan tek olgudur. Evrimin temeli olan “ortak ata” kavramı (bütün canlıların bir zamanlar yaşamış atasal formlardan türeyerek evrimleşmiş olduğu), günümüzde bilim çevrelerinde yaygın kabul gören bilimsel bir gerçektir.

   Aşağıda izleyeceğiniz Cassiopea Project imzalı Facts Of Evolution (Evrim Gerçekleri) belgesel serisi, evrim mekanizmalarına ilişkin işlevsel ve genetik verileri, embriyolojik yapılarda izlenen ipuçlarından endojen retro-virüslere kadar pek çok destekleyici kanıtla birlikte ortaya koyuyor. Genetik biliminin ilerlemesiyle artık kendi genomumuzda da gözlemleyebildiğimiz kanıtlar, DNA ve fosil incelemelerinin sunduğu verilerle harmanlanıyor. Çevirisini tamamlamış olduğum bu değerli yapımı keyifle ve bilgilenerek izlemeniz umuduyla iyi seyirler dilerim. 

   Tüm serinin (Evrim Gerçekleri 6 bölüm + Hayat Otobanı + Evrim Mekanizmaları) altyazılarını indirmek için tıklayın. Bonus bölüm olan Evrim Mekanizmaları’nın çevirisi için Garajımdaki Ejder’e teşekkür ederim.

• Hayat Otobanı (Highway of Life) izlemek için tıklayın
• Evrim Mekanizmaları (Mechanisms of Evolution) izlemek için tıklayın

 

   Aşağıdaki sempatik video 1980 yılında çekilmiştir. Gezegenimizin oluştuğu günden bugüne kadarki evrim sürecini anlatan bu animasyonu izleyince insan düşünmeden edemiyor: Bugünlere gelene kadar ne kadar çok zaman geçmiş ve o zamana kıyasla kısacık bir sürede dünyayı ne hale getirmişiz. Karamsar bir bakış açısıyla böyle düşündüm. Ama bunları 4 dakikalığına unutup videonun keyfini çıkarabilirsiniz de tabi 🙂 İyi seyirler! 

   Ayrıca, BBC’nin Çocuklar İçin Evrim adlı çizgi film serisini izlemek için  

 

 

Evrim nasıl hem bu kadar yavaş hem de bu kadar hızlı olabilir? 

   Hız kavramı, kimilerinin algılamakta zorlandığı, kimilerinin de evrime karşı bir koz olarak kullanmaya bayıldığı bir kavramdır. Evrim sürecinde nokta mutasyonların nasıl bu kadar hızlı değişiklik yarattığı, diğer yandan da evrimde yeni bir türün oluşumunun buna aksi bir şekilde neden çok uzun zaman aldığı konusu kafa karışıklığı yaratabilir. Okuyacağınız yazı, konuyla ilgili hepimiz için biraz zihin cimnastiği olur diye umuyorum.

 

   Öncelikle, canlıların evrimleşme hızlarının birbirinden çok farklı olduğunu bilmemiz gerekiyor. Bir kafesin içine bir grup fare koyduğunuzu hayal edin. Özgürce kafesin içinde yaşayıp üremelerine izin verin. 5 yıl sonra bakıldığında kafeste fare görürsünüz. 5 yıllık bir zaman dilimi onlarda gözle görülür bir değişiklik yapmaz, hele hele yeni bir türe evrilmeleri (yani türleşmenin gerçekleşmesi) hiç olası değildir. Kafese 100 yıl sonra baksanız bile göreceğiniz şey olasılıkla yine fare olacaktır. Yüzlerce yıl sonra bakarsanız belki diğerlerinden farklı olan 15 canlı görürsünüz; ama bu gördükleriniz yine fare olacaktır. Bazı canlıların evrim hızları 100 milyonlarca yıldır, atalarına oldukça benzer bir şekilde günümüze kadar taşınmışlardır (Örneğin timsahlar, hamamböcekleri ve köpekbalıkları). Bu canlılar;

ve bunlara benzer başka etkenlerden dolayı göreceli olarak az değişmişlerdir. Bu ne evrime karşı bir kanıt olarak gösterilebilir ne de evrimi zor durumda bırakacak bir durumdur. Tam tersine, evrimsel kuramların bilimsel gücünü ortaya koyacak niteliktedir. Özetle canlıların türleşme ve farklılaşma hızlarını arttıran faktörler, evrim hızını etkiler. Ancak her canlı, yavaş veya hızlı, bir şekilde evrim geçirir, geçirmektedir. Kısaca hiç değişmeyen canlı YOKTUR. Örneğin hiç değişmediği iddia edilen hamamböcekleri, farklı şekil ve boyuttaki 4000 türe ayrılmıştır. 

