Bilimcilerin 11 yıl önce insan genomunu dizilemelerinin ardından, en yakın akrabalarımız olan diğer büyük insansıların genomları da dizilenmeye başlanmıştı. Günümüzde büyük insansıların dört grubu bulunuyor: şempanze ve bonobolar, insanlar, goriller ve orangutanlar. En yakın akrabamız olan şempanzenin genom analizi 2005'te, orangutan genomu da 2011'in başlarında yayınlanmıştı. Son olarak da San Diego hayvanat bahçesinde yaşayan Kamilah isimli dişi bir gorilinin genomunun analizi geçtiğimiz gün Nature dergisinde yayınlandı.
İngiltere’deki Sanger Enstitüsü’nün başını çektiği araştırmacılar, tüm insansıların genomlarının dizilenmiş olmasının büyük önem taşıdığını vurguluyorlar. Bu sayede soyu tehlike altında olan bu türleri daha iyi tanımakla kalmıyoruz, kendi genomumuzdaki, bizleri insan yapan mekanizmaların ve evrimsel geçmişimizin daha iyi anlaşılması da mümkün hale geliyor. Örneğin iki ayak üzerinde yürüme veya konuşma gibi insana mahsus özelliklerin genetik temellerini bulmak için, insan genomunu akraba türlerin genomlarıyla karşılaştırmak şart.
Pozitif seçilime uğramış genler
Makalede yer alan genom karşılaştırmasında diğer insansılar ile insan genomunun çok benzer olduğu doğrulandı: DNA dizilerimiz şempanzelerle yalnızca %1.4, gorillerle %1.8, orangutanlarla ise %3.4 farklı. İki insan arasındaki genom farkı ise %0.1.
Makalede ayrıca, insan, şempanze ve goril soylarının her birinde 500'den fazla genin ortalamadan hızlı evrildiği görüldü. Bu genlerdeki mutasyonlar bahsi geçen türlere evrimsel üstünlük sağladıkları için pozitif doğal seçilime uğramış görünüyorlar.
Bunun örneklerinden biri, gorillerde derinin sertleşmesiyle ilgili genlerin daha hızlı evrilmesi. Yazarlar, bu genlerin evriminin, gorillerin ellerinin dış yüzeyine basarak yürümelerine izin verdiği tahmin ediyorlar.
Araştırmada üreme ve bağışıklıkla ilgili genlerin her üç türde hızlı evrildiği görüldü. Buna ek olarak, işitme ve beyin gelişimi ile ilgili genlerin hem insanlarda hem gorillerde hızlı evrildiği farkedildi. Goril genomu analizinden önce kimi araştırmacılar, insanlarda işitmeyle ilgili genlerin hızlı evriminin dilin evrimiyle ilişkili olduğunu tahmin ediyorlardı. Şimdi goril genomunda da benzer bir yönelimin görülmesiyle bu sav yeniden gözden geçirilebilir.
Yazarlar, insan, şempanze ve gorillerin genetik olarak benzer düzeyde pozitif seçilime uğradıklarına işaret ederken, insanın diğer türlerden ‘daha çok evrilmiş’ olmadığını da ima ediyorlar.
Öte yandan araştırma sonuçlarına göre, insan ve şempanze genomları ortalamada birbirine gorilden yakın da olsa, insan genomunun %15’inde insan gorile daha yakın (genomun bir diğer %15’inde de gorille şempanze birbirine daha yakın). Bu tip örüntülerin ana sebebi kalıtımın rasgeleliği. İki kardeş arasında genlerin yalnızca %50 aynı olması ve genomun belli bölgelerinde iki kuzenin iki kardeşten daha yakın olması, aynı rasgelelikten kaynaklanıyor.
İnsan, şempanze ve goril ne zaman ayrıştı?
