Amerikan Ulusal Bilimler Akademisi Bildirisi – 2008

Biyolojik evrimin yeni kanıtları

Okuyacağınız dosya, Amerikan Ulusal Bilimler Akademisi’nin bu yıl içinde yayınladığı “Bilim, Evrim ve Yaratılışçılık” adlı bildiriden derlenmiştir. “Bilim, Evrim ve Yaratılışçılık”, Ulusal Bilimler Akademisi tarafından ilk defa 1984 yılında yayımlandı. Bu yıl yayınlanan metin, bildirinin 3. baskısıdır. Her baskıda son yıllardaki bilimsel gelişmelerin ve bulguların evrime getirdiği yeni kanıtlar bildiriye eklenir. Derlememizde, bildirinin bu yeni kanıtlara yoğunlaşan 2. bölümünü ve diğer bölümlerden de bazı pasajları okurlarımıza sunuyoruz.

Bildiride dikkatimizi çeken bir noktayı belirtmeden geçmek istemiyoruz. Bildiride “Evrim için gösterilen kanıtların kabul edilmesi dini inanç ile uyumlu olabilir” başlıklı bir bölüm var. Bu bölümde “Birçok dini mezhep liderleri ve bağımsız dini liderler evrimin varlığına değinen ve evrim ile inancın çelişmediğini işaret eden açıklamalar yapmışlardır.” deniyor ve örnekler veriliyor. Amerikan Ulusal Bilimler Akademisi’nin aynı konudaki daha önceki bildirilerinde böyle bir bölüm yoktu. Bu tür -oldukça tartışmalı ve bizce çok hatalı- pasajların bildiride yer alması, yaratılışçıların ABD’de de bazı mevziler kazandığını gösteriyor. Bu konuyu başka bir dosyada gündeme getireceğiz ve tartışacağız. 

Evrimsel biyoloji alanında birçok yeni gelişmeler oldu. Fosil bulguları evrim tarihi hakkında yeni ve aşikâr kanıtlar üretmeye devam etti. Organizmaları meydana getiren moleküller hakkında yeni bilgiler ortaya çıktı ve bu moleküller hakkında yeni fikirler edinmemizi sağladı. İnsan DNA dizisinin tamamının okunması da yeni bilgilere bir örnektir. Türler arası genetik bağlantıları kurmada “DNA dizilemesi” çok önemli bir yöntem halini aldı. DNA kanıtları hem fosil kanıtlarını doğruladı, hem de fosil kanıtlarının hâlâ eksik olduğu yerlerde evrimin çalışılmasına olanak sağladı. Evrimsel gelişim biyolojisi olarak adlandırılan yeni bir çalışma alanı, tarih boyunca meydana gelmiş genetik değişikliklerin, organizmaların yapı ve fonksiyonlarını nasıl şekillendirdiğini çalışmamıza olanak sağladı.

Bilimin birçok alanı biyolojik evrim için kanıt üretmiştir

Biyolojik evrimin anlaşılmasında çeşitli türden kanıtlar etkili olmuştur. Uzun zaman önce soyu tükenmiş hayvanların fosilleri ve türlerin coğrafi dağılımı gibi bazı kanıtlar, 19.yüzyıl ve öncesinde bilim insanları tarafından bilinen kanıtlardı. DNA dizilerinin karşılaştırılması gibi diğer tür kanıtlar ise 20. ve 21. yüzyıllarda kullanılabilir oldular.

Evrimin kanıtları sadece biyolojik bilimlerden gelmez. Aynı zamanda, antropoloji, astrofizik, kimya, jeoloji, fizik, matematik, davranış ve sosyal bilimler gibi bilim disiplinlerinde gerçekleştirilen geçmiş ve modern zaman araştırmaları da evrim için kanıtlar sağlar. Astrofizik ve jeoloji, dünyanın yaşının evrim yoluyla bugünkü türlerin oluşmasına yetecek derecede yaşlı olduğunu göstermiştir. Fizik ve kimya, önemli evrimsel olayların zamanlamasını olanaklı kılan tarihleme metotlarının geliştirilmesini sağlamıştır. Diğer türlerin çalışılması türler arasında sadece fiziksel devamlılığın değil aynı zamanda davranışsal devamlılığın da olduğunu göstermiştir. Antropoloji hem insanın kökeni üzerine hem de biyoloji ile insan davranışını ve sosyal sistemleri şekillendiren kültürel faktörler arasındaki etkileşimler üzerine yeni bakış açıları getirmiştir.

Her bilim dalında olduğu gibi birçok soru cevaplanmamış durumda. Biyologlar organizmalar arasındaki evrimsel ilişkileri, organizmaların yapısını ve fonksiyonunu etkileyen genetik değişiklikleri, organizmaların Dünya’nın fiziksel ortamına etkilerini, zekânın ve sosyal davranışın evrimleşmesini ve diğer birçok heyecan verici konuyu çalışmaya devam ediyorlar. Her bir durumda sordukları belirli sorularla, evrimin olup olmadığını değil, nasıl olduğunu ve olmaya devam ettiğini öğrenmeye çalışıyorlar. Evrimsel değişikliği ve bu değişikliğin sonuçlarını üreten mekanizmaları inceleyip açıklamalar getiriyorlar.

Biyolojik evrim, bilimin son birkaç yüzyıl boyunca oluşturduğu saygı uyandıran tarihsel anlatının bir parçasıdır. Hikaye evrenin, güneş sisteminin ve dünyanın oluşması ile başlıyor. Bu şekilde de yaşamın evrimleşmesi için gerekli şartlar ortaya çıkmış oldu. Bu gezegen üzerindeki yaşamın kaynağı hakkında birçok soru cevaplanmamış kalsa da, hayatın ortaya çıkışıyla birlikte, günümüze kadar devam eden biyolojik evrim süreci de başlamış oldu. Bugün, evrimsel değişiklikten sorumlu genetik süreçlerin çalışılması yoluyla hikâyenin yeni bölümleri ortaya çıkarılmaya devam ediliyor.

Evrenin, galaksimizin ve güneş sistemimizin kökenleri yaşamın Dünya üzerinde evrimleşmesi için gerekli şartları oluşturdu
Dünyanın evrendeki konumunun resmi, 20. yüzyılda da 16. ve 17. yüzyıllarda olduğu kadar değişmiştir. O yüzyıllarda Kopernik tartışma yaratan önerisiyle, bilinen evrenin merkezinin Dünya değil Güneş olduğunu söylemişti. 1920’li yıllarda Los Angeles’ın dışlarındaki Mount Wilson Gözlemevi’ndeki yeni teleskop geceleri gökyüzünde gözlemlenen silik ışık lekelerinin çoğunun bizim Samanyolu galaksimiz içerisindeki yıldız takımlarından gelmediğini ortaya çıkardı. Aslında, onlar her biri milyarlarca yıldız içeren ayrı galaksilerdi. Bu yıldızlar tarafından yayılan enerjiyi inceleyen astrofizikçiler çok önemli bir sonuca ulaştılar: Galaksiler birbirlerinden farklı yönlere doğru uzaklaşıyorlardı ki bu da evrenin genişlediğini gösteren bir bulguydu.

Bu gözlem, ilk defa Belçikalı astronom ve Roma Katolik rahibi Georges Lemaitre tarafından önerilen ve evrenin oluşumunu anlatan “Büyük Patlama” hipotezinin çıkışına yol açmıştı. Bu fikre göre, evrendeki tüm madde ve enerji ilk başta sonsuz derece küçük, yoğun ve sıcak olan, hakkında bilim insanlarının hala çok az şey bildikleri ve “tekillik” olarak bilinen sıkıştırılmış bir maddeydi. Evren daha sonra genişlemeye başladı. Ve genişledikçe, evren soğumaya başladı ve öyle bir noktaya kadar soğudu ki bugün maddeyi oluşturan temel parçacıklar kararlı hale geçtiler. Büyük patlamanın meydana gelmesi ve o andan şimdiye kadar geçen zaman derin uzaydaki sıcaklığın belli bir derecede olması gerektiğini göstermiştir. Bu öngörü yere yerleşik mikrodalga radyo teleskopları ile doğrulanmıştır. Uydular yoluyla yapılan sonraki gözlemler de evrendeki arkaplan ışımasının özelliklerinin, Büyük Patlama hipotezi yoluyla tahmin edilen özellikler ile tam olarak aynı olduğunu gösterdi.

