Endler, lepisteslerin tropikal dünyasını simüle etmek için büyük bir sera yaptı ve içine on havuz yerleştirdi. On havuzun dibine de taş koydu ama bunların beşindekiler iri, diğer beşindekiler ise ufak taşlardı. Öngörü şuydu: yoğun bir avlanmaya maruz kaldıklarında her iki zemindeki lepistesler, evrimsel süreçte, kendi zeminlerini andırmak doğrultusunda farklılaşacaklardır.
***
Yakın bir zaman önce Kuzey Amerika’dan Exeter Üniversitesine geçiş yapan meslektaşım Dr. John Endler bana aşağıdaki müthiş (aynı zamanda da üzücü) hikâyeyi anlattı. ABD’de gerçekleştirdiği bir iç hatlar uçuşu sırasında yanındaki koltukta oturan yolcu ile sohbet ediyormuş. Adam, Endler’e ne iş yaptığını sormuş. O da biyoloji profesörü olduğunu, Trinidad’daki yabani lepistes popülasyonları üzerinde çalıştığını söylemiş. Konu adamın giderek daha fazla ilgisini çekmiş ve birçok soru sormuş. Söz konusu deneylere temel teşkil eden teorinin zarafetinden oldukça etkilenmiş olacak ki, bu teorinin ne olduğunu, kimin tarafından geliştirildiğini sormuş. Dr. Endler de bomba etkisi yaratacağını doğru bir şekilde tahmin ettiği cevabını o noktada vermiş: “Buna Darwin’in doğal seçilim yoluyla evrim teorisi diyoruz.” Bu cevap üzerine adamın hal ve tavırları bir anda değişmiş. Yüzü kızarmış ve birden diğer yöne dönerek daha fazla konuşmayı reddetmiş, o ana kadar yaptıkları sıcak sohbeti sonlandırmış. Hatta sıcaktan da öteymiş, zira Dr Endler bana şunları yazdı: “O ana kadar adam bana, anlattığım şeyleri şevkle kavradığının işaretçisi olan mükemmel sorular soruyordu. Gerçekten trajik bir durum.”
John Endler’in dar görüşlü yol arkadaşına anlattığı deneyler oldukça zarif ve sadedir ve doğal seçilimin ne kadar hızlı işleyebileceğini çok güzel bir şekilde gösterir. Endler’in araştırmasını burada vermenin uygun olacağını düşünüyorum çünkü kendisi aynı zamanda bu tür çalışmaların ve bu çalışmaların yöntemlerinin toplandığı önemli bir kitap olan Yaban Hayatında Doğal Seçilimin de yazarı.
Lepistesler oldukça popüler tatlı su akvaryum balıklarıdır. Tıpkı Bölüm 3’teki sülünler gibi erkek lepistesler dişilerden daha parlak renklere sahiplerdir ve akvaryumcular onları daha da parlak renklere sahip olacak şekilde üretmektedirler. Endler Trinidad, Tobago ve Venezüella’daki dağ derelerinde yaşayan yabani lepistesler (Poecilia reticulata) üzerinde çalışmıştır. Endler bu çalışmalarda yerel popülasyonların birbirlerinden çarpıcı şekilde farklı olduklarına dikkat etmiş. Bazı popülasyonlarda ergin erkekler neredeyse akvaryumlarda üretilenler kadar parlak, gökkuşağı renklerine sahiplermiş. Endler tıpkı dişi sülünlerin erkek sülünleri seçtiği gibi, dişi lepisteslerin atalarının da parlak renkli erkekleri seçmiş olabileceğinden şüphelenmiş. Diğer bölgelerde erkekler çok daha mat renklere sahipmiş ama yine de dişilerden daha renklilermiş. Dişiler kadar iyi olmasalar da erkekler de yaşadıkları çakıllı dere tabanında iyi kamufle olmuşlar. Endler, Venezüella ve Trinidad’daki birçok alanda yaptığı incelikli nicel karşılaştırmalarla, erkeklerin daha az parlak olduğu derelerde aynı zamanda (avcı hayvanlar tarafından gerçekleştirilen) avlanmanın da daha yoğun olduğunu gösterdi. Avlanmanın az olduğu yerlerde erkekler daha parlak renklilerdi ve büyük, gösterişli ve daha fazla sayıda beneğe sahiplerdi; böyle yerlerde erkekler dişileri cezbetmek için daha parlak renkler evrimleştirmekte özgürlerdi. Dişilerin erkekler üzerinde kurduğu daha parlak renkler evrimleştirme baskısı, yerel avcı popülasyonlarının bu baskının tersi yönünde kurduğu baskı güçlü de olsa zayıf da olsa, birbirinden bağımsız olan bütün bu popülasyonlarda vardı. Her zaman olduğu gibi evrim, seçilim baskıları arasında bir denge kurar. Lepistesler özelinde ilginç olan şey ise Endler’in bu dengenin farklı derelerde nasıl farklılık arz ettiğini bilfiil gözlemleyebilmesiydi. Ama Endler daha da iyisini yaptı; bu gözlemler hakkında deneyler yaptı.