Tüm büyük insansıların genomlarının karşılaştırılmasıyla, gorillerin, şempanzelerin ve insanların ne zaman evrildikleri, ortak atalarından ne zaman ayrıştıklarına dair tablo da netleşiyor. Geçen yıllarda yapılan genom analizleri, genom farklarını mutasyon hızıyla çarparak, insan ve şempanze soylarının 4.5 milyon yıl önce ayrıştıklarını tahmin etmişlerdi. Öte yandan fosil kayıtlarını inceleyen paleontologlar bu ayrışmayı 7 milyon yıl öncesine kadar geriye götürebiliyorlardı.
Goril genomunu analiz eden ekip ise bu çelişkiye iki olası açıklama öneriyor: Birincisi, mutasyon hızları zamanla azalmış gibi görünüyor (nitekim mutasyon hızı 20 milyon yıl önce genom bazı başına yılda 1/1.000.000.000 iken, daha yakın zamanda yarıya düşmüş). İkincisi, insansılar türleşmeye başladıkları dönemlerde türler arasında çiftleşmeler uzun süre devam etmiş olabilir. İki koşulda da genom karşılaştırmaları, fosil verileriyle aşağı yukarı uyuşuyor. Elbette fosil verilerinde kısmi hata olasılığı da var.
Makaledeki genom analizlerine göre goriller insan-şempanze dalından 8 ila 12 milyon yıl önce ayrışmış daha sonra, yaklaşık 5.5 ila 7 milyon yıl önce de insan ve şempanze soyları ayrışmış. Ekip, daha fazla fosil ve genetik veri biriktikçe bu tarihlerin daha kesin olarak tespit edilebileceğini vurguluyor.
Goril türleri ne kadar farklı?
Çalışmada genomu dizilenen birey, ataları Gabon ve Kamerun civarında yaşayan bir batı ova goriliydi. Çalışmada Demokratik Kongo Cumhuriyeti’nin doğusunda yaşayan doğu gorillerine ait bireyler de dizilendi. Bu analiz, batı ova gorilleriyle doğu ova gorillerinin 1.75 milyon yıl önce birbirinden ayrıldığı, ancak bir süre daha çiftleşmeye devam ettiklerini gösterdi. Nitekim batı (Gorilla gorilla) ve doğu gorilleri (Gorilla beringei) farklı türler olarak kabul ediliyor.
Popülasyon genetiği analizi ayrıca doğu ova gorili populasyonunun genetik çeşitliliğinin batı gorillerinkinden çok daha düşük olduğunu gösterdi. Bu fark manalı, çünkü batı gorillerinin sayısı bugün 200 binken, doğu gorili nüfusunun bunun onda biri olduğu tahmin ediliyor. Ayrıca bu sonuç, doğu gorillerinin nüfusunun uzun zamandır düşük olduğuna ve nüfus azalmasının tamanen insan kaynaklı olmadığını ima ediyor. Zira uzmanlar, nüfus azalmasının genetik çeşitliliği etkilemesinin zaman alacağını vurguluyorlar. Yine de makalenin yazarları, gorillerin yaşam alanlarının korunması gereğini ve bugünkü insan etkisinin olumsuz sonuçlarını vurgulamaktan da geri durmuyorlar.
Makalenin bilim kültürü açısından da dikkate değer yanları var. Bir defa söz konusu Nature makalesinin kamuya açık olması makaleden geniş bir kamuoyunun yararlanmasına imkan veriyor. Goril genomunun ilk sürümünün bundan iki yıl önce, Ensembl ve UCSC Genome Browser gibi kamuya açık veri tabanlarında yayınlanması da önemli. Uzmanlar, genomların ilgili makalelerden önce yayınlanması alışkanlığının genom bilim alanında giderek yaygınlaştığını bunun da tıp, moleküler biyoloji ve evrim alanlarında çalışmaları hızlandıracağını belirtiyorlar.
İlgili makale:
Scally vd. 'Insights into hominid evolution from the gorilla genome sequence' Nature, 2012, doi:10.1038/nature10842