Şekil:  Hubble Uzay Teleskopu on gün boyunca Büyük Ayı’nın yakınındaki küçük bir bölgeye odaklanmış ve daha önce görülmemiş yüzlerce galaksiyi ortaya çıkarmıştır.

Evren genişledikçe, yerçekimi ve tam olarak anlaşılamayan diğer bazı süreçler sonucunda evreni oluşturan madde bir araya gelmeye başladı ve devasa yapılar oluşturarak galaksileri meydana getirdi. Bu yapılar içerisinde, çok daha küçük madde kümeleri, hızla dönmekte olan gaz ve toz bulutları haline çöktüler. Belli bir bulutun merkezindeki madde yerçekimi tarafından yeterince sıkıştırıldığında, o buluttaki hidrojen atomları helyum atomları ile birleşmeye ve görünür ışık ile diğer ışımalar yaymaya başladı- bu da bir yıldızın ortaya çıkışıdır.

Şekil: Hubble Uzay Teleskopu’nun çektiği bu fotoğrafta, disk şeklindeki, koyu bir toz ve gaz bulutunun parlayan bir yıldızı iki eşit parçaya böldüğü görülüyor. Bu tür diskler gezegen ve yörüngede dönen diğer cisimleri meydana getiren planetesimallerin oluşumu için ham madde sağlamaktadır. 

Astrofizikçiler bazı yıldızların dönmekte olan basık disk şeklindeki maddelerin ortasında oluştuğunu da buldular. Bu tür disklerin içindeki gaz ve toz, küçük zerrecikler halinde birikebilir ve bu zerrecikler “planetesimal” adı verilen daha büyük yapıları oluşturabilir. Bilgisayar simülasyonları planetesimallerin güneşin çevresinde dönmekte olan gezegen ve diğer cisimler (ay ya da asteroid gibi) halinde bir araya gelebileceğini göstermiştir. Bizim güneş sistemimiz de muhtemelen bu yolla oluşmuştur. Dikkatli ölçümler sonucunda Samanyolu’nun diğer kısımlarındaki yıldızların çevresinde dönmekte olan büyük gezegenler tespit edilmiştir. Bu bulgular, galaksimizdeki milyarlarca yıldızın çevresinde dönmekte olan milyarlarca gezegenin varlığına işaret etmektedir.

Astrofizikçiler ve jeologlar, evrenin, galaksimizin, güneş sisteminin ve Dünya’nın yaşlarını hesaplamak için kullanılan çok farklı yollar geliştirdiler. Astronomlar, galaksiler arasındaki uzaklığı ve birbirlerinden uzaklaşma hızlarını ölçerek, Büyük Patlama’dan itibaren ne kadar süre geçtiğini hesaplayabilirler. Gittikçe daha doğru hesaplama yöntemlerinin kullanılmasıyla, evrenin yaklaşık 14 milyar yaşında olduğu ortaya çıktı. Evrenin yaşını hesaplamanın diğer bir yolu da Büyük Patlama’dan kalmış arkaplan ışımasının ölçülmesidir. Evrenin yaşı bu yolla da benzer olarak hesaplanmıştır. Diğer gözlem ve hesaplamalar galaksimizin Büyük Patlama’dan birkaç yüz milyon yıl sonra oluşmaya başladığını gösteriyor. Bu da Samanyolu’nun evren kadar yaşlı olduğu anlamına geliyor.

Güneş sistemimiz ise Samanyolu içerisinde daha yakın zamanlarda oluşmuştur. Meteoritlerden elde edilen radyoaktif elementlerin ölçümü (güneş sistemini oluşturan materyalin kalıntılarıdır) gezegenimizin 4,5-4,6 milyar yıl önce oluştuğunu gösteriyor. Dünya oluştuktan sonra, asteroid ve kuyruklu yıldızların dünya yüzeyine çarpmasıyla, yüzey erimeye devam etti. Son yapılan ölçümler gösteriyor ki, dünyaya çarpan cisimlerden bir tanesi öyle büyüktü ki (Mars boyutunda), Dünya’nın yörüngesine büyük miktarda maddenin fırlamasına neden oldu. Bu maddeler zamanla bir araya gelerek Ay’ı meydana getirdi. Ay’dan getirilen en eski kayaların 4,4-4,5 milyar yaşında olduğu hesaplanmıştır. Dünya’nın her kıtasında 3,5 milyar yıldan daha eski kayalar bulunmuştur.

Canlılar dünya tarihinin ilk milyar yılının içinde ortaya çıktılar

Elde edilen en eski fosil kaynakları, dünya üzerinde yaşamın dünyanın oluştuğu zamana yakın bir zamandan beri varolduğunu gösteriyor. Batı Avustralya’da çalışan paleontologlar stromatolit adı verilen ve en az 3,4 milyar yıl önce bakteriler tarafından oluşturulmuş katmanlı kayalar keşfettiler. Kayalardaki Cyanobakteria (mavi-yeşil alg olarak da bilinir) fosillerinin yaklaşık 3,5 milyar yıl yaşında olduğu belirlendi. Diğer kimyasal kanıtlar da dünya üzerindeki yaşamın, dünya yüzeyinin soğumasını takip eden birkaç yüz milyon yıl içerisinde ortaya çıkmış olabileceğini gösteriyor.

Şekil: Tek hücreli organizmalar tarafından oluşturulan modern tortu tabakaları (stromatolite), Dünya’nın yaşayan ilk canlıları tarafından oluşturulan yapılara benzemektedir.

Yaşamın nasıl başladığının çözülmesi hem heyecanlı hem de meydan okuma gerektiren bilimsel bir problem. Şimdiye kadar 3,5 milyar yıldan eski fosil örneği bulunamadı. Dünyanın ilk zamanlarındaki kimyasal ve fiziksel şartları bilmediğimizden, ilk organizmaların oluştuğu ortam koşullarının tekrar oluşturulması zor. Yine de, araştırmacılar kendiliğinden çoğalan organizmaların nasıl oluştuğunu ve evrimleşmeye başladığını anlamak üzere hipotezler kurmuşlar ve bu hipotezlerin olasılığını laboratuvar şartlarında test etmişlerdir. Bu hipotezlerin hiçbiri üzerinde genel bir uzlaşmaya varılmamışsa da, bu tür temel soruların çözümünde ilerlemeler kaydedilmiştir.
1950’li yıllardan beri yapılan yüzlerce laboratuvar deneyi, dünyanın, su ve volkanik gazları da içeren, basit kimyasal yapısının reaksiyona girerek yaşamın moleküler yapı taşlarının birçoğunun oluşmasını sağlamış olabileceğini göstermektedir. Bu moleküller arasında proteinler, DNA ve hücre zarları sayılabilir. Aynı zamanda dış uzaydan gelen meteoritler de bu kimyasal yapı taşlarının bir kısmını içermektedir. Astronomlar radyo teleskopları yoluyla bu moleküllerin birçoğunu dış uzayda bulmuşlardır.

Yaşamın başlayabilmesi için üç koşulun gerçekleşmesi gerekmekteydi. Birincisi, kendisini çoğaltabilen (yeniden üretebilen) moleküllerin bir araya gelmesi gerekliydi. İkincisi, bir araya gelen bu molekül gruplarının kopyaları arasında çeşitlilik olmalıydı ve kaynakları kullanmada ve çevresel zorluklara dayanmada bazıları diğerlerine göre daha avantajlı olmalıydı. Üçüncü olarak ise, çeşitlilikler nesilden nesile kalıtılabilir olmalıydı. Bu şekilde de uygun çevresel şartlarda, farklı olanlardan avantajlı olanlar sayıca daha fazla çoğalabilecekti.

