AÖF Biyoloji Evrim Nedir 11.Ünite Özeti

[selin]

EVRİM NEDİR?
Canlıların bugünkü ve geçmişteki yapılarını karşılaştırmalı olarak inceleyerek, onların fiziki, fizyolojik ve biyokimyasal benzerliklerini ve farklılıklarını ortaya koymak suretiyle, belirli genelleştirmelere gidilmesi organik evrimin çalışma alanını oluşturur. Organik evrim (canlıların evrimi), canlıların değişimini inceler ve bu değişim bugün de devam etmektedir.
Evrim Konusundaki Düşüncelerin Gelişimi
Bu alandaki ilk yaygın düşünceler, Asur ve Babil yazıtlarında; daha sonra bunlardan köken alan Ortadoğu kökenli dinlerde görülmüştür. Her doğal yıkımdan sonra, meydana gelen canlıların, organizasyon bakımından biraz daha gelişmiş olduklarına inanılıyordu. Bu kurama ‘Katostrofizm = Tufan Kuramı’ denir. Onsekizinci yüzyılın sonu ile ondokuzuncu yüzyılın başlangıcında, katostrofizm kuramı yerine ‘Uniformitarizm’ kuramı getirildi. Bu kuram, canlıların büyük afetlerle değil, çevre koşullarının uzun sürede etki etmesiyle değiştiğini savundu. Organik evrim konusunda ilk kapsamlı kuram 1809 yılında yayınlanan ‘Philosophie Zoologique’ adlı yapıtıyla, Fransız zooloğu Jean Baptiste Lamarck’a (1744- 1829) aittir. Lamarck’ın varsayımı “Eğer bir organ fazla kullanılıyorsa, o organ gelişmesini sürdürerek, daha etkin bir yapı kazanır, aksine kullanılmayan organlar körelir, canlının kazandığı bu özellikler gelecek döllere geçer”, şeklinde özetlenebilir. Bu varsayıma ‘Lamarckizm’ denir.
Charles Darwin ve Alfred Wallace’ın Görüşleri
Canlılar arasındaki benzerliklerin ve farklılıkların nasıl ortaya çıktığı, bilimsel olarak, ilk kez, Charles Darwin’in gözlemleriyle gündeme geldiği ve açıklandığı için, evrim kavramı ile Darwin’in ismi ve kişiliği özdeşleştirilerek ‘Darwinizm’ denmektedir. Charles Darwin (1809-1882), evrim konusuna iki önemli katkıda bulunmuştur. Birincisi, organik evrim düşüncesini destekleyen zengin bir kanıtlar dizisini toplayarak ve derleyerek bilim dünyasına sunması, ikincisi ise evrim mekanizmasının esasını oluşturan doğal seçim kuramının ilkelerini ortaya çıkarmasıdır. Darwin-Wallace tarafından temeli kurulan doğal seçilim kuramının ana hatlarıyla iki gerçeği, üç varsayımı ortaya çıkarmıştır. Gerçekler:
1. Tüm canlılar, geometrik oranda çoğalma eğilimindedir.
2. Bir türe ait populasyondaki bireylerin kalıtsal özelliği birbirinden farklıdır (varyasyon)
Varsayımlar:
1. Canlılar arasında karşılıklı, besin, yer vs. için, ayrıca sıcaklık, soğukluk, nem vs. gibi doğal koşullara karşı bir yaşam savaşı vardır.
2. iyi uyum yapacak özellikleri taşıyan bireyler, yaşam kavgasında, bu özellikleri taşımayan bireylere karşı daha etkili bir savaşım gücü göstereceğinden, ayakta kalır, gösteremeyenler ise yok olur.
3. Bir bölgedeki koşullar diğerlerinden farklı olduğundan, özelliklerin seçimi de her bölgede, koşullara göre farklı olur.


