Gezegenimizde yaşam ve türlerin çeşitliliği birbirinden kopuk ve değişmez hiyerarşik bir yapı üzerine kurulu değil. Aksine, yaşam, milyonlarca yıl önce tek hücreli ortak atasal formlar ile başlayıp, milyonlarca küçük dala ayrılmış ve sürekli evrimsel değişim halinde olan ağaç metaforu ile anlaşılabilir.
Charles Darwin’in 1837’de not defterine karaladığı (bkz. haber görseli) ve ortak atadan gelerek çeşitlenen ve değişmeye devam eden yaşam ağacı yeni türlerin evrimi ile günümüzde milyonlarca küçük dala ayrılıyor.
Gezegende yaşamın evriminin ilk dönemlerine gidersek, yaşam ağacının üç ana dal üzerinden çeşitlendiğini görüyoruz. Bu üç ana dalın tarihsel olarak öncülü olan ikisi "bakteri"ler ve "arke"ler. Bu soylar neredeyse tamamen, çıplak gözle göremediğimiz tek hücreli mikrobiyal türlerinden oluşuyor.
Sonraları, üçüncü bir dal daha ekleniyor yaşam ağacına: "Ökaryot"lar, yani çekirdekli hücreler. Biz insanları, diğer hayvan türlerini, ve bitkiler gibi bir çok önemli türün ortak atası olan ökaryot hücre yapısına sahip canlı türleri karmaşık çok hücreli yaşama evrilerek gezegen yüzeyini sarıyor.
İşte bu evrimsel değişimin, yaşam ağacı üzerinde tasvirini perdeleyen sis perdesi, özellikle 1977 yılında Carl Woese ve arkadaşlarının moleküler dizi analizine dayalı verileri sunmaları ile dağılmaya başlıyor. Yaşam üç ana dal halinde incelenmeye başlanıyor (Şekil 1).
Bu ağaçlar her ne kadar mikrobiyal yaşamın bakteri ve arke soyundan üyelerini, evrimsel ağaç üzerinde ökaryotlarla birlikte gösterse de, bir süre daha yaşam ağacının çeşitliliği ökaryotların (ve çok hücreli canlıların) baskın olduğu, yani, üçüncü ana dalın diğer iki ana dala oranla daha fazla alt dal içerdiği biçimlerde tasvir ediliyor.
Yaşam ağacının daha tutarlı incelenmesi ise çok güncel bir gelişme. Araştırmacılar, özellikle 2000’lerden itibaren, canlı türlerini, özellikle mikropları, laboratuvar ortamında büyütmeye gerek duymadan incelemeye, doğrudan doğadan topladıkları örnekler üzerinde yeni nesil tekniklerle DNA dizileme yapmaya başlamış durumdalar (örn. Breitbart vd., PNAS, 2002). Bunun en önemli getirisi çıplak gözle göremediğimiz ve varlıklarından haberdar olmadığımız mikrop türlerinin DNA verileri ile keşfedilmeleri (bkz. “metagenomik”).
Harikülade bir çeşitliliğe sahip olduğu tahmin edilen mikropların göz ardında kalan çeşitliliği, diğer bir ifade ile ‘mikrobiyal karanlık madde’, geçtiğimiz ay (11 Nisan 2016) Hug ve arkadaşlarının yayınladığı bir çalışma ile aydınlatıldı. Hug ve arkadaşları çektikleri evrimsel-genetik fotoğraf ile yaşam ağacında mikroplara daha da geniş bir yer verdi (Şekil 2).
Araştırmacılar, daha önce halka açılmış veri tabanlarında bulunan canlı türlerinin DNA dizileri ve ilk kez kendilerinin analiz ettiği bin kadar organizmaya ait DNA dizisini bir araya getiriyorlar. Böylece, yaşam ağacının en güncel anlık (!) ve nesnel fotoğrafını yayınlıyorlar.
Bizim içinde olduğumuz gurubun (ökaryotlar), biyolojinin karanlık maddesi olarak tasvirlenen mikrobiyal yaşamın yanında (özellikle bakteriler ile karşılaştırıldığında) çeşitlilik bakımından ne kadar daha fakir olduğu çarpıcı biçimde göze çarpmakta (Şekil 2).
Aynı zamanda araştırmacılar çalışma ile ilk kez sunulan 1000 kadar daha önce örneklenmemiş organizmaya dair DNA dizi verisini internet üzerinden paylaşıyorlar.
Bütün bu baş döndürücü gelişmelere rağmen, yaşam ağacının evrimsel bağlamda tasviri ile ilgili yapılmayı bekleyen işler bitmiş değil. İleriki yıllarda en önemli tartışma, bu evrimsel ağaçları çizerken, verinin hangi DNA bölgelerini kullanarak ve hangi istatistiksel metodlar ile inceleneceği olacak. Bu tartışmalar, üç ana dala ayrılmış yaşamın evrimsel ağacının, bu ayrılma noktalarının ilk anlarına ve hatta daha da öncesinde bulunan hücrelerin sahip olduğu genetik mirasa dair anlayışımızı geliştirmede, çok gerekli olacak.
İlgili makale:
Hug, L. A. vd. A New View of the Tree of Life. Nature Microbiol. 1, 16048 (2016) http://www.nature.com/articles/nmicrobiol201648
Dipnotlar:
1) Woese CR vd, Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. PNAS. 87 (1990).
2) http://bilimsol.org/bilimsol/molekuler-biyoloji/hucresel-evrimi-aydinlat...
http://bilimsol.org/admin/articles/biyolojinin-karanlik-maddesi-aydinlan...