İlk defa hangi molekül kombinasyonunun bu şartları sağlamış olduğu hala bilinmemektedir. Ancak araştırmacılar RNA molekülü üzerine yaptıkları çalışmalar ile sürecin nasıl çalışmış olabileceğini göstermişlerdir. Son zamanlarda araştırmacılar bazı RNA moleküllerinin bazı kimyasal reaksiyonların hızını çok arttırdığını ortaya çıkarmışlardır. Bu reaksiyonlara, diğer RNA moleküllerinin bazı kısımlarının kopyalanması da dahildir. Eğer RNA gibi bir molekül kendi kendini tekrardan üretebildiyse (muhtemelen diğer moleküllerin yardımı ile), yaşayan basit organizmalar için de temel oluşturabilir. Eğer bu gibi kendiliğinden çoğalabilen moleküller kimyasal bir kesecik ya da zar içine paketlendiyse, çok basit hücrelerin ilk örnekleri olan “protocell” hücrelerini oluşturmuş olabilir. Bu moleküllerde meydana gelen değişiklikler farklı varyantlara yol açabilir, örneğin, bazı varyantlar belirli bir çevrede daha verimli bir şekilde çoğalabilir. Bu yolla, doğal seçilim işlemeye başlamış olacak ve “protocell” hücrelerinin (sahip olukları avantaj sağlayan moleküler yenilikler yoluyla) daha karmaşık yapılar oluşturmasına olanak sağlayacaktır.

Yaşamın kökeni üzerine akla yatkın bir hipotez oluşturmak, birçok sorunun cevaplandırılmasını gerektiriyor. Yaşamın kökenini araştıran bilim insanları, ilk olarak hangi kimyasalların kendi kendilerini çoğaltma yeteneğine sahip olduklarını henüz bilmiyorlar. Laboratuvar ortamında basit kimyasallardan yaşayan bir hücre yapılabilseydi bile, doğanın da milyarlarca yıl önce ilk dünya ortamında aynı yolu izlediği ispatlanmış olmaz. Ancak, hem yaşamın kimyasal kökeninin altında yatan ilkeler hem de sürecin akla yatkın kimyasal detayları, diğer tüm doğal olayların tabi tutulduğu bilimsel yollarla incelenirler. Bilimin tarihi, yaşamın nasıl ortaya çıktığı gibi çok zor soruların bile çözüm bulabileceğini gösteriyor. Teorinin geliştirilmesi, yeni aletlerin icadı ve yeni olguların keşfi sorunun cevabını da beraberinde getirecektir.

Fosil kaynakları evrimin gerçekleştiğini belgeleyen sayısız kanıtı içerir

19. yüzyıl başlarında doğa bilimciler, fosillerin tortul kayaç tabakalarında belirli bir düzende ortaya çıktığını gözlemlediler. Eski materyaller daha derinlerde birikirler ve daha sonra biriken tortullara göre kayanın daha diplerinde bulunurlar. Ancak bazı durumlarda da dünya kabuğundaki büyük ve ani değişikliklerin olduğu yerlerde eski kayalar yenilere göre daha yukarılarda bulunabilirler.

Çağdaş organizmalara az bir benzerliği bulunan fosiller daha eski tortullarda ortaya çıkarken, daha çok benzeyen fosiller ise görece olarak daha genç olan tortullarda ortaya çıkarlar. Yapılan bu gözlemlere dayanarak, aralarında Charles Darwin’in dedesinin de bulunduğu birçok doğa bilimci, organizmaların zaman içerisinde değiştiği tezini önermişlerdir. Ancak Darwin ve Alfred Russel Wallace doğal seçilimi evrimin arkasındaki tetikleyici güç, ya da Darwin’in deyişiyle “değişerek türeyiş” olarak tanımlayan ilk kişilerdir.
Darwin 1859 yılında “Türlerin Kökeni”ni yazdığında paleontoloji iyi gelişmemiş bir bilim dalıydı. Birçok zaman periyodundan gelen tortul kayaçların varlığı bilinmiyordu ya da yeterince çalışılmamıştı. Darwin fikrini paylaşmadan önce 20 yıla yakın bir süre düşüncelerini destekleyen kanıtları topladı. Ancak aynı zamanda görüşü ile ilgili kanıtların eksik yanlarını da dikkatli bir şekilde düşündü. Örneğin, fosil kayıtları yetersizdi ve o dönemde bazı temel organizma gruplarındaki ara form örnekleri çok nadir bulunuyordu.

O dönemden itibaren geçen 150 yıl içinde, paleontologlar Darwin’in zamanında bilinmeyen birçok ara formu ortaya çıkardılar. Değişik bölgelerde, 540-635 milyon yıl önce oluşmuş tortul kayaçlar içinde yumuşak vücuda sahip çok hücreli organizmaların izleri bulundu. Daha önceki zamanlarda oluşmuş tortul kayaçlar içinde de fosilize olmuş izlerin bulunması, solucan benzeri canlıların 1 milyar yıl önce yaşadıklarını gösteriyor. Bu organizmaların bir kısmı muhtemelen tek hücreli organizmalar ile sert vücut yapısına sahip organizmalar arası ara formlar olabilirler. Tek hücreli organizmalar yaşamın ortaya çıkışını takip eden 2 milyar yıldan daha uzun bir süre boyunca yaşayan tek canlılar iken yaklaşık 540 milyon yıl öncesinden itibaren fosil kayıtlarında sert vücut yapısına sahip organizmalar çok sık görülmeye başlandı. Benzer olarak, bu periyotta ortaya çıkan birçok organizma da yumuşak vücut yapısına sahip daha önceki organizmalar ile balıklar, eklembacaklılar, yumuşakçalar gibi temel evrimsel soylar arasındaki ara formlardı.

Şekil: Çin’de keşfedilen ve 2006 yılında rapor edilen kuş-benzeri geçiş fosilinin neredeyse bütün haldeki iskeleti. 

Bu bildirinin başında belirtildiği gibi Tiktaalik, balıklar ile karada yaşamış ilk dört ayaklılar arasında yer alan önemli bir geçiş formudur. Yaklaşık 330 milyon yıllık fosil örnekleri büyük amfibiklerin ilk dört ayaklılardan evrimleştiklerini gösteriyor. 230 milyon yıllık kayalarda bulunan iyi korunmuş iskeletler, dinozorların sürüngenlerin bir soyundan evrimleştiğini gösteriyor. Ara geçiş formlarına bir örnek, uzun süredir gündemde olan Archaeopteryx’tir. Archaeopteryx bir dinozorun iskelet yapısına ve aynı zamanda da tüy ve kanatlara sahip 155 milyon yıllık bir fosildir. Çin’de bulunan 110 milyon yıllık kuş benzeri fosil örneklerinde de ufak kuyruk ve pençe uzantıları bulunmuştur. Daha yakın zamanlara ait fosil örneklerinde de balina, fil, armadillo, at ve insan gibi birçok modern organizmaya giden evrimsel yollar ortaya çıkarılmıştır.

Ortak yapı ve davranışlar sıklıkla türlerin ortak atadan evrimleştiklerini göstermektedir 

Bugün dünya üzerinde yaşayan her tür evrimsel bir soyun ürünüdür. Daha önce var olmuş bir türden ortaya çıkmıştır. O tür de kendinden daha önce var olmuş başka bir türden ortaya çıkmıştır ve zamanda geriye gidildikçe her zaman için daha önceki bir tür olacaktır. Günümüzde yaşayan herhangi iki türün evrimsel soyları zaman içerisinde geriye doğru takip edilebilir ve ne zaman kesiştikleri ortaya çıkarılabilir. O kesişim noktasında şu anda yaşayan iki türün yaşamış en son ortak atasına ulaşılır (Bazen bu ortak atasal tür “ortak ata” olarak tanımlansa da ortak ata terimi tek bir ata yerine bir grup organizmayı temsil eder). Örneğin, insan ve şempanzelerin ortak atası 6-7 milyon yıl önce yaşadığı tahmin edilen bir türken, insan ve kirpi balığının ortak atası ise okyanuslarda 400 milyon yıl önce yaşamış eski bir balık türüdür. Bu nedenle, insanlar şempanzelerden ya da bugün yaşayan herhangi bir maymun türünden evrimleşmemişlerdir, bunun yerine soyu tükenmiş bir türden gelmektedirler. Aynı şekilde insanlar bugün yaşayan herhangi bir balık türünden de evrimleşmemişlerdir, bunun yerine ilk dört ayaklılara yol açan balık türlerinden evrimleşmişlerdir.