Kamuflajın evrimini ortaya koymak için ideal bir deney hazırlamak isteseydiniz ne yapardınız? Kamuflaj sahibi hayvanlar, bulundukları zemini andırırlar. Hayvanların, onları deneysel olarak yerleştirdiğiniz bir ortamın zeminini andıracak şekilde gözlerinizin önünde evrim geçirdiği bir deney tasarlayabilir misiniz? Veya tercihen, her birinde farklı birer popülasyon bulunan iki zemini? Amacımız, Bölüm 3’de gördüğümüz iki mısır bitkisi soyunda yüksek ve düşük yağ içeriği için yapılan seçilim gibi bir şey yapmak. Ama şimdiki deneyimizde seçilim insanlar tarafından değil, avcı [hayvanlar] ve dişi lepistesler tarafından yapılacak. İki deneysel soy arasındaki tek fark onlara vereceğimiz farklı zeminler olacak.
Kamuflajlı bir türe (örneğin böceklere) ait olan birkaç hayvan alın ve bunları farklı renk veya örüntülerde zeminlere sahip kafeslere (veya kapalı alanlara ya da göletlere, hangisi uygunsa) koyun. Örneğin kapalı alanlarınızın yarısına yeşil bir ormanımsı zemin, diğer yarısına ise kırmızımsı kahverengi bir çölümsü zemin verin. Hayvanları yeşil veya kahverengi ortamlarına koyduktan sonra, kendilerince yaşayıp üremelerini sağlayın ve mümkün olduğunca fazla sayıda nesil boyunca bekleyin. Daha sonra gelip, içinde bulundukları zeminleri andırma yönünde evrim geçirip geçirmediklerine bakın. Elbette, geçirdiklerini yalnızca, aynı alana avcılar da koyduysanız umabilirsiniz. Bu yüzden alanlara örneğin bukalemun koyalım. Kapalı alanların tamamına mı koyacaksınız? Tabi ki hayır. Bunun bir deney olduğunu unutmayalım; hem yeşil hem kahverengi alanların yarısına avcı koymalısınız. Deneyde, avcı bulunan kapalı alanlarda böceklerin yeşil ya da kahverengi olmak, yani içinde bulundukları zeminleri daha fazla andırmak yönünde evrileceği öngörüsü sınanacaktır. Ama avcı olmayan kapalı alanlarda kamuflajı evrimleştirmeyi bırakın, tam tersine, dişilerin gözüne çarpabilmek adına içinde bulundukları zeminden daha da farklı olmak yönünde evrilebilirler.
Ne zamandır bu deneyin aynısını sirke sinekleri ile yapmak istedim (sirke sineklerinin nesil süresi çok kısa olduğu için) ama bir türlü zaman ayıramadım. Dolayısıyla John Endler’in böceklerle değil ama le-pisteslerle tam da bunu yapmış olması beni bilhassa sevindirdi. Endler avcı olarak elbette bukalemun kullanmadı, turna çiklidi (Crenicichla alta) adlı, yaban hayatında lepistesler için oldukça tehlikeli olan bir türü kullandı. Yeşil ve kahverengi zeminler de kullanmadı, onun yerine daha ilginç bir şey yaptı. Lepisteslerin kamuflajlarının büyük bir kısmını, genelde örüntüleri, doğal yaşam ortamlarının çakıllı diplerinin örüntülerini andıran (sıklıkla oldukça büyük olan) benekleriyle sağladıklarını fark etti. Bazı derelerin tabanı daha kalın, çakılımsı taşlardan, bazılarınınkiyse daha ince, kumsu parçacıklardan oluşur. Kullandığı iki zemin bunlardı ve kabul edersiniz ki bu, benim yeşil-kahverengi seçimimden daha zekice yapılmış daha ilginç bir seçim.
Endler, lepisteslerin tropikal dünyasını simüle etmek için büyük bir sera yaptı ve içine on havuz yerleştirdi. On havuzun dibine de taş koydu ama bunların beşindekiler iri, diğer beşindekiler ise ufak taşlardı. Bu işin nereye varacağını görüyor olmalısınız. Öngörü şuydu: yoğun bir avlanmaya maruz kaldıklarında her iki zemindeki lepistesler, evrimsel süreçte, kendi zeminlerini andırmak doğrultusunda farklılaşacaklardır. Avcı baskısının olmadığı ya da az olduğu yerlerde ise erkekler, dişileri cezbedetmek için daha belirgin renklere sahip olmaya meyledeceklerdir. Havuzların yarısına avcı koyup, yarısına koymamaktansa Endler yine zekice bir şey yaptı. Üç farklı avlanma seviyesi belirledi.
