Volkanik Adalarda Tersine Evrim: Galapagos Domatesleri
Evrim ve tersine evrim tartışmalarına bir tanesi daha eklendi. Galapagos Adaları’nda yetişen yabani domates türlerinde, evrimin beklenen yönüne ters düşen ilginç bir değişim gözlemlendi. Araştırmacılar, domateslerin milyonlarca yıllık genetik özelliklerine geri döndüğünü ve bu süreci canlı olarak izlediklerini açıkladı (kaynak makale >> Tomatoes in The Galapagos Islands Appear to Be Evolving in Reverse : ScienceAlert). Galapagos Adaları'nın siyah volkanik kayalarında yabani olarak yetişen domateslerin yeni keşfedilen bir türü, bilim insanlarına bir canlının milyonlarca yıl içinde evrimle kazanılmış genetik değişiklikleri geri alarak çevresine nasıl yeniden uyum sağlayabileceğine dair çarpıcı bir örnek sunuyor. Kaliforniya Üniversitesi Riverside ve İsrail'deki Weizmann Bilim Enstitüsü’nden araştırmacılar, bu bulgunun türlerin evrimsel süreçte kazandıkları bazı özellikleri zamanla kaybedip, eski hallerine dönebileceklerini gösterdiğini belirtiyor.
Galapagos Adaları'ndan toplanan ve hem Solanum cheesmaniae hem de Solanum galapagense türlerine ait 56 domates örneği üzerinde yapılan analizlerde, bilim insanları bu bitkilerin ürettiği alkaloitler (yırtıcıları uzak tutmaya yarayan zehirli kimyasallar) üzerine odaklandı. Özellikle S. cheesmaniae türünde, farklı adalardan gelen örneklerde farklı türde alkaloitler bulundu.
Doğu Galapagos Adaları’nda yetişen bitkiler, günümüzde yaygın olarak yetiştirilen domateslerdeki alkaloit türlerine benzer kimyasallar içeriyordu. Ancak Batı Adaları’nda büyüyen domateslerde, çok daha eski ve atalara özgü alkaloit türleri bulundu. İlginç bir şekilde, bu kimyasallar domatesin patlıcanla akraba olan atalarında da bulunuyor ve milyonlarca yıl öncesine dayanıyor.
Laboratuvar testleri ve genetik modellemeler sayesinde, bilim insanları bu alkaloit üretimini kontrol eden belirli bir enzimi tanımlamayı başardı. Yalnızca birkaç amino asitte meydana gelen küçük değişikliklerin, bitkinin hangi kimyasalı üreteceğini değiştirebildiği ortaya çıktı.
Bu olay, evrimsel biyolojide genetik atavizm olarak bilinen bir durumu temsil ediyor. Yani, geçmişte kaybolmuş bir özelliğin genetik mutasyonla yeniden ortaya çıkması. Bu tür olaylara başka örnekler de var: Örneğin, bilim insanları tavuklara diş çıkarma yetisi veren genetik değişiklikler uygulayarak, atalarındaki özellikleri geçici olarak yeniden canlandırmıştı.
Ancak Galapagos domateslerinde farklı olan şey, bu genetik değişimin bütün popülasyona yayılmış olması. Bazı örneklerde yalnızca tek bir gen değil, birden fazla genin eski hâline döndüğü görüldü. Bu da, bitkilerin çevreye uyum sağlamak için ciddi bir doğal seçilim baskısı altında olduğunu gösteriyor.
Durumu daha da ilginç kılan, bu atasal kimyasal yapıya sahip bitkilerin daha genç ve daha kurak olan Batı Galapagos Adaları'nda yetişiyor olması. Araştırmacılar, bu zorlu çevre koşullarının bitkileri evrimsel olarak geriye doğru gitmeye zorlamış olabileceğini düşünüyor.
Bu çalışma, evrimin her zaman ileri gitmediğini; bazen geçmişe dönerek eski özellikleri yeniden ortaya çıkarabileceğini gösteriyor. Aynı zamanda bu bulgular, genetik mühendisliği açısından da büyük potansiyele sahip. Çünkü bilim insanları bu doğal süreci taklit ederek, bitkilerde istenen kimyasalları daha kontrollü bir şekilde üretmeyi öğrenebilir.
Araştırmacılardan Jozwiak şöyle diyor:
“Yalnızca birkaç amino asidi değiştirerek tamamen farklı bir molekül oluşturabiliyorsunuz. Bu bilgi bize yeni ilaçlar geliştirmekte, haşerelere karşı daha dayanıklı bitkiler üretmekte veya daha az zararlı ürünler tasarlamakta yardımcı olabilir.”
Ancak bunu yapabilmek için önce doğanın bu değişimi nasıl gerçekleştirdiğini anlamak gerekiyor. Bu araştırma da o anlayışa doğru atılmış önemli bir adımı temsil ediyor.