CANLILIĞIN OLUŞUMUNA İLIŞKIN GÖRÜŞLER
Moleküler Yaratılış (= Biyogenez)
Sırasıyla Pelüger, Haldana, Beuter ve özellikle “Yaşamın Kökeni” (1930) adlı eseriyle Rus biyokimyacısı Oparin, bu yaklaşımın öncüleri olmuşlardır. Oparin, moleküller arasında bilinen bazı kuvvetlerin, özellikle sıvı kristal meydana getirme eğiliminde olanların, karmaşık molekülleri, herhangi bir canlı olmadan meydana getirebileceğini savunmuştur. Oparin’e göre doğal seçme, canlılık oluşmadan önce moleküler düzeyde başlamıştır. İlk denemeler, 1953 yılında, Stanley Miller (fiikago) tarafından gerçekleştirildi. Miller, ham madde olarak o devirde ilkin atmosferde ve ilkin okyanuslarda bol bulunduğu varsayılan amonyak, metan, su buharı ve hidrojen gazından oluşan karışımları, enerji kaynağı olarak da, yine dünya yüzüne tüm etkinliğiyle ulaştığı varsayılan mor ötesi ışınları (= UV) ve yıldırımlara denk olan, elektrik deşarjlarını kullanarak canlı- ların yapısına katılan birçok bileşiğin yanısıra en yaygın üç aminoasidin (glisin, asparajın ve alanin) oluştuğunu göstermiştir. Özellikle oluşan alanin, bugün yaşayan canlıların bünyesinde çok bulunan α-alanin tipidir. Oluşan bu makro moleküllerin arasında, aminoasitlerin birleşmesiyle protenoit dediğimiz bir çeşit proteinlerin; purin, pirimidin, riboz, deoksiriboz ve fosforik asitlerin birleşmesiyle de ilk olarak RNA ve daha sonar da DNA segmentlerinin meydana gelmesi büyük bir olasılıktır. Bu iki makromolekül canlıların temel iki maddesini oluşturur.
Canlılığın Oluşumunda Enzimlerin Önemi
Canlıların bünyesindeki hemen tüm tepkimeler kendilerine özgü enzimlerle gerçekleşebilir. Enzimler proteinlerden yapılmıştır. DNA, enzim sentezlenmelerini yönetir. Belirli enzimlerde DNA’nın sentezlenmesini katalizler. Çünkü oldukça büyük bir molekül olan DNA kendi başına sentezlenemez. işte DNA segmenti ile enzim molekülünün yan yana olduğu bu ilk olay canlılık mayasının temelidir. Buna ‘bir gen bir enzim’ ya da ‘yaşam’ denir.
Hücre Zarının Oluşumu
Yaşayan moleküller ortaya çıktıktan sonra meydana gelen en büyük ikinci aşama hücre zarının oluşumudur. Çünkü oldukça uzun yapılı olan DNA segmenti ve enzimler, çevre koşullarından kolayca etkilenebilir.
Hücresel Evrim
Organizasyonları gelişmiş olan hücreler birdenbire ortaya çıkmamıştır. ilkin hücrenin uzun bir sürede evrimleşmesiyle ve diğer bazı hücrelerle ortak yaşamaya uyumu sonucu ortaya çıkmıştır. ilk olarak, çekirdeksiz, kalıtsal materyali tüm hücre içine dağınık olarak yayılmış bulunan prokaryotlar gelişmiştir. Çekirdeğin yaklaşık 2.5-3 milyar yıl önce ortaya çıktığı varsayılmaktadır.
Eşeyselliğin Ortaya Çıkışı
Eşeysel üreme eldeki bilgilere gore Prekambriyen’de (yaklaşık 1.5 milyar yıl once) sentromerin farklı bir şekilde bağlanması ile mayoz bölünmenin bulunması suretiyle ortaya çıkmıştır. Böylece farklı genlerin (kromozomlardaki) birbirinden ayrılma şansı oluşmuş (yani rekombinasyon); bu da aynı ana ve babadan kalıtsal olarak birbirinden farklı olarak çok sayıda eşeysel hücrenin oluşmasına neden olmuştur. Eşeysel çoğalmayı canlılarda Kambriyen Patlamas, denen büyük bir çeşitlenme izlemiştir. Bugün 38 tanesi yaşayan 100 kadar canlı şubesi evrimleşmiştir.