Şekil: Çağdaş şempanzeler, diğer büyük maymunlar ve insanlar şu anda var olmayan ortak bir atadan evrimleşmiştir.

Eğer iki türün ortak ataları görece daha yakın bir zamanda yaşamış ise bu iki türün sahip olacakları ortak fiziksel özellikler ve davranışlar ortak ataları daha eski zamanda yaşamış olan türlere göre daha fazla olacaktır. Bu yüzden de insanlar şempanzelere, balıklara benzediklerinden çok daha fazla benzerler. Bununla birlikte, tüm organizmalar bazı ortak özellikleri paylaşırlar, bunun nedeni her organizmanın geçmişte bir noktada ortak bir ataya sahip olmalarıdır. Örneğin, biriken fosil ve moleküler kanıtlara dayanarak gösterilmiştir ki, insanların, ineklerin, balinaların ve yarasaların ortak atası yaklaşık 100 milyon yıl önce yaşadığı tahmin edilen küçük bir memelidir. O ortak atanın soyundan gelen nesiller temel değişiklikler geçirdilerse de iskelet yapıları dikkat çekici bir şekilde benzer kaldı. Kemiklerden oluşan ve detayları farklı olsa da genel yapısı ve birbirleriyle ilişkileri benzer olan iskelet yapısı ile insan yazar, inek yürür, balina yüzer ve yarasa da uçar.

Evrim biyologları ortak atadan türeyen benzerliklere “homoloji” adını vermektedirler. Karşılaştırmalı anatomistler bu tür homolojileri sadece kemik yapısında değil vücudun diğer tüm parçalarında da araştırırlar ve benzerlik derecesinden evrimsel ilişkileri çıkarırlar. Diğer biyologlar da aynı mantığı kullanarak, değişik organların fonksiyonlarındaki, embriyoların gelişimlerindeki, ya da değişik organizmaların gösterdikleri benzer davranışlardaki benzerlikleri araştırırlar. Bu araştırmalar bugünün organizmaları ile ortak atalarının bağlarını gösteren kanıtlar sağlar. Bu kanıtlar üzerine kurulan hipotezler de fosil kayıtları incelenerek test edilebilir.

Şekil: Tüm maymunların son ortak atası yaklaşık 40 milyon yıl önce yaşamıştır. “Proconsul” yaklaşık 17 milyon yıl önce yaşayan bir türdü. İnsan ve şempanzelerin en yakın zamandaki ortak atası 6 ile 7 milyon yıl önce yaşamıştır. 

Şekil: Yunusların (sağda) insanlarla olan akrabalığı, köpek balıklarına (solda) olan akrabalıklarından daha yakın olmasına rağmen, su ortamına adapte olmuş vücut yapıları geliştirmişlerdir. Bu analog yapılara bir örnektir.

Bazen, ayrı soylar birbirinden bağımsız olarak benzer yapılara evrimleşebilirler. Bu tür yapılara “analog” yapılar adı verilir. Homolojilere benzerler ancak ortak atadan değil ortak çevreden ileri gelirler. Örneğin, yunuslar kara memelilerinden 50 milyon yıl kadar önce evrimleşen deniz memelileridir. Evrimsel terimlerle yunusların balıklara uzaklığı, fareler ya da insanların balıklara uzaklığı ile aynıdır. Ancak balıkların, köpek balıklarının hatta soyu tükenmiş ichthyosaurus denilen dinozorların vücutlarına benzer aerodinamik vücut yapıları evrimleştirmişlerdir. Biyolojinin birçok değişik alanından gelen bu tür kanıtlar evrimsel biyologların şu ayrımı yapmalarına olanak sağlar: Fiziksel ve davranışsal benzerlikler ortak atadan gelen bir sonuç mudur yoksa benzer evrimsel meydan okumalara karşı geliştirilmiş bağımsız cevaplar mıdır?

Şekil: Karasal ve suda yaşayan bazı omurgalı hayvanların ön bacaklarındaki kemikler dikkat çekecek derecede benzerdir, çünkü hepsi ortak bir atanın ön bacaklarından evrimleşmişlerdir. Bu homolog (türdeş) yapılara bir örnektir.

Evrim birçok bitki ve hayvanın coğrafi dağılımından sorumludur 

Yaşamın çeşitliliği tahmin edilemeyecek bir seviyededir. Dünya yüzeyinin üstünde, içinde ve üzerinde milyonlarca tür yaşamaktadır. Her birinin kendi ekolojik ortamı ya da nişi bulunur. İnsan, köpek ya da fare gibi bazı türler çok geniş çevrelerde yaşayabilirler. Diğer bazıları ise son derecede özelleşmişlerdir. Örneğin bir mantar türü, sadece Güney Fransa’da bulunan bazı mağaralarda yaşayan tek bir tür böceğin kanadındaki tabakanın arka parçasında yaşar. Drosophila carcinophila sineğinin larvasının gelişebildiği tek ortam sadece bazı Karayip Adaları’nda bulunan bir tür kara yengecinin ağız uzantılarının üçüncü çiftinin derisinin altındaki özelleşmiş oluklardır.

Şekil: Pasifik okyanusunun ortasında, en yakın kıtaya 3000 km mesafede olan ve volkanik aktivite sonucu doğan Hawaii adalarının konumu, bir ya da az sayıda drosofila sineğinin rüzgarla savrularak adaya ulaşabilmesine ve adanın özelleşmiş çevrelerinde 500’den fazla türe evrimleşmesine yol açmıştır. Bu sınır tanımayan türleşmenin nedenlerinden biri evrimleştikleri çevrelerin çoğunun büyük ölçüde rakip böcek ve yırtıcı hayvanlardan bağımsız olmasıydı. 

Biyolojik evrimin meydana gelişi hem bu çeşitliliği açıklar hem de yayılmasından sorumludur. Düşünün, örneğin, Hawaii Adaları’nın Drosophila sinekleri gibi. Drosophila cinsine ait 500’den fazla sinek türü ve yakın akraba Scaptomyza cinsinin yaşadıkları tek yer Hawaii Adaları’dır. Hawaii’de bulunan türler, bu cinsin dünya üzerindeki tüm türlerinin yaklaşık dörtte birini içerir ve dünya üzerindeki herhangi bir yerde aynı büyüklükteki bir alanda bulunan tür sayısından çok daha fazla sayıda tür bulunmaktadır. Neden bu kadar çok sayıda farklı sinek türü sadece Hawaii’de yaşamaktadır?

Hawaii’nin jeolojik ve biyolojik tarihi bir cevap verebilir. Hawaii Adaları okyanus ortasındaki volkanların tepelerinden oluşur ve ana karaya hiçbir zaman bağlı olmamıştır. Adalar, Pasifik tektonik levhası belirli bir “sıcak nokta” üzerine hareketlendiğinde oluşmuştur. Bu sıcak noktalar Dünya’nın iç ısısının dünya kabuğunu erittiği ve erimiş kayanın yüzeye doğru yükseldiği yerlerdir. En yakın zamanda oluşan adalar en yüksek olanlarıdır. Yaşlı adalar ise zaman içinde aşınırlar ve sonunda da suya gömülürler. Adalar zincirindeki en eski kara parçası olan Kure Atoll yaklaşık 30 milyon yıl önce Pasifik’ten yükselmişken, en genç olan “Hawaii Büyük Adası” ise sadece 500.000 yaşındadır ve hâlâ devam eden bir volkanik aktiviteye sahiptir.

Hawaii Adaları’nın tüm yerel bitki ve hayvanları -insanların 1200-1600 yıl önce adalara ulaşmasından önce var olanlar- çevre kıtalardan ve uzak adalardan hava ya da su yolu ile çorak adaya gelmiş olan organizmalardan türemişlerdir. Hawaii Drosophila sineklerine ilişkin birçok kanıt, özellikle DNA yoluyla elde edilen kanıtlar, tüm yerel Drosophila ve Scaptomyza türlerinin adada milyonlarca yıl önce koloni oluşturan tek bir ata türden türemiş olduklarını göstermektedir.