Bu çalışma, Nature Communications dergisinde yayınlandı (kaynak >> Enzymatic twists evolved stereo-divergent alkaloids in the Solanaceae family | Nature Communications).
Giriş: Evrim Geri mi Dönüyor?
Evrim, hâlâ birçok bilim insanına tek yönlü ilerleyen bir süreç gibi görünür. Ancak, "tersine evrim" (reverse evolution) bazen gerçekleşebilir. Bu, bir organizmanın kaybettiği özellikleri yeniden kazanması anlamına gelir. Adalarda gözlemlenen domatesler, tam da bu türden bir geri dönüş gösterdi.
Gözlem Altındaki Domatesler
Araştırmacılar, Galapagos’un çeşitli bölgelerinden toplayıp analiz ettikleri Solanum cheesmaniae ve Solanum galapagense türlerinden 56 örneği inceledi
Özellikle dikkat çeken şey, domatesin içerdiği alkaloid türü oldu—bitkinin savunma kimyasalları.
Doğu – Batı Farkı
Doğu adalarının daha eski, Batı adalarının ise daha genç ve volkanik olduğunu biliyoruz. Örnekler;
Doğu adalarında (eski) geleneksel, modern domates alkaloidlere benzer kimyasallar görüldü,
Batı adalarında (yeni) ise, milyonlarca yıl önceki atalarının sahip olduğu türde alkaloidler bulundu .
Yani Batı domatesleri, moderndomatesten ziyade patlıcana benzeyen antik bir kimyasal savunmaya dönüşmüş.
Genetik Mekanizma: Dört Amino Asit Çok şey Değiştirdi
Araştırmacılar bu değişimin genetik kökenini buldu: Bir enzimin yalnızca dört amino asidindeki küçük mutasyon, alkaloid yapısını tamamen değiştirmiş. Laboratuvar ortamında da bu enzim genini tütün bitkisine ekleyince, tütün örnekleri antik alkaloid üretmeye başladı. Bu durum, mutasyonun evrimsel değişimin ana nedeni olduğunu gösteriyor.
Çevresel Baskılar — Volkanik Zemin ve Dayanıklılık
Batı adalarının volkanik, besin açısından daha fakir yapısı, bitkileri daha güçlü savunma kimyasalları üretmeye zorlamış olabilir. Antik alkaloidler, bu zor doğa koşullarına karşı daha etkili olabilir . Dolayısıyla domatesler, çevreyle uyum sağlamak için evrimsel olarak adeta “geri gitmiş”.
Evrimsel Modelleme Doğruluyor
Bilim insanları, modern DNA verileri kullanarak bu antik alkaloid özelliğin milyonlarca yıl önce atalarda da olduğunu modellediler. Batıdaki domateslerdeki kimya, gerçekten de bu eski formu yeniden ortaya koyuyor .
Tersine Evrimin Kanıtı mı?
Evrimsel süreçte geri dönüş nadiren aynı genetik yolaklarla gerçekleşir. Ancak burada görülen, hem kimyasal hem genetik olarak neredeyse birebir eski formun yeniden gündeme gelmesi. Bu, bilim dünyasında oldukça ender ve tartışmalı sayılan bir tür “genetik atavizm” sunuyor .
Bilim ve Uygulamaya Katkısı
Bu keşfin sonuçları çeşitlidir:
Evrim kuramının esnekliği anlaşılıyor; basit mutasyonlarla eski genetik özelliklerin nasıl yeniden aktif hale gelebildiği gözlemleniyor.
Tarımda ve biyoteknolojide mutasyonlarla istenen kimyasal özelliklerin nasıl yeniden kazandırılabileceğine dair yeni yollar gösteriyor.
Bitkilere yönelik yeni altı potansiyel strateji ortaya çıkıyor:
- Yeni ilaç geliştirme
- Pest direnci artırma
- Zehrini azaltılmış veya farklı kimyasal profilli ürün üretme
İnsan Evrimine Uygulanabilir mi?
Araştırmacılar, “Acaba insanlar da çevresel baskılar karşısında genetik olarak geri dönüş yaşayabilir mi?” sorusunu gündeme getiriyor. Yanıt kolay değil, ama bu örnek, evrimin yönünün düz, çizgi değil; dalgalı olduğunu gösteriyor .
Galapagos domateslerinin “tersine evrimi”, doğanın bazen geriye doğru gidebileceğini gösteren canlı bir örnek. Basit genetik değişiklikler, kimyasal savunmayı eski formuna çevirebiliyor. Bu keşif, hem evrimsel biyoloji hem de uygulamalı tarım-biyoteknoloji alanında heyecan verici yeni imkânlar ortaya koyuyor.
Sevgiyle kalın,
Murat Enöz
Yorumlar
Yorum Gönder