Doğal Seleksiyon, Darwin ve Evrim

Anahtar noktaları:

• Charles Darwin, biyolojik evrim teorisini doğal seleksiyonla öneren bir İngiliz doğa bilimciydi.
• Darwin, evrimi, türlerin zamanla değiştiği, yeni türler meydana getirdiği ve ortak bir atayı paylaştığı bir fikir olarak tanımladı .
• Darwin’in evrim için önerdiği mekanizma doğal seleksiyon kuramıdır. Kaynaklar doğada sınırlı olduğu için, hayatta kalma ve üremeyi destekleyen kalıtsal özelliklere sahip organizmalar, akranlarından daha fazla yavru bırakma eğiliminde olacak ve bu özelliklerin nesiller boyunca sıklığının artmasına neden olacaktır.
• Doğal seleksiyon, popülasyonların zamanla çevrelerine adapte olmalarına veya giderek daha uygun hale gelmelerine neden olur. Doğal seçilim çevreye bağlıdır ve bir grupta var olan kalıtsal çeşitliliği gerektirir.

Evrim Teorisi Nedir?

Bugün, evrimi düşündüğümüzde, bu fikri belirli bir kişiyle ilişkilendirmemiz muhtemeldir: İngiliz doğa bilimci Charles Darwin. Darwin, 1850’lerde Türlerin Kökeni Üzerine adlı etkili ve tartışmalı bir kitap yazdı. Kitapta, türlerin evrim geçirdiğini ve tüm canlıların soylarının ortak bir ataya kadar izleyebileceğini öne sürdü. Darwin ayrıca evrim için bir mekanizma önerdi: organizmaların hayatta kalmasına ve çoğalmasına yardımcı olan kalıtsal özelliklerin zamanla popülasyonda daha yaygın hale geldiği doğal seleksiyon. 

Bu yazıda Darwin’in fikirlerine daha yakından bakacağız ve ayrıca doğal seçilim yoluyla evrimin nasıl işleyebileceğine dair bir örneği inceleyeceğiz.

Darwin ve Beagle’ın Yolculuğu

Darwin’in çığır açan kitabı Türlerin Kökeni Üzerine, evrim ve doğal seçilim hakkındaki fikirlerini ortaya koyuyor. Bu fikirler büyük ölçüde Darwin’in dünya çapındaki seyahatlerinden elde edilen doğrudan gözlemlere dayanıyordu. 1831’den 1836’ya kadar, Güney Amerika, Avustralya ve Afrika’nın güney ucundaki durakları içeren HMS Beagle gemisi tarafından yürütülen bir araştırma gezisinin parçasıydı. Darwin, keşif gezisinin her durağında yerel bitki ve hayvanları inceleme ve kataloglama fırsatı buldu. Darwin, seyahatleri boyunca organizmaların dağılımında ve özelliklerinde ilginç modeller görmeye başladı. Ekvador açıklarındaki Galápagos Adaları‘ndaki gözlemlerine bakarak Darwin’in organizmaların dağılımında fark ettiği en önemli kalıplardan bazılarını görebiliriz.

Darwin, Galápagos’taki yakın adaların üzerinde yaşayan benzer ancak özdeş olmayan ispinoz türlerine sahip olduğunu buldu. Dahası, her ispinoz türünün çevresi ve rolü için çok uygun olduğunu belirtti. Örneğin, büyük tohumları yiyen türler büyük, sert gagalara sahipken, böcekleri yiyen türlerin ince, keskin gagaları vardı. Son olarak, Galápagos Adaları’nda bulunan ispinozların (ve diğer hayvanların) yakınlardaki Ekvador anakarasındaki türlere benzer, ancak dünyanın başka yerlerinde bulunanlardan farklı olduğunu gözlemledi.

Darwin, ilk başlarda tüm bunlara bir anlam veremedi. Aslında, yıllar sonra yetenekli bir kuş biyoloğuna örneklerini gösterene kadar tüm ispinozların birbiriyle ilişkili olduğunu, ancak farklı türler olduğunu bile anlamadı. Bununla birlikte, farklı ispinozların modelini açıklayabilecek bir fikir buldu. Darwin’in fikrine göre, Galapagos Adaları uzun zaman önce komşu anakaradan kuşlar tarafından doldurulmuş olsaydı, bu model mantıklı olurdu. Her adada ispinozlar yerel koşullara kademeli olarak adapte olmuş olabilir (birçok nesil ve uzun süre). Bu süreç, her adada bir veya daha fazla farklı türün oluşumuna yol açabilirdi. Peki bu fikir doğruysa, neden doğruydu? Hangi mekanizma, her ispinoz popülasyonunun nasıl adaptasyonlar edindiğini veya onu yakın çevresine uygun hale getiren özellikleri açıklayabilirdi? Yolculuğu sırasında ve sonraki yıllarda Darwin, yolculuğu sırasında gözlemlediği kalıpları açıklayabilecek bir dizi fikir geliştirdi. Darwin, Türlerin Kökeni adlı kitabında iki temel fikrini ana hatlarıyla şöyle açıklıyordu: evrim ve doğal seleksiyon.

