Evrim tarihinde bu ay’ bölümümüzün konusu olarak Julian Huxley’in 1942 Eylül’ünde yayınladığı “Evolution: The Modern Synthesis” isimli çalışmasıyla Modern Evrimsel Sentez’in adlandırılmasında isim babası olarak öncelik etmesini, dolayısıyla Modern evrimsel sentezin ortaya doğuş sürecini ele alacağız. Her ne kadar Modern Evrimsel Sentez’in oluşturulması 2. Dünya Savaşı sırasında yaklaşık 10 yıl gibi bir sürece yayılmış olsa da Julian Huxley Modern evrimsel sentezin baş mimarlarından biridir. 1940’lı yıllarda biyoloji alanında genetik ve popülasyon genetiğine dair fikirlerinin sentezlenmesi bilim camiası arasında hala kabul edilen bir görüş birliği oluşturmuştur. Bu konuda Huxley yayınladığı kitabında daha önce kullanılan ‘yeni sentez’ ve ‘evrimsel sentez’ terimlerini ilk kez birleştirilmesi bu ismin genel olarak kabul edilmesine öncülük etmiştir.

Modern evrimsel sentez şu an yaygın olarak evrimci bilim insanları tarafından kabul edilen bilimsel düşünce ekolünün adıdır. Charles Darwin’in teorisi olan Doğal seçilim yoluyla evrimin Gregor Mendel’in ortaya çıkardığı genetik kurallarla ve bunun yanında August Weismann’ın ana ve baba eşey hücrelerinin kalıtımda eşdeğer olduğunu ileri sürdüğü ve hücre özelleşmesinin ilk test edilebilir modelini  sunan Tohum plazma teorisinin biçimsel olarak birleştirilmesi Modern evrimsel senteze giden yol olmuştur. Bunun yanında populasyon genetiği ve paleontoloji bilimindeki diğer gelişmeler de Modern evrimsel sentezin oluşturulmasında önemli rol oynamıştır.

“Evrimsel biyoloji tarihindeki en aydınlatıcı dönem ‘Yeni Darwinci Sentez’in  kurulması olmuştur” Berry ve Bradshaw, 1992

Darwin’in evrim teorisi

Darwin’in doğal seçilim teorisi günümüzde çok klişeleşmiş olan ve çoğu zaman yanlışlıkla “güçlü olanın hayatta kalması” olarak algılanılan, aslında ise Darwin’in tanımladığı biçimde “sağlıklı veya zinde olanın hayatta kalması’ düşüncesine dayanmaktadır. Darwin’in doğal seçilim düşüncesine göre, başka bireylerle giriştiği rekabetten başarıyla çıkan bir fert  göreceli olarak diğerlerinden daha zinde ve sağlıklı olup daha büyük bir hayatta kalma, üreme ve genlerini gelecek nesillere bırakma şansına sahip olur.  Bu durum ise aradan geçen bir çok nesilden sonra daha başarılı genlere sahip olan organizmaların popülasyonda daha sık ve yaygın olarak görülmesine yol açar. Bunun yanında doğal seçilimin gerçekleşebilmesi için çeşitli faktörlerin mevcut olması gerekir. Bu faktörler, popülasyon içinde varyasyonlar ve farklılıkların olması, farklı varyasyonlar arasında da farklı uyum gücü ve ayrımın bulunması ve bu varyasyonların yavrulara geçebilmesi için bu özelliklerin kalıtılabilir özellikler olması gerekir.

Darwin henüz hayattayken o dönemde genel olarak kabul gören kalıtım mekanizması Genetik çaprazlama veya diğer adıyla Karışmalı kalıtım teorisiydi. Genetik çaprazlama teorisine göre, bir yavru ebeveynlerinin özelliklerinin ortalamasını taşıyordu. Eğer anne ve babadan birisi uzun boylu, diğeri kısa boyluysa, ortaya çıkan yavrular orta boylu olacaktı. Bu melezleme olayları gibi bazı durumlarda gözlemlenebilir bir sonuç olarak görünse de bu teori normal popülasyonla eşleşen daha elverişli varyasyonların neden bir kaç nesil içinde hızlıca kaybolmadıklarını açıklayamıyordu.