   Evrim teorisi, canlıların morfolojik olarak evrilmek zorunda olduğunu söylemez. Hatta değişmeyen, kararlı bir ortamda sabitleyici seçilim (ing. stabilizing selection), canlıyı olabildiğince değişmemiş halde tutmaya çalışacaktır. Bununla birlikte, doğrudan gözle göremeyeceğimiz çok farklı şekillerde de evrilebilirler. Örneğin, atnalı yengecinin bağışıklık sistemi, milyonlarca yıl önceki halinden oldukça farklıdır. Her genetik değişikliğin morfolojik değişiklik yaratmasını beklemek, bilgi eksikliğinden kaynaklanır. Ayrıca makroevri ve mikroevrim kavramları da birbirinden ayırt edilmelidir. Makroevrim, uzun vadede, genellikle fiziksel özelliklere yansıyan, gözle görülebilen evrimsel değişimlerdir. Mikroevrim ise küçük çaplı, genellikle genlerde ve proteinlerde meydana gelen evrimsel değişimler. (Bu konu aşağıdaki videoda ve şu yazıda daha ayrıntılı olarak anlatılıyor.)

   Çok değişken bir kıstas da olsa yaklaşık 1000 nesil, pek çok canlıda türleşmenin gerçekleşmesi için yeterli bir süredir. Ama 1000 nesil, her canlı için çok farklı bir süreyi kapsar. Ortalama insan ömrüne 70 yıl dersek, 1000 nesil, 70.000 yıl demektir. Ortalama ömür, bir bakteri için yaklaşık 20 dakika olabilirken, doğadaki bir aslan için 14, timsah için 50, kaplumbağa için 100 yıl olabilir. Bunları da aynı şekilde nesil sayısına döktüğümüzde aradaki farklar ortaya çıkar. Dolayısıyla ortalama ömrü kısa olan canlıların, daha az sürede daha çok nesil ortaya çıkaracağını anlayabiliriz. Evrimin gerçekleşmesi için yeterince zamanın geçmediğini düşünenlerin, Dünya’nın yaklaşık 4,5 milyar yıl yaşında olduğunu hatırlaması faydalı olacaktır.

    Ancak makroevrim, çoğu zaman olağanüstü yavaş bir süreçtir. İki fare çiftleştiği zaman yavruları fare olur. O yavrular da birbirleriyle çiftleşir ve bu böylece sürer gider. Nokta mutasyonlar kısa zaman dilimlerinde bu gerçeği çarpıcı şekilde değiştirmez. Yani makroevrim olmaz. Bunun olması için, çok güçlü bir zorlayıcı etkinin çok uzun bir süre boyunca ortamda bulunması gerekir. Yeterli zaman tanındığı takdirde temel evrimsel mekanizmalar, büyük evrimsel değişimler yaratabilirler. Bu süreçte önemli rol oynayan mekanizmalardan birisi de crossing-over’dır, bu konuyla ilgili detaylı bilgi içeren şu yazıyı okumanızı öneriyorum. Buradaki önemli bir diğer nokta da mutasyonların yürülükteki tek evrim mekanizması OLMADIĞIDIR. Konuyla ilgili şu yazının okunması da faydalı olur.