- İki havuzda (biri küçük, diğeri büyük taşlı) hiç avcı yoktu.
- Dört havuzda (ikisi küçük, ikisi büyük taşlı) tehlikeli turna çiklidi avcı olarak bulunuyordu.
- Endler kalan dört havuza başka bir balık türü olan ve lepistesler için görece zararsız avcı olan Rivulus hartii koydu.
R. hartii “zayıf bir avcıdır”, çiklid ise güçlü bir avcıdır. “Zayıf avcıların” olması, hiç avcı olmamasından daha iyi bir kontrol koşuludur. Bunun nedeni, Endler’in de açıkladığı gibi, bu deneyde iki doğal koşulun canlandırılmaya çalışılmasıdır ve doğada hiçbir avcının bulunmadığı bir dere bilinmemektedir. Bu nedenle güçlü ve zayıf avlanma arasındaki karşılaştırma daha doğal bir karşılaştırmadır.
Dolayısıyla durum şuydu: lepistesler beşi iri, beşi ufak taşlı on havuza rastgele ayrıldılar. On lepistes kolonisinin de altı ay boyunca avcılar olmadan üremesine izin verildi. Gerçek deney bu noktada başladı. Endler iri taşlı iki havuza ve ufak taşlı iki havuza birer “tehlikeli avcı”, bunların dışında kalan iri taşlı iki havuza ve ufak taşlı iki havuza da altışar “zayıf avcı” koydu (bir yerine altı zayıf avcı konmasının nedeni iki balığı da doğadaki göreli yoğunluklarına yakın oranlarda bulundurmaktı). Kalan iki havuzdaki lepisteslerse herhangi bir avcı olmaksızın hayatlarına devam ettiler.
Deneye başlandıktan beş ay sonra Endler bütün havuzlarda yoklama yaptı; tüm havuzlardaki tüm lepisteslerin beneklerini saydı ve ölçtü. Bundan dokuz (deney başladıktan on dört) ay sonra aynı şekilde bir yoklama daha yaptı. Peki, ne buldu? Bu kadar kısa bir sürenin ardından bile sonuçlar oldukça şaşırtıcıydı. Endler balıklardaki renk örüntüleri için pek çok ölçüt kullandı. Bunlardan biri “balık başına düşen benek sayısı” idi. Lepistesler havuzlarına ilk konduklarında, yani avcılar konulmadan önce, benek sayısı büyük bir çeşitlilik arz ediyordu çünkü balıklar çok çeşitli avcıları barındıran çok çeşitli derelerden toplanmışlardı. Herhangi bir avcının ortama salınmadığı ilk altı ay boyunca balık başına düşen ortalama benek sayısı tavan yaptı. Bu muhtemelen dişiler tarafından yapılan eş seçiminden kaynaklanıyordu. Daha sonra ortama avcılar sokulduğunda keskin bir değişiklik oldu. Tehlikeli avcının bulunduğu dört havuzda ortalama benek sayısı taban yaptı. Beşinci aydaki yoklamada bu fark açıkça görülüyordu ve on dördüncü ayda yapılan yoklamada benekler daha da azalmıştı. Ama avcı olmayan iki havuzda ve zayıf avcının bulunduğu dört havuzda benek sayısı artmaya devam ediyordu. Beşinci aydaki yoklamada bir doygunluk noktasına ulaşmış, on dördüncü ay yoklamasına dek yüksek seviyelerde kalmıştı. Benek sayısı açısından bakıldığında zayıf avlanma ile avcı olmaması durumları arasında fark görünmüyordu. Kendisini, dişilerin yüksek benek sayısını tercih etmesi şeklinde gösteren eşeysel seçilim ikisine de baskın çıkmıştı.
Benek sayısı ile ilgili bu kadar bilgi yeter. Beneğin büyüklüğü de en az sayısı kadar ilginç bir hikâye anlatmaktadır. Güçlü ya da zayıf avcıların varlığında, iri taşlı zemin görece büyük benekliliği teşvik ederken, ufak taşlı zemin görece küçük benekliliği teşvik etmiştir. Bu durum kolaylıkla şu şekilde yorumlanabilir: benek büyüklüğü taş büyüklüğünü taklit etmektedir. Etkileyici olan, Endler’ın, avcıların olmadığı havuzlarda bunun tam tersini gözlemlemiş olmasıdır. Doğal seçilim erkek lepisteslerde, ufak taşlı zeminde büyük, iri taşlı zeminde ise küçük benekleri desteklemiştir, zira altlarındaki zemini taklit etmeyip daha kolay göründükleri için, dişileri daha çok cezbetmişlerdir. Şahane!