Sonunda Gregor Mendel’in değerli çalışmaları bu soruna bir çözüm sağladı. Nitekim Mendel, bir genin farklı formları olarak da tasvir edilen alellerin kalıtılırken değişim göstermediklerini keşfetti. Daha önce sanıldığı gibi anne ve babadan gelen aleller yavrulara geçtiklerinde birbirleriyle harmanlaşarak karışmıyordu. Bunun yerine bu aleller gelecek nesil yavrularda da farklı ve ayrı olarak kalıyorlardı. Böylece bir varyasyon ortadan kaybolmuyor, aksine doğal seçilimin meydana gelebilmesi için bir ham materyal gibi nesiller boyunca kalmaya devam ediyordu. Buna Mendel’in Özelliklerin kalıtımı teorisi denir. Mendel’in klasik deneyleri ve elde ettiği sonuçlar daha sonra erken dönem popülasyon genetikçileri tarafından geliştirilmiştir.

Darwin’in teorisinin güncelleştirilmesi

Modern Evrimsel Sentez tarafından toparlanarak özetlenen diğer önemli güncellemeler de vardır. Darwin, evrimsel bir etken olarak doğal seçilimin önemini vurgulamıştı, ancak Modern evrimsel sentez bundan başka evrime etki eden 3 önemli faktörün daha olduğunu tespit ederek bu evrimsel güçleri tanımlamıştır: Mutasyon, gen akışı ve genetik sürüklenme. Bu bulgular, iç ve dış göçlerin farklı oran hesapları göz önünde tutarak evrimin farklı büyüklükteki popülasyonlar içinde var olan alel sıklıklarına nasıl etki ettiğini inceleyen popülasyon genetiğinden, bu bilimsel alanda kaydedilen gelişme ve ilerlemelerden elde edilmiştir. Bu yeni bilimsel disiplin ise Ronald A. Fisher, John B.S. Haldane ve Sewall G. Wright tarafından kurulmuştur.

“Türlerin Kökeni” isimli kitabında Charles Darwin varyasyonların nasıl oluştuğunu ve bu varyasyonların devamlılığın nasıl sağlandığını doğal seçilim yoluyla açıklamaya çalışmıştır. Modern Evrimsel Sentez ise doğal seleksiyonun merkezine mutasyonu oturtmuştur.

Mutasyon, bir popülasyonun bireyleri arasında var olan genetik varyasyonların ortaya çıkmasının ve devam etmesinin nedeni olup doğal seçilimin gerçekleşmesinde birincil faktördür.

Gen akışı, genetik bilgilerin ve alellerin bir popülasyondan diğerine aktarılmasıdır. Gen akışını açıklamak için kullanılan en yaygın örnek popülasyonlar ya da bireyler arasında gerçekleşen göçlerdir. Bu göçlerle popülasyon daha fazla alele erişim hakkı kazanır. Bu durum ise popülasyonun gen havuzunu belirlemek ve doğal seçilimin teşvik edilerek dolayısıyla canlıların evriminin de tetiklenmesi adına önemlidir.

Genetik sürüklenme, farklı uyum gücüne sahip alellerin popülasyon içinde görünme sıklığındaki düzensiz değişimlerdir. Genel olarak bir alel diğer bir alel üzerinde üstünlük sağlamasa da rastgele örnekleme hataları,  özellikle küçük nüfuslu popülasyonlar üzerinde önemli bir etkiye sahip olabilir; nitekim bir popülasyon ne kadar küçükse bir alellin -bu alel görünürde diğer bir alele göre hiç bir dezavantaja sahip olmasa bile-  bir çevre felaketi nedeniyle gen havuzundan tümden kaybolması daha olasılıklı hale gelir.

Modern evrimsel sentez  -matematiksel bir çerçeve içinde- doğal seçilim ile birlikte popülasyon genetiğinin tanımlamış olduğu bu üç evrimsel faktörü de bir araya getirerek bunları kombine etmeyi başarabilmiştir.