Bu ilk koloniciler hızlı türleşmeye çok elverişli bir ortama gelmişlerdi. Sinek grupları değişik yükseklik, yağış, toprak ve bitki içeren habitatları işgal ettikçe, her bir tür de tekrar tekrar birçok yeni türün oluşmasında atasal tür olarak çalışmaya başladı. Ek olarak, küçük sinek grupları -ya da bazı durumlarda sadece tek bir döllenmiş dişi- periyodik olarak diğer adalara uçarak ya da taşınarak yeni türlerin oluşmasına yol açtı. Birçok yeni tür, normalde kıtalarda diğer türler tarafından çoktan doldurulacak olan ekolojik nişlere sahip oldular. Örnek olarak, birçok Hawaii Drosophila sineği yumurtalarını toprak üzerindeki çürüyen yapraklara bıraktılar. Bu ekolojik niş, kıtalarda böcekler ve diğer organizmalar ile dolu iken Hawaii adalarında ise neredeyse boştu.

Şekil: Tektonik hareketlenmeler Kuzey ve Güney Amerika’yı birleştirdiği zaman, armadillo gibi Güney Amerika’da evrimleşmiş olan memeliler kuzeye göç ettiler. 

Kuzey ve Güney Amerika’da yaşamış olan memeliler de evrimin türlerin yayılmasından nasıl sorumlu olduğuna dair güzel bir örnek oluşturur. İlk memelilerin evrimi sırasında bu iki kıta çok daha büyük bir kara parçası üzerinde birleşiktiler. Ancak kara parçasının parçalanmasıyla Kuzey ve Güney Amerika ayrıldılar ve kıtalarda yaşayan memeliler de farklı yönlere doğru evrimleştiler. Fosil kayıtlarına göre Güney Amerika’da evrimleşip şimdiki zamana ulaşan memeliler arasında karıncayiyenler, yakalı tembel hayvan (sloth), keseli sıçan ve armadillo örnek olarak verilebilir. Kuzey Amerika’da evrimleşen türler arasında ise at, yarasa, kurt ve kılıç dişli kaplan gösterilebilir. Daha sonra, günümüzden yaklaşık 3 milyon yıl önce, tektonik plakaların hareketleri sonucu Kuzey ve Güney Amerika tekrar birleştiler. Güney Amerika kökenli armadillo, oklu kirpi ve keseli sıçan gibi memeliler kuzeye doğru göç ettiler. Aynı zamanda da Kuzey Amerika’dan geyik, rakun, dağ aslanı, ayı ve köpek gibi birçok memeli türü de iki kıtayı bağlayan geçitten geçerek güneye doğru yol aldılar.

Moleküler biyoloji, evrim için gösterilen diğer tür kanıtlardan çıkarılan sonuçları doğrulamış ve genişletmiştir 

Charles Darwin ve 19. yüzyılın diğer biyologları sonuçlarına, hayatın moleküler temelleri hakkında neredeyse hiçbir şey bilmeden ulaştılar. O zamandan beri, biyolojik moleküllerin detaylı olarak incelenebilmesi yoluyla, evrimin mekanizmaları ve tarihsel geçiş yolları hakkında tamamıyla yeni tür kanıtlara ulaşıldı. Bu yeni kanıt, fosil kayıtlarından, türlerin coğrafi dağılımından ve diğer tür gözlemlerden çıkarılan genel sonuçları bütünüyle doğruladı. Ayrıca, türler arasındaki evrimsel akrabalıklar ve evrimin nasıl olduğu hakkında bolca yeni bilgi sağladı.

DNA bir nesilden diğerine, atadan (ebeveyn hücreden) doğrudan yavruya (yeni hücreye) (eşeysiz üremede olduğu gibi) ya da DNA-içeren sperm ve yumurta hücrelerinin birleşmesi yoluyla (eşeyli çoğalan organizmalar gibi) geçer. Daha önce de tartışıldığı gibi, DNA nükleotidlerinin dizisi bir nesilden diğerine mutasyonlar yoluyla değişebilir. Eğer bu değişiklikler organizmaya yararlı özellikler kazandırıyorsa, yeni DNA dizisi yüksek ihtimalle populasyon içerisinde nesiller boyunca yayılacaktır. Aynı zamanda, organizmanın sahip olduğu özellikler üzerinde etkisi olmayan nötr mutasyonlar da DNA nesilden nesile geçerken popülasyon içerisinde korunabilir. Sonuç olarak DNA, geçmişteki evrimsel adaptasyonlardan sorumlu değişiklikler gibi genetik değişikliklerin bir kaydını içerir.
Biyologlar iki organizmanın DNA dizilerini karşılaştırarak, o organizmaların ortak atayı paylaştıkları zamandan beri ne tür genetik değişiklikler geçirdiklerini ortaya çıkarabilirler. Eğer iki tür görece daha yakın zamanlarda bir ortak ataya sahip iseler, eski zamanlardaki bir ortak ataya sahip olan türlere oranla DNA dizileri daha benzer olacaktır. Örneğin, insanın DNA dizisi kişiler ve populasyonlar arasında ufak değişikliklere sahiptir ve aynı zamanda da şempanze DNA’sından ortalama olarak sadece yüzde birkaç farklılık gösterir. Bu derece benzerlik, şempanzelerle görece yakın zamanlarda ortak bir ataya sahip olduğumuz anlamına gelir. Ancak insan DNA dizisi babun, fare, tavuk ve kirpi balıklarının DNA’ları ile karşılaştırıldığında farklılığın giderek arttığı gözlemlenir. Artan farklılık, o organizma ile olan evrimsel yakınlığımızın azalması anlamına gelir. İnsan DNA dizisini sinek, solucan ve bitki DNA’ları ile karşılaştırdığımızda farklılığın daha da fazla olduğu bulunmuştur. Ortak ata üzerinden ne kadar zaman geçmiş olursa olsun, her tür yaşam formunun DNA dizileri arasında benzerlikler görülebilir. Hatta insan ve bakteri DNA dizilerindeki belirli bazı genler arasında benzerlik görülmektedir. Bu benzerliklerin anlamı her iki organizmada da benzer fonksiyonlara sahip moleküler sistemlerin varlığıdır. Böylece biyolojik evrim, insan yaşamı için önemli olan biyolojik süreçlerin anlaşılması için neden diğer organizmalar üzerine de çalışılması gerektiğini göstermektedir. Gerçekten de, bugün gerçekleştirilen biyomedikal araştırmalarının çoğu yaşayan tüm canlıların sahip oldukları biyolojik ortaklıklara dayanmaktadır.

Biyolojik moleküllerin çalışılması organizmalar arasındaki evrimsel akrabalıkların ortaya çıkarılmasından daha çok iş yapmıştır. Aynı zamanda, genetik değişikliklerin evrimsel tarih boyunca organizmalarda yeni özellikleri nasıl ürettiğini ortaya çıkarır. Örneğin, moleküler biyologlar bir organizmanın döllenmiş yumurta hücresinden itibaren gelişme süreci boyunca hücrelerdeki bazı genlerin çalışıp çalışmamasını düzenleyen proteinlerin fonksiyonu üzerinde çalışmaktadırlar. Bu proteinlerin yapılarında, bağlandıkları DNA bölgelerinde, ya da hatta son zamanlarda keşfedilen, küçük RNA moleküllerinde meydana gelebilecek ufak değişiklikler organizmanın anatomisi ya da fonksiyonu üzerinde çarpıcı değişikliklere neden olabilir. Bu tür değişiklikler zaman içerisinde meydana gelen bazı temel evrimsel yeniliklerden sorumlu olabilirler. Örneğin ilk dört ayaklılarda yüzgeçlerden kolların gelişmesi bu yolla oluşmuş olabilir. Dahası, sinek, fare ve insan gibi birbirinden çok farklı olan organizmalarda, ortak atalarının üzerinden çok uzun zaman geçmiş olmasına rağmen benzer düzenleyici protein takımları bulunmuştur. DNA kanıtları, biyolojik yapıyı kontrol eden temel mekanizmaların çok hücreli organizmaların evrimleşmesi sırasında ya da öncesinde oluşturulduğunu ve o zamandan beri çok ufak değişiklikler ile korunduğunu göstermektedir.