Evet, şahane. Ama bu laboratuarda gerçekleşmiş bir şey Endler benzer sonuçları doğada da elde edebilir miydi? Evet. İçinde tehlikeli turna çiklidlerinin yüzdüğü doğal bir deredeki erkek lepistesleri inceledi ve onların göreceli olarak daha az fark edilir olduklarını gördü. Her iki eşeyden de lepistesleri yakalayıp, aynı derenin, lepistes ve tehlikeli avcı içermeyen ama zayıf avcı içeren bir koluna götürüp bıraktı ve gitti. Yirmi üç ay sonra aynı yere geri dönüp neler olup bittiğini inceledi. Şaşılacak şekilde, iki yıldan az bir süre içerisinde erkekler daha parlak renklere sahip olma yönünde kayda değer bir değişime uğramıştı. Hiç şüphe yok ki bu değişimin nedeni, avcıların yokluğunda dişilerin yaptığı seçilim baskısıydı.
Bilimin en güzel yanlarından biri halka açık bir faaliyet olmasıdır. Bilim insanları hem yöntemlerini hem de sonuçlarını yayınlarlar. Böylece dünyanın herhangi bir yerindeki herhangi biri aynı çalışmayı tekrarlayabilir. Eğer bu tekrarlardan aynı sonuçları elde etmezlerse bunun nedenini bilmek isteriz. Bilim insanları genellikle önceki çalışmaları tekrar etmekle kalmazlar, aynı zamanda onları bir adım öteye de götürürler. John Endler’in lepistesler üzerine yaptığı dâhiyane araştırma, devamının getirilip genişletilmesi için adeta yalvarıyordu. Bu beklentiye cevap verenlerden biri Kaliforniya Üniversitesinden (Riverside) David Reznick oldu.
Endler’in, harika sonuçlar elde ettiği deneysel deresinden örnekler almasından dokuz yıl sonra Reznick ve meslektaşları aynı yeri ziyaret edip, Endler’in deneysel popülasyonunun torunlarından örnekler aldılar. Erkekler şimdi çok parlak renkliydi. Endler’in gözlemlediği dişi güdümlü eğilim fazlasıyla devam etmişti. Hepsi bu kadar da değildi. Bölüm 3’teki gümüş tilkileri ve bir özellik (uysallık) için yapılan yapay seçilimin, üreme mevsimi, kulak, kuyruk, kürk rengi vb. gibi diğer birçok özellikteki değişikliği beraberinde nasıl sürüklediğini hatırlıyor olmalısınız. Benzer bir durum, doğal seçilim koşulları altında lepistesler için de gerçekleşmiştir.
Reznick ve Endler, avcı konulmuş derelerdeki lepisteslerle yalnızca zayıf avlanmanın olduğu derelerdeki lepistesler kıyaslandığında görülen renk farkının buzdağının sadece görünen kısmı olduğunu zaten biliyorlardı. Bununla birlikte başka pek çok farklılık da söz konusudur.
Düşük avlanmanın olduğu derelerdeki lepistesler eşeysel olgunluğa, yüksek avlanmanın olduğu derelerdeki lepisteslerden daha geç ulaşırlar, erginliğe ulaştıklarında daha büyük vücutludurlar, daha az sıklıkla yavrularlar, bir seferde daha az sayıda yavrularlar ve yavruları daha büyüktür. Reznick, Endler’in lepisteslerinin torunlarını incelediğinde buldukları neredeyse doğru olamayacak kadar iyiydi. Avcı güdümlü seçilim yerine dişi güdümlü eşeysel seçilime maruz kalmak üzere serbest bırakılan lepistesler, sadece daha parlak renkler edinmekle kalmamışlardı, aynı zamanda saydığım diğer bütün özellikleri de, avcı olmayan doğal popülasyonlarda normal olarak bulunan özelliklere eşdeğer olacak şekilde evrimleştirmişlerdi. Lepistesler avcı bulunan derelerdekilere kıyasla daha geç yaşta olgunlaşıyorlardı, daha iri vücutluydular ve daha az sayıda ve daha büyük yavrular üretiyorlardı. Denge, eşeysel çekiciliğin ön plana çıktığı avcısız havuzlar için geçerli olan norma doğru kaymıştı. Ve tüm bunlar evrimsel standartlara göre baş döndürücü bir hızla gerçekleşmişti.
Prof. Richard Dawkins, “Yeryüzündeki en büyük gösteri”
Makaleye ulaşmak için: http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/artificial_01
Deney çizimleri
http://evrimianlamak.org/e/Evrim_101Y:Laboratuvarda_yapay_se%C3%A7ilim
adresinden alınmıştır
Evrim Teorisi Online 