Doğal Seçilim, Yapay Seçilim

Doğal seçilim

Doğal seçilim; mutasyon, göç ve genetik sürüklenmeyle birlikte, evrimin temel mekanizmalarından biridir. Darwin’in çok önemli olan “doğal seçilim yoluyla evrim” görüşü, görece basit olmasına karşın sıklıkla yanlış anlaşılmıştır. Nasıl işlediğini görmek için, bir böcek popülasyonunu gözümüzün önüne getirelim.

1. Özelliklerde çeşitlilik vardır

Örneğin, bazı böcekler yeşil, bazıları ise kahverengidir.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvl8.jpg

2. Ayrımlı üreme vardır

Çevre, popülasyonların sınırsız gelişimini destekleyemez. Bu yüzden popülasyondaki bireylerin tümü üreme potansiyellerinin tamamını kullanamaz. Bu örnekte, yeşil böceklerin kuşlar tarafından yenme olasılıkları daha yüksek olduğundan, yeşil böceklerin üremek için sağkalım olasılıkları kahverengi böceklere göre daha düşüktür.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvlg.jpg

3. Kalıtım vardır

Hayatta kalan kahverengi böceklerin kahverengi yavru böcekleri olur, çünkü bu özelliğin genetik bir temeli vardır.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvlp.jpg

4. Nihai sonuç

Böceğin daha fazla yavru oluşturmasına olanak sağlayan kahverengi renk, daha avantajlı bir özelliktir ve popülasyon içinde giderek yaygınlık kazanacaktır. Eğer bu süreç böyle devam ederse, popülasyondaki tüm bireyler sonunda kahverengi olacaktır.

Eğer elinizde çeşitlilik, ayrımlı üreme ve kalıtım varsa bunun sonucunda doğal seçilim yoluyla evrim elde edersiniz. İşte bu kadar basit.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvlq.jpg

Doğal seçilim iş başında

Bilim insanları, evrimin temel mekanizmalarından biri olan doğal seçilimin pek çok örneğini açıklığa kavuşturmuştur.

Doğa tarihi hakkında bol fotoğraflı bir kitap sizi doğal seçilim tarafından üretilmiş hayret verici uyarlanım örneklerinin tam sayfa, parlak resimleriyle şaşkına çevirecektir. Aşağıdakiler gibi:

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvp3.jpg

Davranışlar da doğal seçilim tarafından şekillendirilebilir. Kuşların çiftleşme törenleri, arıların dansları ve insanların dil öğrenme becerisi gibi davranışların da genetik temelleri vardır ve doğal seçilime tabidirler. Resmin sağında görülen mavi ayaklı erkek sümsük kuşu karşı cinsi kendine çekmek için abartılı ayak hareketleri yapar.

Bazı durumlarda, doğal seçilimi doğrudan gözlemleyebiliriz. Son derece ikna edici olan verilere göre, Galapagos Adaları'ndaki ispinozların gaga şekillerinde iklimsel örüntünün izleri vardır: Kuraklık sonrasında, ispinoz popülasyonu daha sert tohumları yemelerine olanak sağlayan daha derin ve güçlü gagalara sahip olmuştur.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvtb.jpg

Başka örneklerde, insan etkinliklerinin neden olduğu çevresel değişimler organizma popülasyonlarının doğal seçilim yoluyla evrilmesine neden olmuştur. Bunun en belirgin örneklerinden biri, 19. yüzyıl İngiltere'sindeki koyu renkli güve popülasyonlarıdır; endüstriyel kirlenmeye paralel olarak bu popülasyonların sayısında artma ya da azalma gözlenmiştir. Bu gibi değişimler sık sık gözlenebilmekte ve belgelenebilmektedir.

Peki ya seçilim değeri?