Şekil: İnsanlarda mutasyona uğradığında kistik fibroza neden olan gen şempanzelerdeki karşılık gene oldukça benzerdir, fakat insanlarla daha uzak akraba olan organizmalardaki karşılık gelen genlere daha az benzerdir. Koyu çubukların yüksekliği başka organizmalardaki genin, 10000 nükleotid aralığında, insan genine olan benzerliğini göstermektedir. 

Şekil: İnsan ve şempanzede leptin hormonunu (yağ metabolizmasında yer alan) kodlayan genlerin DNA dizileri karşılaştırıldığında, 250 nükleotid içinden sadece beş nükleotidin farklı olduğu ortaya çıkarılmıştır. İnsan ve şempanze dizilerinin farklılık gösterdiği yerde, gorilde karşılık gelen nükleotid kullanılarak (gölgeli çizgiler), insan, şempanze ve gorillerin ortak atasında muhtemelen var olan nükleotid bulunabilir. Her iki durumda, goril ve insan nükleotidleri eşleşirken, diğer üç durumda goril ve şempanze dizileri aynıdır. Goril, şempanze ve insanın ortak atasının, günümüz organizmalarının üçte ikisinde aynı olan nükleotide sahip olması muhtemeldir, çünkü bu durum ikiden ziyade tek bir DNA değişikliğine ihtiyaç duyacaktır. 

Biyolojik evrim türümüzün kökenini ve tarihini açıklamaktadır

Bu bildiride daha önce belirtilen tüm kanıt türlerinin çalışılması yoluyla insanın atasal primatlardan evrimleştiği sonucuna ulaşılmıştır. 19. yüzyılda insanın ve maymunun ortak ataya sahip oldukları fikri alışılmamış yeni bir fikirdi ve Darwin’in zamanında ve devam eden yıllar boyunca şiddetle tartışılmıştır.

Şekil: 3,5 milyon yıldan daha önce, iki insansı Doğu Afrika’da yeni düşmüş külün üzerinde boydan boya dik olarak yürümüşlerdi. Ayak izlerinin üzeri, paleontologlar tarafından keşfedildiği 1978 yılına kadar, bir sonraki dökülen küller ile kaplanmıştı. Bulundukları yerin adı verilen Laetoli ayakizleri, insanlara doğru giden soyda anahtar bir kazanım olan dik şekilde yürümenin ilk kanıtıdır.

Ancak günümüzde, insan ve diğer primatların evrimsel akrabalıklarının yakınlığı üzerine bilimsel bir şüphe yoktur. Araştırmacılar diğer türlerin evrimini araştırmak için kullanılan bilimsel metot ve araçları göz önüne alarak, sayısı artmaya devam eden fosil bulguları ve yeni moleküler kanıtları bir araya getirmişler ve Dünya üzerindeki diğer türlerin evriminden sorumlu kuvvetlerin insanın özelliklerinin de evriminden sorumlu olduğunu açık şekilde ortaya çıkarmışlardır.

DNA karşılaştırmalarından elde edilen kanıtların kuvvetine dayanarak, insan ve şempanzelerin ortak atasının yaklaşık 6-7 milyon yıl önce Afrika’da yaşadığını söyleyebiliriz. Bu atasal türden modern insana kadar uzanan evrim soyağacı, birçok yan dala ayrılmıştır. Her bir yan dal sonunda yok olmuş populasyon ve türleri gösterir. Dünyanın geçmişte değişik zamanlarda çeşitli insan-benzeri türlere ev sahipliği yaptığı görünmektedir.

Yaklaşık 4,1 milyon yıl önce Afrika’da, paleontologların Australopithecus (güneyli maymun anlamına gelir) cinsine yerleştirdikleri bir tür ortaya çıktı (Diğer fosiller, neredeyse bütün halde bulunan 3 yaşındaki bir dişi iskeleti de dahil, Afrika’nın doğusunda bulunmasına rağmen, cinse ait ilk üye Güney Afrika’da ortaya çıkarılmıştı). Bu cinsin yetişkin bireylerinin beyin büyüklüğü modern maymunların beyin büyüklüğü ile aynıdır (belgelenen kafatası fosil büyüklüklerinden çıkarılan sonuçlara göre) ve sahip olduğu kısa bacakları ve üst uzuvlarının yapısı ile yaşamının bir kısmını ağaçlara tırmanarak geçirdiği anlaşılmaktadır. Ancak, Australopithecus aynı zamanda insanların yaptığı gibi dik de yürümüştür. İlk Australopithecus türlerinden birinin bıraktığı çok iyi korunmuş ayak izleri sertleşmiş volkanik küller arasında bulunmuştur.

Şekil: Sağda yer alan şekilde, Australopithecus afarensis (gölgelenmiş olan kemikler bulunmuş olanları göstermektedir) türünün yetişkin bir üyesine örnek olan Lucy iskeleti, Laetoli ayak izlerinin yapılmış olduğu aynı jeolojik döneme aittir. Karşılaştırmak için, modern insan iskeleti yanında durmaktadır. 

Yaklaşık 2,3 milyon yıl önce Afrika’da, tüm modern insan türlerinin ait olduğu Homo cinsine ait ilk tür evrimleşti. Bu tür Homo habilis (“becerikli” ya da “yetenekli insan”) olarak biliniyor. Ortalama beyin büyüklüğü 2 milyon yıl önceden kalan kafataslarının incelenmesiyle belirlenmiştir ve daha önceki Australopithecus’lara göre yaklaşık yüzde 50 daha büyüktür. İlk taş aletler de yaklaşık 2,6 milyon yıl önce ortaya çıktılar.

Yaklaşık 1,8 milyon yıl önce de, daha evrimleşmiş bir tür olan Homo erectus (“dik insan”) ortaya çıktı. Bu tür Afrika’dan Avrasya’ya kadar yayıldı. Sonraki fosil kayıtları Homo cinsinde yer alan türlerin iskelet kalıntılarını içeriyor. Daha yakın zamandaki türler genel olarak önceki türlere göre daha geniş beyinlere sahiptir.

Şekil: Burada görünen Australopithecus afarensis, Homo habilis ve Homo erectus türleriyle birlikte birçok türün, modern insan ile çok daha eski bir türün (şempanze, cüce şempanze -bonobo- ve modern insanın ortak atası olan tür) arasındaki evrimsel bağlantıyı temsil ettiği düşünülmektedir. Soy ağacının insan tarafındaki yakın akraba diğer türler fosil kayıtlarından bilinmektedir. Paranthropus robustus ve Neanderthal’ler soyları tükenmiş ve bugün sadece fosil kayıtları ile takip edilebilen türlerdir.

Kanıtlar, bizim gibi vücut ve beyin yapısına sahip anatomik olarak modern insanın (Homo sapiens -“bilge” ya da “bilen adam”) Afrika’daki daha önceki insan türlerinden evrimleştiğini göstermektedir. Modern insanın bilinen ilk fosili 200.000 yıldan daha yenidir. Bu grubun üyeleri Afrika’nın her yanına yayılmıştır ve yakın zamanlarda da Asya, Avustralya, Avrupa ve Amerika kıtalarına yayılarak buralardaki daha önceki yaşayan insan populasyonlarının yerini almışlardır.

KUTU
Radyometrik tarihleme
Modern evren bilime (kozmoloji) göre sıradan maddeyi oluşturan parçacıklar (proton, nötron ve elektronlar) evrenin Büyük Patlama’dan sonra soğumaya başladığı zaman oluştular. Bu parçacıklar daha sonra bir araya gelerek hidrojen atomlarını, helyum atomlarını ve periyodik tablodaki bir sonraki ağır element olan lityumdan az bir miktarda oluşturdular.

Evrendeki diğer elementler Güneş gibi yıldızların ve süpernova olarak bilinen patlayan yıldızların içlerinde oluştular. Hafif elementlere nötronların eklenmesi yoluyla gerçekleşen çekirdek reaksiyonları daha ağır elementleri oluşturdu. Süpernovalar da bu elementleri yıldızlar arası boşluğa yaydılar. Büyük Patlama’dan gelen hidrojen, helyum ve lityumun da karışmasıyla bu elementler güneş sistemimizi oluşturdular.