    Diğer yandan, evrimin yeni bir tür oluşumu için olağanüstü hızlı gerçekleşebildiğini de biliyoruz. Buna en güncel örneklerden birisi, Lenski ve ekibinin yapmış olduğu Lenski deneyidir. 1988 yılında başlayıp 22 sene süren deneyde E. coli bakterileri kullanıldı. Deneyin sonucunda bir türün, daha önce hiç sahip olmadığı ve hiç de küçük önemi olmayan, devasa bir değişimi başarabildiği gösterilmiştir. Deneyin başlangıcında, pek çok özellik 12 farklı E. coli kolonisi tarafından paylaşılmaktaydı, çünkü aynı popülasyona aitlerdi. İlk yıllarda, her bir popülasyonun ortalama başarısı hızla arttı, ancak 20.000. nesilden sonra bu artış yavaşladı. Ata türe kıyasla hepsi daha büyük hücre hacimlerine ulaştılar ve popülasyondaki bireylerin yoğunluğu azaldı. Ayrıca her bir koloni, glukoz kullanma konusunda atalarına göre çok daha başarılı hale geldi. Bunlar gerçekleşiyordu, çünkü gerçekte, doğal ortamlarında E. coli bakterileri bolca yiyecek bulabilmekte ve özgürce yayılabilmektedir. Ancak kısıtlı besin ortamında ve alanda, bunlar olamaz ve farklı yönde evrimsel süreçler başlar. 2008 yılında ise 33.127. nesilde daha da farklı bir adaptasyon gelişti. Doğadaki E. coli bakterileri, sitrat molekülünü hücre içine bile alamazken; deney sürecinde daha önce hiç sahip olmadıkları bir özellik olarak sitrat moleküllerini hücre içerisine alıp sindirerek enerji üretmeyi başaracak şekilde evrildiler. Deneyi anlatan daha kapsamlı bir yazı için tıklayın. 

   Cennetin Ejderleri adlı kitabında Carl Sagan bu durumu şöyle açıklar:

“Evrimsel veya genetik değişimin zaman skalası çok uzundur. Bir türden başka bir türün ortaya çıkma periyodu kabaca belki de yüzbinlerce yıl alır, ve genellikle de oluşan davranışsal değişiklikler çok da büyük görünmez, örneğin aslanla kaplanlar arasındaki fark gibi. İnsan uzuvlarındaki yakın zamanlı evrime bir örnek, ayak parmaklarımızdır. Başparmak yürürken denge kurmamızda önemli ölçüde etkilidir, diğer parmaklarsa daha az öneme sahiptir.Bunlar açıkça, arboreal maymunların, yakalamaya ve sallanmaya yarayan parmaksı uzuvlarına benzeyen yapılardan evrilmiştir. Bu tür bir evrim, bir organ sisteminin bir amaçtan oldukça farklı başka bir amaca yeniden özelleşmesidir ve yaklaşık 10 milyon yıl gerektirir.”

    Uzun lafın kısası, halihazırda var olan bir yapıda bile bu ufak değişimlerin gerçekleşmesinin 100 bin veya 10 milyon yıl gerektiriyor olması bize şunu gösterir: Bir canlının başka bir canlı türüne dönüşmesi (makroevrim) çok daha uzun zaman alan bir süreçtir. Buna bir örnek de memelilerin gelişimidir. 65 milyon yıl önce dinozorların bir anda yok olduğunu biliyoruz. Buna sebep olarak gösterilen teorilerden bir tanesi asteroid çarpmasıdır. O gün dinozorlar için kötü, memeliler içinse güzel bir günmüş. Dinozorların, yani o dönemde yaşayan en önemli yırtıcıların ortadan kalkmasıyla memeliler gelişmeye ve çeşitlenmeye başlamıştır. 

Resim: Didelphodon

   65 milyon yıl önce memeliler şimdi olduklarından çok daha basitti. O zamanın memelilerine en iyi örneklerden birisi Didelphodon adı verilen ve günümüz Amerikan keseli sıçanına benzeyen ufak ve 4 ayaklı bir canlıdır. Evrim teorisine göre, geçtiğimiz 65 milyon yıl içinde, bugün gördüğümüz türlerin (4000’den fazla) hepsi Didelphodon’a benzeyen ufak 4 ayaklı canlılardan türemiştir. Rastgele mutasyonlar ve doğal seleksiyon yoluyla evrim, bu mütevazi başlangıç noktasından başlayan memeli toplumunda olağanüstü çeşitlilikte türler meydana getirmiştir. Birkaç gram ağırlığındaki  bir yarasadan 30 metre uzunluğundaki bir balinaya kadar geniş bir spektrumda çeşitlilik olmuştur.