Biyologlar seçilim değeri (fitness) kavramını, belirli bir genotipin diğer genotiplere kıyasla bir sonraki kuşağa yavru bırakmada ne kadar başarılı olduğunu anlatmak için kullanırlar. Dolayısıyla, eğer kahverengi böcekler yeşil olanlara göre renkleri nedeniyle hep daha fazla yavru bırakıyorsa, kahverengi böceklerin seçilim değerinin daha yüksek olduğunu söyleyebiliriz.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvuy.jpg

Elbette, seçilim değeri göreceli bir şeydir. Bir genotipin seçilim değeri organizmanın içinde yaşadığı çevreye bağlıdır. Buzul çağındaki en uygun genotip, buzul çağı geçtikten sonra muhtemelen en uygun genotip olmayacaktır.

Seçilim değeri kullanışlı bir kavramdır, çünkü doğal seçilimle ilgili her şeyi (sağkalım, eş bulma, üreme) tek bir düşüncede toplamaktadır. Seçilim değeri en yüksek olan birey en güçlü, en hızlı ya da en büyük olmak zorunda değildir. Bir genotipin seçilim değeri, onun sağkalım, eş bulabilme, yavru üretme – ve sonuç olarak genlerini bir sonraki kuşağa aktarabilme becerisini içerir.

http://c1203.hizliresim.com/v/y/3xvvp.jpg

Yavrulara bakmak (yukarıda solda) ve birçoğu hayatta kalamayacak binlerce yavru üretmek (yukarıda ortada), ebeveynin sağlığı ve sağkalması için bir zorluk oluştursa da dişileri kendine çekmek için süslü tüylerle gösterişte bulunmak (yukarıda sağda). Bu stratejiler, herşeye rağmen, seçilim değerini arttırmaktadır, çünkü ebeveynlerin bir sonraki kuşağa daha fazla sayıda yavru bırakmasına yardımcı olur.

Doğal seçilimin yalnızca sağkalım becerisi üzerinde etkili olduğunu düşünmek çekici bir yaklaşım. Ancak, seçilim değeri kavramının gösterdiği gibi bu hikayenin sadece yarısı. Doğal seçilim; eş bulma ve üreme davranışı üzerinde etkili olduğunda, biyologlar bunu eşeysel seçilim olarak adlandırır.

Eşeysel seçilim

Eşeysel seçilim, doğal seçilimin özel bir durumudur. Organizmanın (her ne şekilde olursa olsun!) bir eş elde etme ya da onunla başarılı bir biçimde çiftleşebilme yeteneği üzerinden işler.

Seçilim, pek çok organizmanın cinsellik uğruna aşırılıklara kapılmasına neden olur: Tavuskuşları zarif kuyruklar taşır (sol üstte), deniz filleri alanları için dövüşür (sağ üstte), meyve sinekleri dans gösterileri yapar, bazı türlerse baştan çıkarıcı hediyeler sunar. Hangi dişi mormon çekirgesi iştah açıcı bir sperm paketinden oluşan bu hediyeye (sağ altta) karşı koyabilir ki? Daha da aşırı uçlara gidersek, erkek kırmızı sırtlı örümcek (sol altta) başarılı bir çiftleşme uğruna kendini, kelimenin tam anlamıyla ölümün kucağına atar.

Eşeysel seçilim, çoğu kez bireylerin sağkalım mücadelesine zarar verecek özellikleri üretebilecek kadar güçlüdür. Örneğin, aşırı uzun ve renkli kuyruk telekleri ya da kuyruklar karşı cinsten bireylerin yanı sıra yırtıcıların da ilgisini çekecektir.

http://d1203.hizliresim.com/v/y/3xw49.jpg

Eşeysel seçilim (2/2)

Eşeysel seçilimin neden bu kadar güçlü olduğunu anlamak için uzun yıllar yaşamış ancak hiç çiftleşmemiş bir bireyin genlerine ne olacağını düşünmek yeterli: Eğer yavru yoksa, bir sonraki kuşağa aktarılan gen de yok demektir. Bu da uzun yıllar yaşamayı sağlayan tüm o genlerin hiçbirinin kimseye aktarılamadığı anlamına gelir ki bu durumda söz konusu bireyin seçilim değeri sıfırdır!