Çok hücreliliğe Geçiş
Bu kademede, küre şeklinde olan kolonideki bireylerin kamçıları, koloniyi bir yöne doğru hareket ettirmek için belirli bir uyum içerisinde çırparlar. Böylece ilk kez bu grupta bir ‘toplum bilinci’ ortaya çıkmıştır. Koloni ile çok hücreli organizmalar arasındaki geçiş formu, tek bir hücrenin bölünmesiyle meydana gelen, yüzlerce, hatta binlerce kamçılı algden oluşmuş, çıplak gözle dahi görülebilen, küçük küre şeklindeki Volvox kolonisi (belki çok hücrelisi)’dir.
Sudan Karaya Çıkış
Karaya çıkmayı sağlayan en önemli gelişim daha önce evrimleşmiş fotosentetik bakterilerin fizyolojik işlevi sonucu dünyadaki serbest oksijen miktarının %16’ya çıkarak, ozon tabakasını takviye etmesi ve dünyaya gelen mor ötesi ışınları büyük ölçüde engellemesiydi. Böylece canlılık denizlerin dibinden ilk olarak yüzeye daha sonrada karaya çıkma şansını yakalamıştı. Yeni ortama geçiş, yararlarının yanısıra birçok tehlikeyi de beraberinde getirmekteydi. Bunlardan en önemlileri ağırlığın taşınması, suyun kullanımı, solunumdaki değişiklikler: derinin oluşumu ve ısının korunmasıdır. Buna en tipik örnek bugün dahi yaşayan Periophthalmus denen bir balıktır. Bu balık, başının şekli, yüzgeçlerinin yapısı, deri solunumu yapması, döllenmelerinin vücut içinde oluşu ile karaya geçişte öncülük etmiş bir atadan gelebilir. Çünkü en yakın akrabaları hâlâ denizlerde yaşar ve gelişimlerinin ilk evrelerini denizlerde geçirirler. Bir zaman sonra, tiroit bezlerinin etkisiyle kara yaşamına geçerler. Denizdeki akrabalarına da tiroit bezi yedirilirse, kara yaşamına uyum yapabilmektedirler.
Sıcakkanlılığın (= Sabit Vücut Sıcaklılığın) Ortaya Çıkışı
EVRiMi DESTEKLEYEN KANITLAR
Paleontolojik Kanıtlar
En gözde ve kullanışlı fosil, omurgalılara ait iskelet kalıntılarıdır. Kemiklerin şeklinden, üzerindeki kas bağlantılarından hayvanın nasıl durduğu ve nasıl hareket ettiği anlaşılabilir. Fosiller genellikle jeolojik katmanlar içerisinde bulunur ve bu katmanların yaşı fosil yaşını belirtir. Bu nedenle zamana bağlı evrimsel gelişimi bu kalıntılardan çıkarmak mümkün olmaktadır. Yaş saptamalarında Radyoaktif Maddelerden yararlanma bugün en geçerli yöntem olarak kullanılmaktadır. ilk zamanın Proterozoyik altdevrinin ortalarında çekirdekli hücreler (ökaryot) oluşmuştur. Bitki ve hayvanlarda bazı grupların belirlendiği ve çok hücreli organizmalara geçişin tamamlandığı görülmektedir. Kuş ve memeli hayvan filumları (şubeleri) hariç, tüm diğer filumlar 1. zamanda (574-205 milyon yıl) ortaya çıkmıştır. Yine bu zamanda kara bitkileri yaygınlaşmış ve çeneli balıklar gelişmiştir. Bu formlardan modern kara omurgalıları gelişmiştir. Son zamanlarda Afrika’da bir gölde bulunan bu geçiş hayvanlarının canlı örnekleri bu varsayımı güçlendirmektedir. ilk kara omurgalıları ‘Labyrinthodont’ denen amfibilerdir. ikinci zaman