Doğal Seçilim - Hayat, Biyoloji Bilimi - The science of Biology

Evrim süreci, kendi kendine değil, doğal bir takım etmenler sonucunda ortaya çıkmaktadır. Bu etmenlere “evrimsel etmenler” ismini vermekteyiz. Bilinen evrimsel etmenler,

Mutasyon (her nesilde genler üzerinde oluşan rastgele değişiklikler), Gen akışı (bireylerin coğrafı göçü sonucunda ortaya çıkmaktadır), Genetik sürüklenme (nüfustaki büyük azalmalar sonucunda oluşmaktadır) Rastgele olmayan eş seçimi Ve, doğal seçilimdir. [1]

Bu sayılan etmenlerden evrim üzerindeki etkisi en fazla olanlardan biri, kuşkusuz doğal seçilimdir.

Doğal seçilim, üreyen bir canlı nüfusunda, canlıya yarar sağlayan ırsi özelliklerin nüfusta görülme sıklığının sonraki nesillerde arttığı, canlıya zarar veren ırsı özelliklerin nüfusta görülme sıklığının ise sonraki nesillerde giderek azaldığı bir süreç olarak tanımlanmaktadır.

Doğal seçilimin ne olduğunu anlamak için bilmemiz gereken en önemli kavram “uygunluk”tur. Doğal ortamda, o ortamın şartlarına en uygun bireyler hayatta kalmakta, ve sonrasında üreyip yeni nesiller oluşmasına katkıda bulunabilmektedirler.

Doğal seçilime en sık verilen örnek, bakterilerin antibiyotiklere bağışıklık geliştirmesidir. Antibiyotikler, penisilinin bulunuşundan beri (Alexander Fleming, 1928) bakteriyel hastalıklarla savaşmak için sıkça kullanılmaktadırlar. Doğal bakteri grupları, çok büyük sayılardaki bireylerinin içinde, mutasyonlar sayesinde hatırı sayılır miktarda çeşitlilik içermektedirler. Bir bakteri grubunun bulunduğu çevreye antibiyotik verildiğinde, bakterilerin büyük kısmı hemen ölür, ancak bazıları onları birazcık daha dayanıklı yapan mutasyonlar geçirmiş olabilirler. Eğer antibiyotik, bu bakteri grubuna çok kısa süreyle uygulanırsa, bakterilerin çoğu ölürken, bu biraz daha dayanıklı bakteriler hayatta kalacaklardır. Bu, antibiyotikli ortama uyum sağlayamayan bakterilerin ayıklandığı bir doğal seçilimdir.

a) Doğal Bakteri Grubu
b) Antibiyotik uygulanmış bakteri grubu
c)Antibiyotikten sonra yeniden çoğalan yeni bakteri grubu

Hayatta kalan bu bakteriler, sonraki yeni nesli oluşturarak üreyeceklerdir. Önceki nesilde antibiyotikli ortama uyumsuz olan bakterilerin ayıklanması sonucunda, bu nesil antibiyotiğe biraz daha dayanıklı bireyler içermektedir. Aynı zamanda, bu nesilde de mutasyonlar oluşmuştur. Kendiliğinden oluşan mutasyonlar çok seyrek oluşur, bu mutasyonların bireye bir avantaj sağlaması daha da enderdir, ancak bakteri nüfusu avantajlı mutasyona sahip bakterilerin bulunabileceği kadar büyük sayıdadır. Bu yeni nesil bakteri grubuna ve bundan sonraki nesillerine de artan sürelerle antibiyotik verildiğinde, sonuç olarak antibiyotiğe bağışık bakteriler oluşmaktadır.