Bazı atomlar radyoaktiftirler. Bunun anlamı, bu atomlar doğal olarak diğer radyoaktif ve radyoaktif olmayan atomlara bozunurlar ve bu sırada da atom altı parçacıklar ve enerji yayarlar. Her radyoaktif nüklid kendine özgü yarı ömre sahiptir. Yarı ömür bir örnekteki atomların yarısının bozunması için geçen süre demektir. Radyoaktif atomlar bu yüzden materyallerin bir iç saati gibidir. Bir materyaldeki radyoaktif elementin miktarının materyalin bozunmuş kısmıyla karşılaştırılması yoluyla, materyalin ne zaman oluştuğuna karar verilebilir. Bu ölçümlerle Dünya’nın, Ay’ın, meteoritlerin ve güneş sisteminin yaşı hesaplanmıştır. Tüm bu ölçümler bu cisimlerin milyarlarca yıl yaşında olduğunu göstermiştir.

Evrimin öğretilmesine karşı çıkan bazı kişiler radyometrik yaş ölçümleri üzerine kuşku yaratmaya çalışmaktadırlar. Radyometrik tarihleme yüzyılı geçen usta işi araştırmaların ürünüdür ve modern bilimin en iyi kanıtlanmış başarılarından biridir.

KUTU

Tiktalik’in Keşfi Neyi Gösteriyor?

2004 yılında bir araştırma grubu önemli bir buluşa imza attı. Kanada’nın kuzeylerinde bir adada, bir balık ile dört ayaklı bir hayvanın arasında özellikler gösteren yaklaşık 120 cm. uzunluğunda bir fosil buldular. Fosil, solungaçlara, pullara ve yüzgeçlere sahipti ve büyük olasılıkla yaşamının büyük bir kısmını sular altında geçirmişti. Ama aynı zamanda akciğerlere, esnek bir boyna ve dayanıklı yüzgeç kemiklerine sahipti ve bu sayede de çok sığ sularda ya da karada vücudunu destekleyebiliyordu.

Daha önceleri bulunan bitki ve hayvan fosilleri bu canlının yaşadığı ortam hakkında önemli bilgiler vermişti. Yaklaşık 375 milyon yıl önce, şimdi Kanada’da Nunavut bölgesindeki Ellesmere Adası olarak bilinen yer, birçok akarsuyun geçtiği geniş bir alanın parçasıydı. Ağaçlar, eğreltiotları ve diğer antik bitkiler akarsuların kıyısında büyüdüler ve bakteri, mantar ve çürükçül basit hayvanlar için zengin bir ortam oluşturdular. Büyük hayvanlar daha kara üzerinde yaşamıyorlardı ancak okyanuslar birçok balık türünü barındırıyordu ve bu türlerin bazıları sığ tatlı su kaynaklarında ve bataklıklarda yaşayan bitki ve hayvanlarla besleniyorlardı.

Paleontologlar daha önceleri bazı sığ su balıklarının fosillerini bulmuşlardı. Bu balıkların yüzgeçlerindeki kemikler diğer balıkların yüzgeçlerindeki kemiklere göre daha dayanıklı ve karmaşıktı. Büyük ihtimalle, bu şekilde bitki dolu kanallarda kendilerini daha rahat çekebiliyorlardı. Aynı zamanda, solungaçlara ek olarak basit akciğerlere de sahiptiler. Paleontologlar, daha genç tortul kayaçlar içerisinde, yaşamlarının bir kısmını karada geçiren balık benzeri hayvanların fosillerini de bulmuşlardır. İlk dört ayaklılar olarak bilinen bu hayvanların ön ve arka yüzgeçleri değişerek ilkel bacaklara ve su dışında yaşamaya uygun diğer yapılara benzemişlerdir. Ancak paleontologlar henüz sığ su balıkları ile akciğerli hayvanlar arasındaki geçiş canlılarının fosillerini bulamamışlardı.

Yeni fosili bulan takım, Kanada’nın daha kuzey bölgelerine yoğunlaşmaya karar verdi. Bir ders kitabı sayesinde, bölgede yaklaşık 375 milyon yıl önce oluşan tortul kayaçlar bulunduğunu öğrendiler. Bu dönem tam da evrimcilerin sığ su balıklarının karaya geçiş yaptıklarını düşündükleri zamanla çakışıyordu. Takım bölgeye ulaşmak için uçak ve helikopterlerle saatlerce yolculuk yapmak zorundaydı ve her yaz döneminde kar yağışı başlamadan önce sadece bir iki aylık bir çalışma zamanları vardı. Bölgede çalıştıkları dördüncü yaz döneminde, daha önceden bulmayı öngördükleri fosili buldular. Bir tepenin eteğinde yüzeyden dışarı çıkmış bir kayanın içinde Tiktaalik adını verdikleri hayvanın fosilini ortaya çıkardılar (Tiktaalik, Kuzey Kanada İnuit dilinde “büyük taze su balığı” anlamına gelmektedir). Tiktaalik bir balığın birçok özelliğini taşımaya devam ediyordu, ama aynı zamanda da ilk dört ayaklıların karakteristik özelliklerine de sahipti. En önemlisi ise, yüzgeç kemiklerinin kol benzeri bir uzantı yapısında olmasıydı. Bu şekilde hayvan yüzgeçlerini hem hareket etmek için hem de vücuduna destek olması için kullanıyordu.

Evrimsel biyolojinin yüz yılı aşkın bir süredir ortaya koyduğu bulgular, amfibilerin, sürüngenlerin, dinozorların, kuş ve memelilerin ortak atasının yaklaşık 375 milyon yıl önce okyanuslarda ortaya çıkmış ilk türlerden biri olduğunu öne sürmektedir. Tiktaalik’in keşfi bu tahmini güçlendirmektedir. Gerçekten de, kollarımız ve bacaklarımızdaki temel kemiklerin yapılanışı, Tiktaalik’tekilerin yapılanışına oldukça benzemektedir.

Şekil (sağ): Tiktaalik’in sol eli ve sağ yüzgeçleri iki ara kemiği takip eden tek bir üst kemiğe sahiptir (çizimlerde altta bulunan geniş kemikler). Bunlar daha modern organizmalardaki gibi dirsek ve bilek görevi görür.

Şekil (sol): Paleontologlar kutup dairesi yakınlarında, Kanada’nın kuzeyinde bulunan Nunavut’taki bu vadinin tortul kayaçlardan oluştuğunu ve bu kayaçların da uzuvlara sahip hayvanların ilk defa karada yaşamaya başladığı zamanlarda biriktiğini öğrendiklerinde, bu bölgelerde fosil aramaya karar verdiler. Tiktaalik fosillerini, fotografın sağ tarafındaki yüzeye çıkmış kayalarda buldular.

Tiktaalik’in keşfi evrim kuramının yapmış olduğu öngörüleri doğrulaması açısından son derece önemli olmasının yanında her yıl yapılan ve biyolojik evrimi anlamamızı sağlayan keşiflerden sadece bir tanesidir. Bu keşifler sadece paleontolojiden değil aynı zamanda fizik, kimya, astronomi ve biyolojinin diğer alt dallarından da elde edilir. Evrim kuramı o derece çok gözlem ve deneyle desteklenmektedir ki, artık bilim insanlarının çok büyük bir kısmı evrimin olup olmadığını sorgulamak yerine, evrimin meydana gelme süreçleri üzerine düşünmektedir. Bilim insanları son 150 yılda olduğu gibi, yeni bulunan kanıtlar ile evrimin desteklenmeye devam edeceğinden emindirler.