Bu konuda başka bir önemli katkı ise, Darwin’in türleşmeye dair yaptığı çalışmaları daha da ileri götürerek geliştiren ve  türleri “üreme yoluyla diğer gruplardan izole olan ama kendi içlerinde eşleşebilen doğal popülasyonlar”  olarak tanımlayarak “biyolojik tür” kavramını ortaya atan Alman doğa bilimci Ernst Mayr tarafından yapıldı.

Ernst Mayr’ın bu çalışması türlerin nasıl çoğalarak türedikleri konusunda sorunlara çözüm sağladığı gibi biyologlar için üzerinde çalışabilecekleri  daha net bir “tür” kavramı sunmuştur.

Modern evrimsel sentezin göze çarpan olağanüstü bir başarısı da, modern evrimsel sentezin oluşturulmasından önce farklı fikirlere sahip olan ve fosil kayıtlar üzerinde çalışan paleontologlar ile günümüzde yaşayan canlı türleri üzerinde çalışma yürüten biyologları bir araya getirebilmiş ve fikir farklılıklarına bir çözüm bulabilmiş olmasıdır.

Nitekim Modern evrimsel sentezden önce birçok paleobiyolog doğal seçilimin evrimde itici ve egemen güç olduğunu gösteren çok az bulgular olduğunu düşünüyorlardı.

1944 yılında ise bir Amerikalı George G. Simpson paleontolojiden elde edilen bulguların populasyon genetiği ve doğal seçilim fikirleri ile tam uyumlu olduğunu gösteren çalışmalar yayınlayarak bu süreci tamamlamıştır.

Önemli noktalar

Modern evrimsel sentez ilk defa genetikçileri, doğa bilimcileri ve paleontologları birleştirebilmiş, bun yanında İkinci Dünya Savaşı sonrası doğal seçilim ve evrim konularında yapılan bilimsel araştırmalarda bir patlamaya neden olmuştur. Bu araştırmalarda öne çıkan önemli sonuçlar şunlardır:

• Popülasyon genetiği ile Mendel’in genetik kuralları evrim ile uyumludur
• Evrim küçük genetik değişikliklerin birikmesi sonucu ortaya çıkar; bu anlamda evrim aşamalı bir süreç olsa da evrimleşme hızı değişkenlik gösterebilir
• Doğal seçilim baskın bir evrimsel güç olup bireysel özelliklerin varyasyonunu etkiler
• Evrim popülasyonlar içinde gerçekleşir. Burada gen akışı ve genetik sürüklenme seçilim üzerinde ek olarak etki edebilir
• Fosil kayıtlar üzerinde yapılan evrim çalışmaları günümüz türlerinde gözlemlenen bulgularla uyumludur
• Tek bir popülasyon içinde gerçekleşen evrim “mikro evrim” olarak tanımlanır. Fosil kayıtlar, canlı türlerin evrimi anlamına gelen “makro evrimi” belgelemektedir.

Modern evrimsel sentezin günümüzdeki gelişimi

Evrime dair anlayışımız yeni bulgularla her zaman güncellenmekte ve yeni fikirler ortaya çıkarak bu bilgiler sık sık yeniden test edilmektedir. Buna dair güncel bir örnek ise epigenetiktir:

Çoğu kez Darwin Tutulması olarak da adlanırılan Modern evrimsel sentezden önceki dönem boyunca, Charles Darwin’in doğal seçilim teorisi yerine birçok alternatif evrim teorileri mevcuttu. Doğal seçilim teorisinin başlıca rakibi Lamarkizm olmuştu. Lamarkizm bir zamanlar genel olarak kabul görmüş popüler bir teoriydi. Lamarkizm, bir canlının yaşamı boyunca kazandığı yeni özellikleri yavrularına genetik olarak da aktardığını ileri sürer. Buna dair sunulan klasik örnekler dallara erişirken zürafa boynunun uzamış olabileceği veya bir demircinin oğlunun da doğuştan babası gibi güçlü kaslara sahip olabileceğinin düşünülmüş olmasıydı. Bu çıkarıma göre mesela zürafanın boynu beslenmek için daha yüksekteki yapraklara ulaşmak isterken, yani bir deyimle uzana uzana uzamıştır. Buna göre zürafanın ömrü boyunca boynunu uzatması onun henüz hayatta iken boynunun uzamasına neden olmuş, kazanılan bu özellik de böylece bir sonraki nesile aktarılmış ve gelecek nesil de bu özelliği sayesinde bir önceki nesil gibi ağaç taçlarına uzanma ihtiyacı duymamıştır. Benzer şekilde demirci ömrü boyunca kas gücüyle çalıştığı için demircinin oğlu da daha güçlü kaslara sahip olma eğiliminde olur ve bu güçlü kaslar da böylece oğula aktarılır.

