Konu: Darwin, Evrim ve Göz

İnsanlık, Charles Robert Darwin'e çok şey borçlu. Dağınık ipuçlarını birbiriyle tutarlı bir bütün halinde kuramlaştıran müthiş bir gözlemciydi. Canlılığın evrensel dilini anlamamız için gereken dilbilgisi kurallarını önümüze seren Türlerin Kökeni adlı kitabı 24 Kasım 1859'da yayımlandı. Etkisi o denli büyük oldu ki, bilimin doğal dünyaya bakışı kökten değişti. Evrim kuramı kendi içinde de evrimleşti, bilim insanlarının elinde geliştirildi. Kuram, karşıtlarını da harekete geçirdi ve o günden bugüne devam eden bir tartışmaya yol açtı. Evrim karşıtlarının sıklıkla öne sürdüğü gözün karmaşık yapısı ve evrimleşemeyeceği tezine, evrimi savunanlar doğada keşfedilen örneklerle yanıt veriyorlar.

Öncül Göz
Evrim karşıtlarının sıklıkla öne çıkardıkları bir konu, algımızın çok büyük bir bölümünü oluşturan gözdür. Karşı çıkanların 'indirgenemez karmaşıklık' diye tanımladıkları bir önerme, gözün çok karmaşık bir yapı olduğunu ve uzun zamanda küçük adımlarla evrimleşemeyeceğini söyler. Darwin doğrudan gözlemlememiş olmasına karşın bu organın evriminin 'öncül göz' adını verdiği, olabilecek en basit atasal yapı ile başlamış olabileceğini düşündü. Hiçbir canlının görmediği bir ortamda, ışığın yönünü algılayabilecek en basit yapı bile sahibinin üreme şansını artıracaktı.
Kuramın 150. yılına girerken Almanya'nın Heidelberg kentindeki Max Planck Enstitüsü'nden evrim biyologu Gáspár Jékely ve çalışma arkadaşları, Darwin'in öngördüğü biçimde yalnızca iki hücreden oluşan öncül göz yapısını kapsamlı bir araştırmayla gözler önüne serdi. Çalışma, bilimsel adı Platynereis dumerilii olan bir deniz zooplanktonu (hayvansı plankton) larvası üzerinde yürütüldü. Araştırmacılar, ışığı algılayan alıcı hücre ile ışığın yönünün belirlenmesinde rol oynayan gölgeleyici pigment hücresinin beyin ve kas ile olan eşgüdümünü tüm ayrıntılarıyla incelediler.
Böylece evrimsel açıdan olabilecek en basit hayvan gözünün atasal biçimine çarpıcı bir örnek sundular. Ortaya çıkan öncül göz yapısının ilginç bir özelliği, gözden vücuda bilgiyi ileten sinir hücresinin beklentinin tersine beyine değil, doğrudan larvanın yüzmesini sağlayan kaslarına bağlı olmasıydı. Larvalar küçücük de olsa bir beyin yapısına sahipler. Beynin larvanın hareketlerindeki kumanda rolü şu anda hararetli bir araştırma konusu.

Balıklar Uyanmasın
Zooplanktonlar, balıklara yem oluşturmaları açısından besin zincirinde önemli yer tutar. Yunanca 'kürek ayaklı' anlamına gelen kopepod (copepod) grubu zooplanktonların yetişkinleri, deniz ve göllerimizde gün içinde gerçekleştirdikleri dikey göç ile dikkat çekerler. Boyları 3-4 milimetre olan kopepodlar, güneşin doğmasına yakın kürek gibi kullandıkları duyargaları yardımıyla, görerek avlanan balıklardan kaçmak için derinlere dalarlar. Öyle ki, 500 metre derinliğe kadar inebildikleri Kanarya Adaları açıklarında sonarla ölçülmüştür. Hava kararmaya yüz tuttuğunda, aynı yolculuk yüzeydeki tekhücreli yosunlar ve bakterilerle beslenmek için bu defa ters yönde gerçekleşir. Gün boyunca asansör gibi tek bir hat üzerinde gerçekleşen bu yolculuk için yalnızca ışığın geliş yönünü algılayabilmek, Darwin'in öngördüğü gibi yaşam kavgasını sürdürebilmek için yeterli derecede yarar sağlayan bir özelliktir.

