Evrimi Hızlandıran DNA Mekanizması Ortaya Çıktı
Ters çevrilmiş DNA parçalarının balıklarda evrimi hızlandırdığı görülüyor. Bu keşif biyoçeşitliliğin nasıl ortaya çıktığına dair anlayışımızı yeniden şekillendirebilir.
Bilim insanları, “ters çevrilmiş” DNA parçalarının balıkların yeni ortamlara hızla uyum sağlamasına ve yeni türlere evrimleşmesine yardımcı olduğunu keşfetti. Bu DNA ters çevrilmeleri, yararlı gen kombinasyonlarını koruyarak ve adaptasyonu hızlandırarak evrimsel süper şarj cihazları gibi davranıyor.
Biyolojideki en büyük gizemlerden biri, Dünya’nın neden bu kadar geniş bir bitki ve hayvan yelpazesine ev sahipliği yaptığıdır. Yeni türler nasıl ortaya çıkıyor ve yaşamın inanılmaz çeşitliliğini ne sağlıyor?
Bir ipucu, Doğu Afrika’daki Malawi Gölü’ndeki renkli çiklit balıklarından geliyor. Bu tek gölde, 800’den fazla çiklit türü ortak bir atadan evrimleşmiştir. Bazı çiklitler yırtıcı olurken, diğerleri alglerle beslenmeye, kumu elemeye veya plankton yemeye adapte oldu. Daha da şaşırtıcı olanı, bu evrimin insan ve şempanzelerin kendi atalarından ayrılmaları için geçen sürenin çok küçük bir kısmında gerçekleşmiş olmasıdır.
Şimdi, Cambridge ve Antwerp Üniversitelerinden araştırmacılar bu evrimin nasıl bu kadar hızlı gerçekleşmiş olabileceğini belirlediler. Bulguları kısa süre önce Science dergisinde yayımlandı.
Süpergenler ve Kromozomal İnversiyonlar
Araştırmacılar, genlerinde bu hızlı evrimi açıklayabilecek özel bir şey olup olmadığını görmek için 1.300’den fazla çiklitin DNA’sını inceledi. Antwerp Üniversitesi’nden kıdemli yazar Hennes Svardal, “Bazı türlerde, beş kromozom üzerindeki büyük DNA parçalarının ters çevrildiğini keşfettik – kromozomal inversiyon adı verilen bir mutasyon türü” dedi.
Normalde, hayvanlar ürediğinde, DNA’ları rekombinasyon adı verilen bir süreçte yeniden karıştırılır – her iki ebeveynden gelen genetik materyal karıştırılır. Ancak bu karışım bir kromozomal inversiyon içinde engellenir. Bu, inversiyon içindeki gen kombinasyonlarının nesilden nesile karışmadan aktarıldığı, yararlı adaptasyonları bir arada tuttuğu ve evrimi hızlandırdığı anlamına geliyor.
Cambridge Genetik Bölümü’nden ilk yazar Moritz Blumer, “Bu, balıkların farklı ortamlara uyum sağlamasına yardımcı olan kazanan genetik kombinasyonları koruyan, en kullanışlı aletlerin bir arada bulunduğu bir alet kutusu gibi” dedi.
Bu korunmuş gen kümeleri bazen ‘süpergenler’ olarak adlandırılır. Malawi çiklitlerinde, süpergenler birkaç önemli rol oynuyor gibi görünmektedir. Çiklit türleri hala birbirleriyle çiftleşebilseler de, inversiyonlar genlerinin çok fazla karışmasını önleyerek türleri ayrı tutmaya yardımcı olur. Bu, özellikle gölün balıkların yan yana yaşadığı kısımlarında – habitatlar arasında fiziksel bir ayrımın olmadığı açık kumlu alanlar gibi – yararlıdır.
Ekstrem Ortamlarda Hayatta Kalmanın Anahtarları
Bu süper genlerin içindeki genler genellikle görme, işitme ve davranış gibi hayatta kalma ve üreme için anahtar olan özellikleri kontrol eder. Örneğin, gölün derinliklerinde (200 metreye kadar) yaşayan balıklar yüzeye yakın olanlardan farklı görsel yeteneklere ihtiyaç duyar, farklı yiyeceklere ihtiyaç duyar ve daha yüksek basınçlarda hayatta kalmaları gerekir. Süpergenleri bu özel adaptasyonların sürdürülmesine yardımcı olur.
Blumer, “Farklı çiklit türleri birbirleriyle çiftleştiklerinde, tüm inversiyonlar aralarında aktarılabilir – belirli ortamlara adaptasyonlar gibi temel hayatta kalma özelliklerini beraberinde getirerek evrim sürecini hızlandırır” dedi.
İnversiyonlar aynı zamanda sıklıkla cinsiyet kromozomu görevi görerek bir balığın erkek mi yoksa dişi mi olacağını belirlemeye yardımcı olur. Cinsiyet kromozomları yeni türlerin nasıl oluşacağını etkileyebildiğinden, bu durum evrimin nasıl işlediğine dair yeni sorular ortaya çıkarıyor.
Cambridge Genetik Bölümü’nden eş kıdemli yazar Profesör Richard Durbin, “Çalışmamız çiklitlere odaklanmış olsa da, kromozomal inversiyonlar onlara özgü değildir” dedi. “İnsanlar da dahil olmak üzere diğer birçok hayvanda da bulunurlar ve giderek artan bir şekilde evrim ve biyoçeşitlilikte kilit bir faktör olarak görülmektedirler.”
Svardal, “Türleşme sürecini uzun zamandır inceliyoruz” dedi. “Şimdi, bu süperjenlerin nasıl evrimleştiğini ve yayıldığını anlayarak, bilimin büyük sorularından birini yanıtlamaya yaklaşıyoruz: Dünya’daki yaşam nasıl bu kadar zengin ve çeşitli hale geliyor?”
Kaynak: https://scitechdaily.com