Mezozoik (205-75 milyon), sürüngenlerin çok fazla çeşitlenmeleri, yayılmaları ve zamanın sonuna doğru da ortadan kalkmaları ile karekterize edilir. Bunlardan gelişen ve devrin en gözde sürüngenleri Dinozor’lardır. Baskın bitki türleri açıktohumlular, çoğalma şekilleri çiçeğe benzeyen bir yapı ile düzenlenmiştir. Sıcakkanlılık bu devirde ortaya çıkmıştır. III. Zaman (Senozoyik) (65 milyon-günümüz) memeli hayvanlar, kuşlar, böcekler ve çiçekli bitkiler (genellikle otsu ve senelik bitkiler) evrimleşmeye devam etmiştir. Bitki örtüsündeki değişme hayvanların evrimini etkilemiştir. Nitekim memeli hayvanların ağaçlar üzerinde yaşayan türlerinden toprak yüzünde yaşayan türleri evrimleşmiştir. Plasentalı memeli hayvanların en ilkel grubunu Insectivora (= böcekciller) oluş- turur. insan da dahil olmak üzere, yüksek memeli hayvan gruplarının, Insectivora’dan türediği kabul edilmektedir. Insectivora’dan ayrılan bir dal primatları yapar. ilk insan özellikleri Kuaterner (Anthropozoyik = IV. Zaman)’de ortaya çıkmış- tır. Avrupa’daki mağaraların duvarlarına çizilmiş, mamut, dev geyik, kama dişli kaplan ve Avrupa bizon sürülerinin resimleri bulunmuştur.
Sınıflandırmadan Elde Edilen Kanıtlar
Morfolojiden Elde Edilen Kanıtlar
Canlıların homolog organları arasında yapılan karşılaştırmalardan elde edilen kanıtlardır.
Embriyolojiden Elde Edilen Kanıtlar
Çok hücreli canlılar genel olarak birhücreli görünümüne sahip gametlerin birleşmesiyle once zigotu, yani gerçek birhücreliyi meydana getirirler. Hayvan grubuna bağlı olmadan zigotun gelişiminde 2, 4, 8. blastomerli evreler, blastula ve gastrula evreleri meydana gelir. Her canlının gelişimi sırasında evrimsel kademelerini kısa periyotlarla göstermesi ‘evrimin tekrarı’ olarak nitelendirilir.
EVRİMİN HAM MATERYALLERİ: MUTASYONLAR VE REKOMBİNASYONLAR
Özünde, doğal seçilimde en çok kullanılan mutasyonlar, büyük bir olasılıkla, çevre koşulları değişmeden önce meydana gelmiş olan ve bulunduğu canlıya, meydana geldiği koşullarda ne zarar ne de yarar sağlayan nötr mutasyonlardır. Çevre koşulları değişince, saklanmakta olan bu mutasyonların seçilimi de başlar. Bazen bir mutasyon kısmen zarar, kısmen yarar sağlar. Bu mutasyonun doğal seçilimle korunması ya da yok edilmesi, zararının ve yararının toplam değeriyle ölçülür.
EVRİMLEŞMEYİ SAĞLAYAN DÜZENEKLER
Ayakta kalmak için savaşım’ ve ‘En iyi uyum yapan ayakta kalır’ sözcükleri Darwin-Wallace kuramının anahtarıdır.



Doğal Seçilim
Bir populasyon, kalıtsal yapısı farklı olan birçok bireyden oluşur. işte bu bireylerin taşıdıkları yeni özellikler (yani genler) nedeniyle, çevre koşullarına daha iyi uyum yapabilme yeteneği kazanmaları, onların, doğal seçilimden kurtulma oranlarını verir.
Doğal seçilim çevre koşullarına bağımlı olarak farklı şekillerde meydana gelir. Bunları sırasıyla inceleyelim.