Çekiciliğin Sırrı
Göz temasını denizlerde sürdürerek, sığ su balıklarının canlı renklerinin evrimsel açıklamasını Darwin'in öne sürdüğü doğal seçilimin özel bir biçimi olan eşeysel seçilim ile yapalım. Işığın egemen olduğu sığ sularda yaşayan balık türlerinin özellikle erkekleri göz alıcı renklere sahiptir. Erkek balıkların renkleri ne kadar canlı ve parlak olursa, dişiler için o derecede çekici olurlar ve dolayısıyla üreme şansları artar. Parlak renkler, dişiler açısından erkeklerin iyi beslendiğinin, sağlıklı ve güçlü olduğunun doğrudan işaretidir. Bu durum eşeysel seçilimin en yalın özetidir.
Nature bilimsel dergisinde 2008 yılının ekim ayında yer alan bir çalışmada, İsviçreli biyolog Ole Seehausen ve çalışma arkadaşları, erkek siklid (cichlid) balıklarının gövdesindeki kırmızı veya mavi renkli dikey çizgilerin canlılığının, dişi balıkların renkleri görebilme düzeyiyle orantılı olduğunu gösterdiler. Göl suyu, insan kaynaklı kirlenme nedeniyle saydamlığını yitirdiğinde, dişi balıkların gözlerindeki kırmızı ve mavi renge duyarlılığı sağlayan genlerin üzerindeki doğal seçilim baskısı ortadan kalkıyor. Dişilerdeki bu değişime paralel olarak, erkek balıklar da vücutlarındaki çizgileri oluşturan renkli pigmentleri üretmeyi birkaç kuşak içinde durduruyorlar.
Seehausen'ın çalışması, suyun berrak olduğu ortamda kırmızı ve mavi renkli erkeklerin farklı derinliklerde dişilere kur yaptığını ve dişilerin güdümündeki bu davranışın kısa zamanda iki ayrı türe yol açabileceğini gösterdi. Dişilerin, erkeklerin renklerine karşı gösterdiği davranış, algı güdümünde türleşme denilen bir evrimsel düzenekle adeta domino taşı etkisi yaratarak başka evrimsel türleşme mekanizmalarını da tetiklemektedir. Viktorya Gölü'nün tabanından alınan çökelti örnekleri, geçmişte gölün defalarca kuruduğunu ve en son 12 bin yıl önce yeniden dolmaya başladığını gösteriyor. Göldeki 500'den fazla siklid balığı türünün bu kadar kısa bir sürede tek bir atasal siklid türünden patlama halinde türeyişi evrimin nefes kesici örneklerinden biridir.

Kör Mağara Balığı
Seçici baskının ortadan kalkmasıyla yitirilen yapıların en uç örneklerinden biri, Meksika'nın derin su mağaralarında yaşayan kör mağara balığı Astyanax mexicanus'tur. Işığın ve avcıların ulaşamadığı mağaralarda yaşayan bu balık, gözlerini tümüyle yitirmiştir. Eskiden yarar sağlayan 'olmazsa olmaz' nitelikteki yapılar doğal seçilimin yön değiştirmesiyle erozyona uğrayabiliyor. Örnek olarak, avcı baskısının olmadığı adalardaki kuşların uçmayı bırakmasını, deniz yaşamına uyum sağlayan memelilerin arka ayaklarını yitirmelerini, artık çiğ yiyecek yemeyen bizlerin yirmi yaş dişlerine gereksinim duymamamızı sayabiliriz. Bu olgunun, ünlü Fransız evrimci Jean Lamarck'ın öne sürdüğü 'kullanılmayan organların körelmesi' ilkesini çağrıştırmasına karşın, genetik işleyiş bakımından tümüyle farklı olduğunu vurgulamak gerekir.

530 Milyon Yıllık Tasarım
Balıklardan başlayarak sürüngenlere, kuşlara ve memelilere kadar tüm omurgalı canlıların göz yapısında ortak üç temel 'tasarım sorunu' vardır. Işık gözümüzden içeri girerek retinaya ulaştığında aynı sorunla karşılaşır. Işığa duyarlı algılayıcı hücreler, kılcal damarlar ve sinirlerle örülü bir dokunun ardındadır. Gözlerimiz bu güçlüğün üstesinden gelebilmek için sürekli küçük titreşimsel hareketler yapmak zorundadır. Retinadaki 'kablolar' tam anlamıyla ters bağlanmıştır. Heyhat, bizler gibi göz merceğine sahip omurgasız bir canlı olan mürekkepbalığının gözü doğada en iyi gören organlardan biridir ve beklendiği üzere kablolar en yüksek verimliliği sağlayacak biçimde bağlıdır.
Ikinci tasarım sorunu, görüntü bilgisini beyine ileten sinirlerin gözden çıkmak için bir araya geldiği yerin retina üzerinde kör bir nokta oluşturmasıdır. Doğal seçilim, kötünün içinde en iyiyi ortaya çıkarmakta oldukça başarılıdır. Bizden kat kat daha iyi gören kedi, baykuş gibi omurgalılar, bu sorunu 'fovea centralis' adı verilen ışığa duyarlı hücrelerin yoğun olduğu ama aynı zamanda kılcal damar ve sinir yapısının seyreldiği retina bölgesinin evrilmesiyle gidermişlerdir. Gözümüzün en işlevsel bölümünde yer alan kör noktadaki görüntü eksikliği, iki gözden gelen bilginin beyinde çakıştırılmasıyla giderilir.
Üçüncü sorun yine kablo sorununun bir uzantısıdır. Retina ters bağlantı nedeniyle göz duvarına sağlam olarak bağlanamaz. Sert bir darbe ile koparak gözün içinde yüzer hale gelmesi sıklıkla yaşanan bir sorundur.


Kaynak: U. Uzay Sezen (Georgia Üniversitesi, Bitki Genomu Haritalandırma Laboratuarı araştırmacısı)