http://d1203.hizliresim.com/v/y/3xw4c.jpg

Seçilim iki yönlü bir yoldur:

Eşeysel seçilim, her ne kadar arada sırada cinsler arasında rol değişimleri görsek de genellikle iki yönde işler:

* Erkekler arası rekabet

Erkekler dişilere ulaşmak, dişiyle çiftleşirken harcanan zaman ve hatta kimin sperminin yumurtayı dölleyeceği konusunda birbirleriyle rekabet içindedirler. Örneğin kızböceklerinin (Zygoptera) bazı erkek bireyleri çiftleşme sırasında dişinin üreme kanalını temizleyerek rakibinin spermlerini dışarı atar.

* Dişilerin tercihi

Dişiler hangi erkekle çiftleşeceklerini, ne kadar süreyle çiftleşeceklerini ve hatta hangisinin spermlerinin yumurtalarını dölleyeceğini bile seçerler. Bazı dişiler istenmeyen bir erkeğin spermini gerisin geri dışarı püskürtebilirler.

Yapay seçilim

Darwin ve Wallace'tan uzun zaman önce çiftçi ve yetiştiriciler, bitki ve hayvanlarının özelliklerinde yıllar içinde önemli değişiklikler yapmak için seçilim fikrini kullanıyorlardı. Çiftçi ve yetiştiriciler sadece istenen karakterlere sahip bitki ve hayvanların üremesine izin vererek çiftlik hayvanlarının ve tarım bitkilerinin evrimine neden oldular. Bu sürece yapay seçilim denir çünkü hangi organizmanın üreyeceğine doğa yerine insanlar karar verir.

Aşağıda görüldüğü gibi çiftçiler, yaban hardalının belirli özelliklerini yapay olarak (kendileri) seçerek bugün bildiğimiz birçok tarım ürününü geliştirmişlerdir.

http://d1203.hizliresim.com/v/y/3xw5l.jpg

Hepimizin bildiği bu tarım ürünleri yaban hardalının çeşitlerinden üretilmiştir. Bu, yapay seçilim yoluyla evrimdir.

Uyarlanım

Uyarlanım popülasyonlarda sık rastlanan bir özelliktir çünkü canlılara gelişmiş işlevler sağlar. Uyarlanımlar işlevlerine tam bir uygunluk gösterecek şekilde, doğal seçilim tarafından oluşturulur.

Uyarlanımlar pek çok farklı biçimde görülebilir: yırtıcılardan daha iyi saklanmayı sağlayan bir davranış, vücut sıcaklığında daha iyi çalışan bir protein ya da organizmanın yeni bir değerli kaynağa ulaşmasını sağlayan anatomik bir özellik, bunların her biri uyarlanım olabilir. Doğada bizi kendisine en çok hayran bırakan şeylerin çoğu uyarlanımdır.

Yaprakların böcekler tarafından taklit edilmesi yırtıcılardan gizlenmeye yönelik bir uyarlanımdır. Bu örnekte Costa Rica’da yaşayan bir çalı çekirgesi görülüyor.

Bu çöl çalısı çevresinde diğer bitkilerin gelişmesini engelleyen toksinler üretir, böylece su ve besin için rekabeti azaltır.

Yarasalardaki yankıkonumlama böcek yakalama için bir uyarlanımdır.

http://d1203.hizliresim.com/v/y/3xw6n.jpg

Öyleyse uyarlanım olmayan nedir? Cevap: birçok şey. Körelmiş yapılar buna bir örnek olabilir. Körelmiş bir yapı, organizmanın ataları için uyarlanım olan bir özellikken, organizmanın yaşadığı çevrenin koşullarının değişmesiyle evrim sürecinin bir sonucu olarak işlevsizliğe doğru evrilmiş bir yapıdır.