Yönlendirilmiş Seçilim
Genellikle çevre koşullarının büyük ölçüde değişmesiyle ya da koşulları farklı olan bir çevreye göçle ortaya çıkar. . Populasyondaki özellikler bireylerin o çevrenin koşullarına uyum yapabileceği şekilde seçilir.
Dengelenmiş Seçilim
Eğer bir populasyon çevre koşulları bakımından uzun süre dengeli olan bir ortamda bulunuyorsa, çok etkili, kararlı ve dengeli bir gen havuzu oluşur. Böylece, dengeli seçilim, var olan gen havuzunun yapısını devam ettirir ve meydana gelebilecek sapmalardan korur.
Dallanan Seçilim
Dengeli seçilimin tersi olan bir durumu açıklar. Bir populasyonda farklı özellikli bireylerin ya da grupların her biri, farklı çevre koşulları nedeniyle ayrı ayrı korunabilir. Böylece ayrı kökten, bir zaman sonra, iki ya da daha fazla sayıda birbirinden farklılaşmış canlı grubu oluşur (ırk, alttür, tür vs.).
Üreme Yeteneğine ve Eşeylerin Özelliğine Göre Seçilim (‘Eşeysel Seçilim = Seksüel Seleksiyon’)
Populasyonlarda, bireylerin çiftleşmek için birbirlerini rastgele seçmelerinden ziyade, özel niteliklerine göre seçmeleri, bir zaman sonra, bu özellikler bakımından köken aldıkları ana populasyondan çok daha kuvvetli olan yeni populasyonların ortaya çıkmasına neden olur. Bu özel seçilim, yaşam kavgasında daha yetenekli olan (beslenmede, korunmada, gizlenmede, yavrularına bakmada vs.) populasyonların ortaya çıkmasını sağlayabilir.
Yalıtımın (= Izolasyonun) Evrimsel Gelişimdeki Etkisi
Türlerin oluşumunda, yalıtım (izolasyon), kural olarak zorunludur. Çünkü gen akı- mı devam eden populasyonlarda, tür düzeyinde farklılaşma oluşamaz. Bir populasyon, belirli bir süre birbirinden coğrafik olarak yalıtılmış alt populasyonlara bölünürse, bir zaman sonra kendi aralarında çiftleşme yeteneklerini yitirerek, yeni tür özelliği kazanmaya başlarlar. Üreme yalıtımının kökeninde, çok kez en azından başlangıç evrelerinde, coğrafik bir yalıtım vardır.

Coğrafik Yalıtım (= Allopatrik Yalıtım)
Eğer bir populasyon coğrafik olarak iki ya da daha fazla bölgeye yayılırsa, evrimsel güçler (her bölgede farklı olacağı için) yavaş yavaş etki ederek, populasyonlar arasındaki farkın gittikçe artmasına (Coğrafik ırklar) neden olacaktır. Bu kalıtsal farklılaşma, populasyonlar arasında gen akışını önleyecek düzeye geldiği zaman, bir zamanların ata türü iki ya da daha fazla türe ayrılmış olur. Karalar, özellikle çöller, tuz bileşimi ve derişimi farklı sular, buz setleri su hayvanları için; denizler, nehirler, yüksek dağlar, büyük sıcaklık farkları, buzlar, kara hayvanları için yalıtım nedenleridir. En iyi coğrafik yalıtım adalarda görülür.
Üreme işlevlerinde Yalıtım (= Simpatrik Yalıtım)
Bu durum aynı populasyon içinde yaşayan bireyler arasında görülür. Üreme yalı- tımı üreme davranışlarının farklılaşması, üreme dönemlerinin farklılaşması, üreme organlarının farklılaşması, gamet yalıtımı ve melez yalıtımı şekillerinde ortaya çıkabilmektedir.
Kalıtsal Sürüklenme
Küçük populasyonlarda, şansa bağlı olarak meydana gelen üreme olaylarının evrimsel gelişmelerdeki etkisi, Sewall Wright tarafından ‘Genetik Drift = Kalıtsal Sürüklenme’ olarak adlandırılmıştır.