Evrim

Darwin, türlerin zamanla değişebileceğini, yeni türlerin önceden var olan türlerden geldiğini ve tüm türlerin ortak bir atayı paylaştığını öne sürdü. Bu modelde, her türün, çok uzun zaman dilimleri boyunca kademeli olarak biriken ortak atadan kendine özgü kalıtsal (genetik) farklılıkları vardır. Yeni türlerin ortak bir atadan ayrıldığı tekrarlanan dallanma olayları, tüm canlı organizmaları birbirine bağlayan çok seviyeli bir “ağaç” üretir. Darwin, organizma gruplarının kalıtımsal özelliklerinin nesiller boyunca değiştiği bu süreci “modifikasyonla soy” olarak adlandırdı. Bugün biz buna evrim diyoruz. Darwin’in yukarıdaki çizimi, bir türün zaman içinde nasıl ikiye ayrıldığını gösteren fikrini gözler önüne seriyor.

Doğal Seleksiyon Nedir?

Daha da önemlisi, Darwin sadece organizmaların evrimleştiğini önermedi. Bu, teorisinin başlangıcı ve sonu olsaydı, bugün olduğu kadar ders kitabında olmazdı! Darwin bunun yerine evrim için bir mekanizma önerdi: buna kısaca doğal seleksiyon diyoruz. Bu mekanizma zarif ve mantıklıydı ve popülasyonların zaman içinde çevrelerine daha iyi uyum sağlayacak şekilde nasıl evrimleşebileceğini (modifikasyonla alçalabileceğini) açıkladı. Darwin’in doğal seçilim kavramı birkaç önemli gözlemlere dayanıyordu:

Özellikler genellikle kalıtsaldır. Canlı organizmalarda, birçok özellik kalıtsaldır veya ebeveynden yavruya geçer. (Darwin, özelliklerin genler aracılığıyla miras alındığını bilmese de durumun böyle olduğunu biliyordu.)

Yaşayabileceğinden daha fazla yavru üretilir. Organizmalar, çevrelerinin destekleyebileceğinden daha fazla yavru üretebilir. Bu nedenle, her nesilde sınırlı kaynaklar için rekabet vardır.

Yavrular, kalıtsal özelliklerinde farklılık gösterir. Herhangi bir nesildeki yavrular, özelliklerinde (renk, boyut, şekil vb.) Birbirinden biraz farklı olacaktır ve bu özelliklerin çoğu kalıtsal olacaktır.

Darwin, bu basit gözlemlere dayanarak şu sonuca vardı:

• Bir popülasyonda, bazı bireyler hayatta kalmalarına ve çoğalmalarına yardımcı olan özelliklere sahip olacaklardır (mevcut yırtıcılar ve yiyecek kaynakları gibi çevrenin koşulları göz önüne alındığında). Yararlı özelliklere sahip bireyler, gelecek nesilde akranlarından daha fazla yavru bırakacaklardır, çünkü bu özellikler onları hayatta kalma ve üremede daha etkili kılar.
• Yararlı özellikler kalıtsal olduğu için ve bu özelliklere sahip organizmalar daha fazla yavru bıraktığı için, özellikler sonraki nesilde daha yaygın (nüfusun daha büyük bir bölümünde mevcut) olma eğiliminde olacaktır.
• Nesiller geçtikçe, nüfus çevresine adapte olacak (bu ortamda yardımcı olan özelliklere sahip bireyler, akranlarından sürekli olarak daha fazla üreme başarısına sahip olduklarından).

Darwin’in doğal seçilim yoluyla evrim modeli, seyahatleri sırasında gördüğü kalıpları açıklamasına izin verdi. Örneğin, Galápagos ispinoz türleri ortak bir atayı paylaşıyorlarsa, geniş ölçüde birbirlerine (ve muhtemelen bu ortak atayı paylaşan anakara ispinozlarına) benzemeleri mantıklıydı. Bununla birlikte, ispinoz grupları birçok nesil boyunca ayrı adalarda izole edilmiş olsaydı, her grup, farklı besin kaynaklarını kullanmak için farklı gaga boyutları ve gaga şekilleri gibi farklı kalıtsal özelliklerin tercih edilebileceği farklı bir ortama maruz kalırdı. Bu faktörler, her adada farklı türlerin oluşmasına yol açabilirdi.

Örnek: Doğal Seleksiyon Nasıl İşleyebilir?

