Doğal seçilim ve tarihsellik-2

Doğal seçilimi ele almaya kaldığımız yerden devam edelim. Seçilimin gerçekleştiği durumlar açısından üçüncü önemli koşulumuzu şöyle ifade etmiştik:

“Özelliğin değişik biçimlerine karşılık gelen genetik durumlar olmalı yani özellik değişkenliği kalıtabilir olmalıdır”.

Aralarında kabaca hayatta kalma ve üreme başarısı şeklinde farklar bulunan bir özelliğe ait farklı durumların, yani özellik değişkenliğinin temelinin genetik olması tartışmamız açısından en önemli koşuldur zira değişkenlik genetik bir temele dayanmıyorsa, bu değişkenliğin farklı bölümleri arasındaki seçilimsel farklar bir kuşak dahilinde ne kadar belirgin olursa olsunlar, bu farkların sonraki kuşaklara aktarılan yavrudöl temsili şeklinde gerçekleşecek bir seçilimsel süreçten bahsedilemez. Şimdi bir genetik temeli bulunan özellik değişkenliği örneği üzerinden problemi ele alalım. Meyve sinekleri (Drosophila ve akrabaları) çürümekte olan meyve üzerine yumurtalarını bırakırlar ve bu yumurtalardan çıkan larvalar çürümüş kısımdaki maya kolonileri ile beslenerek koza haline geçer ve sonra da metamorfoz tamamlanarak ergin birer dişi ya da erkek olarak hayata atılırlar. Çürüyen meyve kısmında maya aracılığıyla fermantasyon meydana gelmekte ve ortam hatırı sayılır oranda alkol ile bezenmektedir. Alkol sinek larvaları için hem zararlı hem de yararlıdır. Zararlıdır zira yüksek alkol larvayı öldürür ya da yavaşlatır, faydalıdır zira larva uygun alkol parçalama genetik altyapısı ile alkolü parçalayıp enerji molekülleri lipidlere dönüştürür. Kısacası, genetik bir altyapısı bulunan alkol toleransı özelliği biyolojik bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır bu noktada.

Alkol toleransı bakımından en çok irdelenen genetik sistemde iki tane gen bulunur. Bunlardan biri alkolü parçalayan ve zararsız hale getirip fayda yolunu açan alkol dehidrogenaz (Adh) genidir. Diğeri ise lipid metabolizmasına giden yolda önemli bir biyokimyasal denge noktasını kontrol eden gliserofostat dehidrogenaz’dır (Gpdh). Ancak problemimiz açısından önemli olan Adh’dir. Adh geninin basit bir yöntemle ayrılabilen iki formu vardır: F ve S. Bu formlardan F’nin ürünü enzimin alkol parçalama hızı S’ninkinin iki katı kadardır. Dolayısıyla, yüksek alkol ortamında bir sinek, bir ya da iki F kopyası içeriyorsa, iki S kopyası içeren bir diğer sinekten hayatta kalma açısından daha başarılı olacaktır. Dolayısıyla bir sonraki kuşağın yavru dölü arasında F formu taşıyanların oranı daha yüksek olacak ve koşullar böyle kaldığı sürece önünde sonunda popülasyon sadece F formu taşıyan bireylerden oluşacaktır.Bununla birlikte, genin S formunun ürettiği enzimin sıcaklık toleransı daha yüksektir.Bu form daha çok sayıda hidrojen bağı içerdiğinden sıcaklık artışlarına daha dayanıklıdır ve sıcaklık şoku söz konusu olduğunda kolay kolay işlevsel üç boyutlu yapısını kaybetmez.Şimdi, meyve sineği (Drosophila melanogaster) kozmopolit bir tür olarak dünyanın hemen her köşesine yayılmıştır.Ortaya çıkan resim şu şekildedir: Tropiklerden (yüksek sıcaklık) ılıman bölgelere (görece düşük sıcaklık) doğru çıkıldıkça S formunun sıklığı azalır F’inki artar. Antarktika hariç tüm kıtalarda bu örüntü kolaylıkla gözlenmektedir. O halde, doğal seçilimin alkol toleransı ve sıcaklık toleransı üzerinden alkol dehidrogenaz geninin farklı formlarının kuşaklar boyu temsil oranını biçimlendirdiğini düşünmek çok makuldur. Ancak bu sonucun hem doğru hem de daha karmaşık bir kalıtımsal yapının işe karıştığının anlaşılmasına dayanan hatalı bir tarafı vardır.

Bunlar nedir mi? Büyük genetikçi Michael Ashburner’un “insan ve Drosophila’nın iki ortak yönü var: İkisi de Afrika’da evrimleşip dünyaya yayıldılar ve ikisi de alkolü pek seviyor” diyerek evrimsel merakımızı daha bir cezbettiğini hatırlayıp bu sorunun yanıtını haftaya bırakalım.