Günümüzde, antibiyotiklerin yaygın ve yanlış kullanımı sonucunda, daha önce bağışıklığı olmayan birçok bakteri türü, çeşitli antibiyotiklere bağışıklık geliştirmişlerdir. Bunun sonucunda, tıp araştırmacıları sürekli yeni antibiyotikler geliştirmek zorunda kalmaktadırlar. Aynı durum, tarım ilaçları ve tarım zararlıları için de geçerlidir. [2]

Doğada, üç tipte doğal seçilim gerçekleşebilmektedir:

Yönlü doğal seçilim

Bir türün nüfusunun sahip olduğu karakter dağılımının bir ucundaki bir özelliğin (örneğin ortalamadan daha büyük olmasının) hayatta kalması ve üremesi daha kolay ise, bu durum bir yönlü doğal seçilim ile sonuçlanmaktadır.

Yönlü doğal seçilim aktif olduğu zaman, türün ortalama özellikleri nesiller geçtikçe şimdikinden farklılaşma eğilimindedir.

Yukarıda verilen bakteri örneği, yönlü doğal seçilime bir örnektir: bakterilerin özellikleri, geçen her nesilde, antibiyotiğe bağışık olma yönüne doğru gitmektedir.

Dengeleyici doğal seçilim

Eğer ortalamadan daha büyük ve daha küçük bireylerin üreme şansı daha azsa, yani ortalama büyüklükteki bireyler ortama en uygunu ise, dengeleyici doğal seçilim gerçekleşmektedir.

Dengeleyici doğal seçilimde, nüfus içinde zaten en çok görülen özellik seçilmektedir ve bu özelliğin görülme sıklığı nesiller geçtikçe daha da artarken, bu özellikten sapma gösterenler giderek azalmaktadır.

Dengeleyici doğal seçilime bir örnek, insanlardaki bebek doğum ağırlıklarıdir. Doğum kilosu, nüfus ortalama doğum ağırlığı olan 3.3 kg civarında olan bebeklerde doğumdan hemen sonra ölüm riski, kilosu daha az veya çok bebeklere göre daha azdır. Bu durumda, doğumda kilosu 3.3´e yakın olan bebeklerin yaşama ve üreme şansı daha çok olmaktadır. Bu durum, özellikle modern tıptaki gelişmelerden önce böyleydi, günümüzde bu ortalamadan farklı kiloda doğan bebeklerin yaşatılma oranı çok artmıştır.

Ayırıcı doğal seçilim

Eğer büyük ve küçük bireyler ortama uygun, fakat ortalama büyüklükteki bireyler ortamla uyumsuz ise ayırıcı doğal seçilim gerçekleşmektedir.

Ayırıcı doğal seçilimde, türün birbirinin zıddı iki uç özelliği seçilmekte, ortalama özellik ise ayıklanmaktadır.

Ayırıcı doğal seçilime güzel bir örnek, bir Batı Afrika ispinozunda (Pyrenestes ostrinus) gerçekleşmektedir. Bu kuşlar, bölgede bulunan tohumları kırıp yiyerek yaşamaktadırlar. Yılın bir bölümünde, iki tip bataklık otunun tohumları, bölgede en çok bulunan yiyecek kaynağıdır. Büyük gagalı ispinozlar, Scleria verrucosa türü bataklık otunun sert tohumlarını iyi kırmaktadırlar. Küçük gagalı ispinozlar ise, bu sert tohumları çok zorlukla kırabilmekte, ancak, daha yumuşak tohumu olan S. Goossensii otunun tohumlarını, büyük gagalılardan daha kolay tüketebilmektedirler. Gagası orta büyüklükte olan ispinozlar ise, bu iki bataklık otunun tohumlarıyla da kolayca beslenememekte, sonuç olarak da ölüm oranları daha yüksek olmaktadır.

a) Dengeleyici doğal seçilim   b) Yönlü doğal seçilim   c)Ayırıcı doğal seçilim

Kaynaklar:

[1] Purves, Sadava, Orians, Heller, 2004, Life, The science of Biology (Hayat, Biyoloji Bilimi), Sinauer Associates, Inc.

[2] Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Natural_selection.