Doğal seleksiyonu daha somut hale getirmek için basitleştirilmiş, varsayımsal bir örneği ele alalım. Bu örnekte, kürk renginde kalıtsal varyasyona (siyah ve ten rengi) sahip bir grup fare, kayaların siyah olduğu yeni bir alana taşınmıştır. Bu ortam, fareleri yemeyi seven ve siyah olanları siyah kayaya göre daha kolay görebilen şahinlere sahiptir. Şahinler ten rengi fareleri daha kolay görebildikleri ve yakalayabildikleri için, esmer farelerin nispeten büyük bir kısmı yenilirken, siyah farelerin çok daha küçük bir kısmı yenir. Hayatta kalan (“yenmemiş”) gruptaki siyah farelerin ten rengi farelerin oranına bakarsak, başlangıç ​​popülasyonundakinden daha yüksek olacaktır.

Kürk rengi kalıtsal bir özelliktir (ebeveynden çocuğa geçebilen). Bu nedenle, hayatta kalan gruptaki siyah farelerin artan fraksiyonu, sonraki nesilde siyah bebek farelerin fraksiyonunun artması anlamına gelir. Birkaç nesilden sonra, popülasyonun neredeyse tamamı siyah farelerden oluşabilir. Nüfusun kalıtsal özelliklerindeki bu değişim evrimin bir örneğidir.

Doğal Seleksiyon ile İlgili Önemli Noktalar

Doğal seleksiyonu ilk öğrendiğinizde, nasıl çalıştığına dair bazı sorularınız ve yanlış anlamalarınız olabilir. İşte doğal seleksiyonun nasıl, ne zaman ve neden gerçekleştiğini daha iyi anlamanıza yardımcı olabilecek bazı kafa karıştırıcı noktalar hakkında açıklamalar.

Doğal Seleksiyon Çevreye Bağlıdır

Doğal seleksiyon, bir şekilde doğası gereği üstün olan özellikleri desteklemez. Bunun yerine, belirli bir ortamda faydalı olan (yani bir organizmanın yaşıtlarından daha etkili bir şekilde hayatta kalmasına ve çoğalmasına yardımcı olan) özellikleri tercih eder. Bir ortamda yardımcı olan özellikler aslında başka bir ortamda zararlı olabilir.

Doğal Seleksiyon, Var Olan Kalıtsal Varyasyona Etki Eder

Doğal seleksiyon bazı başlangıç ​​malzemelerine ihtiyaç duyar ve bu başlangıç ​​malzemesi kalıtsal çeşitliliktir. Doğal seleksiyon bir özelliğe etki etmesi için, o özelliğe yönelik halihazırda varyasyon (bireyler arasında farklılıklar) olması gerekir. Ayrıca, farklılıklar, organizmaların genleri tarafından belirlenerek, kalıtsal olmalıdır.

Kalıtımsal Varyasyon Rastgele Mutasyonlardan Gelir

Kürk renkleri gibi yeni kalıtsal özellikler üreten yeni gen varyantlarının orijinal kaynağı rastgele mutasyondur (DNA dizisindeki değişiklikler). Yavrulara aktarılan rastgele mutasyonlar, tipik olarak organizmaların germ hattında veya sperm ve yumurta hücresi soyunda meydana gelir. Cinsel üreme, daha fazla varyasyon yaratmak için gen varyantlarını “karıştırır ve eşleştirir”.

Doğal Seleksiyon ve Türlerin Evrimi

Bir adım geri gidelim ve doğal seleksiyonun Darwin’in daha geniş evrim vizyonuna nasıl uyduğunu, tüm canlıların ortak bir atayı paylaştığı ve bu atadan devasa, dallı bir ağaçta türediği bir görüşe bakalım. Bu şube noktalarının her birinde neler oluyor?

Darwin ispinozları örneğinde, tek bir popülasyondaki grupların, okyanusları çevreleyen adalar gibi coğrafi engeller veya başka mekanizmalarla birbirinden izole edilebileceğini gördük. Bir kez izole edildikten sonra, gruplar artık çiftleşemez ve farklı ortamlara maruz kalır. Her ortamda, doğal seçilimin farklı özellikleri desteklemesi olasıdır (ve rastgele sürüklenme gibi diğer evrimsel güçler de gruplar üzerinde ayrı ayrı işleyebilir). Birçok nesil boyunca, kalıtımsal özelliklerdeki farklılıklar, ayrı türler olarak kabul edildikleri ölçüde gruplar arasında birikebilir. Bilim insanları, çeşitli kanıtlara dayanarak, bu tür bir sürecin Dünya’daki yaşam tarihi boyunca pek çok kez tekrarlandığını düşünüyor. Doğal seçilim ve diğer mekanizmalarla evrim, günümüz yaşam formlarının inanılmaz çeşitliliğinin temelini oluşturur ve doğal seleksiyon eylemi, günümüz organizmaları ile çevreleri arasındaki uyumu açıklayabilir.