Uyum (Adaptasyon)
Uzun süreli değişikliklere, fizyolojik yapının ve vücut yapısının değiştirilmesiyle tepki gösterilir.
Mutasyon-rekombinasyon-doğal seçilim sonucu ortaya çıkan uyumlar, ana hatlarıyla şu gruplara ayrılır:
ilerleyen Evrim : Uyum canlıya yeni yapılar ve işlevler kazandırıyorsa, buna ilerleyen evrim denir.
Uyumsal Açılım (= Dallanan Evrim)
Yapısal uyumun bilinen en iyi şeklidir. Eğer bir hayvan grubu, geniş olarak yayılıp, fiziksel, kimyasal ve ekolojik koşulları farklı olan ortamlara girerse ve yavaş yavaş o ortama uyum sağlayacak şekilde doğal seçilime uğrarsa uyumsal açılım meydana gelir. Sonuçta aynı kökten gelen; fakat fizyolojik ve yapısal özellikleri birbirinden farklı olan, birçok yeni canlı türü ortaya çıkar; buna ‘uyumsal açılım’; her grubun, yeni ortamın koşullarına uygun yapıları kazanmasına da ‘yapısal uyum’ denir. Uyumsal açılım dallanan doğal seçilimin sonucu olarak ortaya çıkar.
Paralel Evrim (= Parallel Evrim)
Bir hayvan grubunun ya da yakın akraba hayvan gruplarının benzer koşulları taşıyan ortamlara, birbirlerine bağımlı olmadan benzer şekilde uyum yapmasıdır. Örneğin toprak içine giren kemiricilerin, kazıcı ayak şeklini; suya giren memelilerin yüzücü üye şeklini kazanması gibi

Daralan Evrim (= Konvergent Evrim)
iki ya da daha fazla canlı grubunun benzer ortamlara uyabilmek için kazandıkları yapısal benzerliklerdir. Uçan sürüngenlerin, kuşların memelilerin ve böceklerin kazanmış oldukları kanat yapısı; keza yunusbalıklarının, soyu tükenmiş yüzen sürüngenlerin kemikli ve kıkırdaklı balıkların su direncini azaltmak için kazandıkları benzer vücut yapısı kürek şeklindeki ön ve arka bacaklarının zayıf gelişmiş yapısı, yüzgeç şekilleri, buna en tipik örneklerdir.
Önuyum (= Preadaptasyon) ve Bazı Uyumlara Örnekler
Mutasyonlar, yeni ortama girdikten sonra, gereksinmeye göre değil, daha önce, yeni koşullarla karşılaşılmadan oluşur. Yeni ortamdaki doğal seçilim, eski ortamda bulunduğu bireye zarar vermeden kalabilen mutasyonlar (nötr mutasyonlar) ve yeni ortama geçerken oluşan her çeşit mutasyon arasından olur. işte bir canlının yeni bir ortama girmeden, o ortama uyabilecek özellikleri pasif olarak taşımasına ‘Önuyum = Preadaptasyon’ denir.
EVRİMLEŞME HIZI
Evrimleşme hızı, özünde, canlı toplulukları ile çevre koşullarının karmaşık ilişkisinin bir sonucudur. Bu hızı türe, kalıtıma (gen yapısına), zamana ve çevresel koşullara gore değişebilmektedir. Jeolojik değişmelerin fazla olduğu devirlerde, evrimleşme hızı yüksek; kararlı olduğu devirlerde ise düşüktür. Evrimleşme hızı, bir anlamda, kalıtsal yapının değişme hızıdır. insanlarda kendiliğinden ortaya çıkan mutasyon oranı 10-3 10-10 gen/döldür. insanda işlevsel 20 000 gen olduğu düşünülürse, ortalama her insanda bir gen mutasyona uğramış demektir. Bakterilerde mutasyon oranı 4/100 000 000, tahıllarda her milyon başına 2 dir. Buna karşılık akrepler 350 milyon yıldan beri çok az değişerek bugüne gelmişlerdir.