   Carl Sagan’ın söylediklerini ele alalım. 65 milyon yılda, 650 tane 100 bin yıllık periyod vardır. Bu da evrimsel saatin tik-taklarında  650 atım demektir. Nesli tükenmiş olan bir keseli fareden başlayarak 650 aşamada fil gibi bir hayvana gelmeye çalıştığınızı düşünün. Filin beyni neredeyse 100 kat daha büyüktür, beyin birbirine bağlı yüzlerce nöron içerir, filin hortumu keseli fare benzeri canlıdan 100 kat uzundur, 140 bin kas içerir..vb örnekler çoğaltılabilir. Birçok insan için böylesi bir hızı ve çeşitliliği hayal etmek zordur, bu yüzden de evrimin nasıl işlediğini anlamak için, önce bu kavramları algılamak gerekiyor.

   Bir canlı, mevcut yaşam koşulları değiştiğinde (ki bunlar iklimsel ve coğrafi baskılar, eşeysel seçilim baskıları, beslenme özellikleri, mevcut avcı popülasyonları vb. faktörleri içerir) hayatta kalma savaşını verirken, bazen tek bir gende meydana gelen bir mutasyonla eski haline göre anormal görünen ama aslında değişen koşullara daha uyumlu olmasını sağlayan özellikler geliştirir. (Örnek: Beslenme sıkıntısı olan bir ortamda daha uzun boyunlu bir zürafa yavrusunun doğması.) Mutasyonla meydana gelen değişiklik, türün yaşam koşullarını kolaylaştırmışsa, bu yeni bireylerin hayatta kalmave üreme şansı daha yüksek olacağı için, zaman içinde popülasyonda mutasyona uğramış olan nesillerin sayısı artar. İşte doğal seçilim budur. Doğal seçilim çok basit olsa da garip bir şekilde zor anlaşılan bir kavram. Bununla ilgili bilgilendirici bir video aşağıda:

İnsan beyninin evrimi

   Hız problemine bir örnek daha. Mevcut fosil kayıtları insanların, Homo erectus türünden evrildiğine işaret ediyor. H. erectus, 2 milyon yıl önce ortaya çıkmış bir hominan türüdür. Onun kafatasına bakarak beyninin 800-900 cc olduğunu biliyoruz. Modern insanın beyniyse 1500 cc. Başka bir deyişle, 2 milyon yılda H.erectus’un beyin hacmi 2 katına çıkarak modern insan beynine dönüşmüş oluyor. Bizim beyinlerimiz şu anda 100 milyardan fazla nöron içermektedir, dolayısıyla evrim, 2 milyon yılda H.erectus beynine 50 milyar nöron eklemiştir. İnsanın evrimiyle ilgili daha detaylı bilgi için tıklayın. 

   *Güncelleme (Mart 2015): Beynimizin evrimsel süreçte büyümesinde rol oynayan bir gen bulundu

 

Fare beyni bize ne söyleyebilir?

  2002 yılında yapılan ilginç bir deneyde bilim insanları, tek bir fare genini modifiye ederek, beyni mevcut fare beyninden %50 daha büyük olan fare üretmeyi başardılar. Bu deney göstermektedir ki, nokta mutasyonlar beyin hacminde bariz değişikliklere sebep olabilir. Büyük beyinli farelerin daha zeki olup olmadıkları bilinmiyor ama bu mutasyonun arkasından gelecek olan nöron bağlantılarını ve yaratacağı değişimi hayal etmek zor değil. Bir başka ilginç deneyde araştırmacılar, tek bir gendeki amino asitte minimal değişiklikler kaydetti. Bu gen insanlarda konuşma işlemi üzerinde ciddi etkisi olan bir gendir. 

Resim: Mutasyon geçirmiş fare iskeleti

 

Şunlar da ilginizi çekebilir:

• Dünyanın en eski fosilleri keşfedildi 
• Beynimizin evrimsel süreçte büyümesinde rol oynayan bir gen bulundu
• Gezegenimizdeki yaşamın kısa bir tarihçesi 
• Mikroskobik Kan Davası: Siyanobakteriler vs. Anaerobik Bakteriler
• Naylon yiyen bakteriler ve HIV virüsünün mutasyonları