Şekil: Tiktaalik, tatlı su balıklarının dört ayaklı hayvanların su dışında yaşamasına imkan sağlayan adaptasyonlara doğru geliştiği dönem boyunca yaşadı. Tiktaalik, insanları da içine alan bugünün uzuvlara sahip tüm hayvanlarına yol açan atasal türlerden biraz önce ya da biraz sonra yaşamış olabilir. Tiktaalik’i de içine alan evrimsel soy bu grafikteki ana evrimsel soydan dallanan kısa çizgilerde görüldüğü gibi tükenmiş olabilir ya da tüm modern dört ayaklı hayvanlara (tetrapodlara) yol açan evrimsel soyun bir parçası olabilir. İnsanların ve bütün modern balıkların son ortak atası, aynı zamanda modern lobe-finned (yüzgeçli) balıklara (günümüzde koelakant olarak gösterilmektedir) yol açan evrimsel soylara neden olmuştur. Bu ve sonraki şekillerde, zaman çizgilerin uzunluğu ile gösterilmiştir; organizmaların modern grupları şeklin üstünde listelenmiştir.

KUTU
Evrim, populasyonlarda hem küçük çapta hem de daha geniş çapta değişikliklere neden olabilir

Evrimsel biyologlar türlerin içinde ve farklı türler arasında, yüksek oranda korunmuş yapılar, biyokimyasal süreç ve yol izleri ve davranışlar ortaya çıkarmışlardır. Bazı türlerin vücut yapılarında milyonlarca yıllık zaman sonrasında, küçük ancak fark edilir bazı değişiklikler meydana gelmiştir. DNA seviyesinde bakıldığında, hücrede biyokimyasalların üretilmesi ya da fonksiyonların yerine getirilmesi için gerekli kimyasal reaksiyonların düzenlenmesinde görevli bazı genler bulunur ve bu genler birbirlerine yakın türlerde çok az farklılıklar gösterir.

Bununla birlikte, doğal seçilim değişik zaman aralıklarında tamamen farklı evrimsel etkilere de neden olabilir. Sadece birkaç nesil süresi boyunca (ya da bazı belgelenmiş durumlarda, sadece tek bir nesilde bile), evrim organizmalarda görece olarak küçük çapta mikroevrimsel değişiklikler üretir. Örnek olarak, birçok hastalık yapıcı bakteri evrimleşerek antibiyotiklere karşı dirençlerini artırmaktadır. Bir bakteri antibiyotiklerin etkilerine karşı direncini arttırıcı genetik bir değişiklik geçirdiğinde, direnç geliştiremeyen bakteriler ölürken o bakteri yaşamaya ve kendi kopyalarını üretmeye devam edecektir. Tüberküloz, menenjit, staph enfeksiyonları, cinsel yolla bulaşan hastalıklar ve diğer hastalıklara yol açan bakteriler, artan antibiyotiklere karşı dirençlerini geliştirdikçe ciddi sorun oluşturmaya başladılar.

Mikroevrim üzerine diğer bir örnek olarak Trinidad Adası’ndaki Aripo Nehri’nde yaşayan Lepistes adlı küçük balıklar üzerine yapılan bir deney verilebilir. Nehirde yaşayan Lepistes balıkları daha büyük balık türleri tarafından yenirler. Büyük balıklar Lepistes balıklarının hem genç hem de erişmiş olanlarını yerler. Ancak nehri besleyen küçük derelerde yaşayan Lepistes balıklarını yiyen balıklar ise daha küçüktür. Bu balıklar Lepisteslerin özellikle genç ve küçük olanları ile beslenirler. Nehirdeki Lepistesler hızlı olgunlaşırlar, daha küçük olup, derelerde yaşayan Lepisteslere göre daha fazla sayıda ve daha küçük yavrular verirler. Bunun nedeni bu özelliklere sahip balıkların daha büyüklerine oranla avcılarından daha kolay bir şekilde saklanabilmeleridir. Nehirdeki balıklar alınıp içinde balık bulunmayan dere ortamına bırakıldığında, 20 nesil içerisinde dere Lepisteslerinin özelliklerine benzer özellikler geliştirdikleri gözlenmiştir.

Şekil: Trinidad’taki Lepistesler üzerine yapılan çalışmalar temel evrimsel mekanizmaları göstermiştir. 

Zamanla artan evrimsel değişiklikler, genellikle çok uzun süreler sonunda, yeni organizmaların ve yeni türlerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Yeni bir türün oluşması için genellikle, tür içerisindeki bir alt grubun uzun süre boyunca kendi içerisinde üremeyi sürdürmesi gerekmektedir. Örnek olarak, bir alt grup türün geri kalanından coğrafi olarak izole olmuş olabilir, ya da alt grubun çevredeki kaynakları kullanma yolları, alt grubu türün geri kalanından ayrı koyabilir. Alt grubun üyeleri kendi aralarında çiftleştikçe, türün geri kalanından farklı genetik değişiklikleri zaman içerisinde biriktirmeyi sürdürürler. Eğer bu üreme izolasyonu geniş bir zaman süresinde devam edecek olursa, altgrubun üyeleri artık orijinal populasyonun kur yapma ya da diğer uyarılarına cevap vermeyebilirler. Sonuç olarak da, genetik değişiklikler öyle birikmiş olacaktır ki, değişik alt grupların üyeleri kendi aralarında çiftleşseler bile yaşayan yavrular oluşturmayacaklardır. Bu yolla da var olan türler sürekli olarak yeni türlerin ortaya çıkmasına neden olabilirler.

1000 nesil oluşturmak ne kadar zaman alacaktır?
Bir milyon yılda kaç nesil geçecektir?
1 Nesil 1000 Nesil 1 milyon yıldaki nesil sayısı
Bakteri 1 saat-1 gün arası 1000 saatten (42 gün) 2.7 yıla 8.7 milyardan 370.4 milyara
Evcil; Kedi/köpek 2 yıl 2000 yıl 500 milyon
İnsan 22 yıl 22000 yıl 45000

Uzun zaman süreleri sonucunda, türleşmenin sürekli olarak devam etmesi, ata organizmalardan yeni farklı organizmaların ortaya çıkmasına neden olabilir. Her yeni gelen tür kaynaklandığı türle benzerlikler gösterse de yeni türlerin art arda ortaya çıkışıyla atasal türden gittikçe uzaklaşılabilir. Atasal türden farklılaşma, farklılaşan grup yeni bir habitata yerleştiğinde ya da kaynakları kullanmada yeni yollar geliştirmeye başladığında daha belirgin olacaktır.

Şekil: Dört ayaklılar (Tetrapodlar) (sahile yumurtalarını bırakan bu deniz kaplumbağası gibi) sert kabuklu yumurta evrimleştirdikleri zaman, üremek amacıyla bir daha suya geri dönmek zorunda kalmadılar; evrimleştiler.

Düşünün ki, örnek olarak, dört-ayaklıların (tetrapod) evrimi akciğerli hayvanların kara üzerinde yaşamaya başlamasından sonra gerçekleşmiştir. Yeni bitki türleri evrimleştikçe ve dünya üzerini kapladıkça, bu yeni çevre şartlarını kullanabilecek yeni dört-ayaklı türleri de ortaya çıkmaya başladı. İlk dört-ayaklılar yaşamlarını karada geçiren ancak yumurtalarını suya ya da nemli yerlere bırakan amfibikler oldu. Sürüngenlerin evrimindeki kilit noktalardan biri, amniotik yumurtaların yaklaşık 340 milyon yıl önce meydana gelen evrimidir. Amniotik yumurtalar embriyoların kuru ortamlarda yaşamını sürdürebilmesini sağlayan, kalın ya da sert kabuklardan ve ek zarlardan oluşan yumurtalardır.

Şekil: Bugün yaşayan dört ayaklı hayvanların son ortak atası hem karada hem de suda yaşayan hayvanlara yol açtı ve aynı zamanda sürüngenlerin de atasıydı. Kuşlar ve memeliler eski sürüngenlerin farklı nesillerinden evrimleştiler.

İlk sürüngenler başlıca birçok soya ayrılmıştır. Bu soylardan biri, dinozorlar da dahil olmak üzere sürüngenleri ve kuşları oluşturmuştur. Diğer bir soy ise 200-250 milyon yıl önce memelileri oluşturmuştur.
Sürüngenlerden memelilere evrimsel geçiş, özellikle fosil kaynaklarında iyi belgelenmiştir.

Kaynak:

Bilim ve Gelecek, Sayı 57

http://www.bilimvegelecek.com.tr/?goster=526