Tamamen karanlık mağaralarda yaşayan balık türleri, körelmiş ve işlevsiz gözlere sahiptir. Bu balıkların görebilen ataları mağaralarda yaşamaya başlayınca gözlerin işlevini korumaya yönelik hiçbir doğal seçilim baskısı kalmamıştır. Bu yüzden, iyi görüşe sahip balıklar daha kötü görüşe sahip balıklarla rekabetteki üstünlüklerini kaybetmiştir. Günümüzde bu balıklar hala gözlere sahiptir – ancak gözlerin artık işlevleri yoktur ve bu bir uyarlanım değildir – yanlızca bu balık türünün evrimsel tarihinin bir yan ürünüdür.

Aslında neyin uyarlanım olup neyin olmadığı hakkında biyologların söyleyecekleri çok şey var.

Doğal seçilim hakkındaki yanlış anlamalar

İnsanı hayrete düşüren uyarlanımlar üretebildiği için, organizmaları teşvik eden, onları sürekli ilerleme doğrultusunda iten doğal seçilimin, gücü her şeye yeten bir kuvvet olduğunu düşünmek cazip olabilir — ama doğal seçilim aslında böyle bir şey değildir.

Öncelikle doğal seçilim, gücü her şeye yeten bir kuvvet değildir ve mükemmellik üretmez. Eğer genleriniz “yeterince iyiyse”, gelecek kuşağa birkaç yavru bırakabilirsiniz — kusursuz olmak zorunda değilsiniz. Etrafımızdaki popülasyonlara biraz göz atmak bunu açıkça anlamamızı sağlayacaktır. Örneğin; insanlar genetik hastalıklara yol açan genlere sahip olabilir, bitkilerin kuraklıkta hayatta kalmaya yarayan genleri olmayabilir, aç bir avcı avını her seferinde yakalayabilmesini sağlayacak kadar hızlı olmayabilir. Hiçbir popülasyon ya da organizma kusursuz uyarlanmış değildir.

İkincisi, doğal seçilimi bir yol göstericiden çok, bir süreç olarak düşünmek daha doğru olur. Doğal seçilim, çeşitliliğin, ayrımlı üremenin ve kalıtımın basit bir sonucudur — bilinçsiz ve mekaniktir. Amacı yoktur; gelişme sağlamak ya da dengeli sistemler kurmak için uğraşmaz.

http://d1203.hizliresim.com/v/y/3xw7h.jpg

İşte bu yüzden, iş evrimi açıklamaya geldiğinde “gereksinmek”, “uğraşmak” ve “istemek” gibi kelimeleri kullanmak çok doğru değildir. Popülasyon ya da birey evrilmek “istemez” veya evrilmek için “uğraşmaz” ve doğal seçilim bir organizmanın “gereksinimlerini” karşılamaya çalışamaz. Doğal seçilim sadece popülasyonda varolan çeşitlilikler içinden seçer. Sonuç evrimdir.

http://d1203.hizliresim.com/v/y/3xw81.jpg

Zıt kutupta ise, doğal seçilim bazen rastlantısal işleyen bir süreç olarak yorumlanır. Bu da bir yanlış anlamadır. Bir popülasyonda mutasyonlar yüzünden oluşan genetik çeşitlilik rastlantısaldır, fakat seçilim o çeşitliliğin üzerinde hiç de rasgele olmayan bir şekilde çalışır. Şöyle ki: hayatta kalmaya ve üremeye yardımcı olan gen çeşitlerinin yaygınlaşması, yardımcı olmayanlara kıyasla çok daha olasıdır. Doğal seçilim rastgele DEĞİLDİR!

Ya bu böcekler nasıl böyle yaprak şeklini taklit ediyorlar ki? Bi tane gülün üzerinde böyle bi böcek görmüştüm, yaprak sandım böceği.

Bu olay da yapay seçilime iyi bir örnektir. Dünya'daki baskın canlı olan biz insanlar bilinçli ya da bilinçsiz olarak hangi türlerin yaşayacağına ve hangilerinin öleceğine karar veririz.