Lamark’ın ölümünden sonra, 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında, Lamarkizm’le hemen hemen aynı ana öğretileri içeren ve canlıların evrimine dair öne sürülen teorilerin derlenmiş bir koleksiyonu olan Yeni Lamarkizm ortaya çıkmıştır. Yeni Lamarkizm ise temel evrim mekanizmasının sonradan kazanılmış özelliklerin kalıtılması ile oluşan evrim olduğunu öne sürer. Bu fikir de, canlıların sadece kazanılmış özelliklerin kalıtılması temelinde evrildiğini öne süren Lamarkizm’den ayrılmaktadır. Yeni Lamarkizm’e göre uzun boyunlu doğan bir zürafa eğer ataları gibi ağaç taçlarına uzanmaya devam ederse onun da boynu daha uzayacaktı. Ancak, Yeni Lamarkizm’in doğruluğuna dair bulgu ve deliller çok sınırlı olup büyük ölçüde yanlış olarak kabul edilmiştir. Nitekim Lamark canlıların ortak bir ataya sahip olduğuna veya sonradan türleştiklerine inanmıyordu, bunun yerine her bir türün kökeni için “özel bir yaratılış olayı” olduğuna inanıyordu.

Buna rağmen, görünüşte yüzeysel olarak Yeni Lamarkizm’e benzer fikirler tümden yanlış olmayabilir. Epigenetik, DNA dizisindeki genetik değişikliklerden kaynaklanmayan, ama aynı zamanda ırsi olan, gen ifadesindeki değişikliklerdir. Örneğin, proteinler etrafında sarılı olan DNA hücre çekirdeğinin düzenlemesine yardımcı olmaktadır. Bu proteinlerden bazıları DNA’ya daha kolay veya daha zor erişim sağlanması için çevresel değişimlerle yeniden düzenlenerek değişikliğe uğrayabilirler veya modifiye edilebilirler. DNA dizisine eklenerek genleri açıp kapayan ve gen ifadelerini kontrol eden düzenleyici proteinler kısıtlı erişime sahip olurlarsa gen ekspresyonunun ifade edilme düzeyi düşebilir. Çevre faktörleriyle de oluşabilen bu tür değişiklikler, canlının yaşamı boyunca ve aynı zamanda onun üreme hücrelerinde de meydana gelen bir değişiklik olduğu için bu, sonradan kazanılmış bir özellik olup DNA’nın kendisi hiçbir değişime uğramamış olsa dahi bu özellik gelecek nesillere aktarılır ve böylece kalıtsal olur.

Seçilim bireyin özellikleri düzeyinde gerçekleştiği için epigenetik kalıtım elbette  doğal seçilim, genetik sürüklenme, mutasyon ve gen akışının da mevzusu olmaktadır. Bu, Modern evrimsel sentez tarafından belirlenen ana evrim teorisine ek bir katkı olmakta aynı zamanda evrim mekanizmaların anlaşılmasında da tam bir devrim niteliğine gelmektedir. Gelecekte, Modern Evrimsel Sentez’in Yeni Lamarkizm’in bazı yönlerini birleştirmek için yeniden işlenip ele alınacağı kuvvetle muhtemeldir. Ve bu, evrime dair anlayışımızdaki son güncelleme de olmayacaktır..

Kaynakça:

“Evrimsel Biyoloji”
Douglas Futuyma, Palme Yayınları – 2008

“Evrim: Bir Düşüncenin Tarihi”
Peter Bowler,  Kaliforniya Üniversitesi Yayın evi – 1983

“Biyoloji Budur”
Ernst Mayr, Harvard Üniversitesi Yayın evi – 1997