P1:evrim tarihi 3 11

• 1800 Öncesi • 1800'ler • 1900'lerden Günümüze

Kromozomlar, Mutasyon ve Modern Genetiğin Doğuşu: Thomas Hunt Morgan

Mendel’in 40 yıl önce kalıtım hakkında fark ettiklerini, Avrupa’da ki çeşitli bilim insanı 1900’de farkediyordu. Ancak aynı sonuca çok daha değişik bir yoldan ulaşmışlardı.

Bir bitki hüceresinde, koyu şekilde resmedilmiş kromozomlar kopyalanıyor ve yavru hücrelere dağılıyor.

Kromozomlar genetik malzemeyi taşırlar

Ondokuzuncu yüzyıl hücre biyologları, hayvan ve bitki hücrelerinin çekirdek olarak bilinen merkezi bir bölüme sahip olduklarını keşfettiler. Her bir çekirdek bir grup çubuk şeklinde yapılar içeriyordu. Normal bir hücre bölündüğünde, çekirdeğinde yeni yapılmış bir grup çubuksu yapıyla yeni bir hücre oluşuyordu. Bu çubuklar, renkli boyaları emme yollarından dolayı kromozom olarak adlandırıldı. Ancak sperm ve yumurta hücreleri bu grubun sadece yarısını içeriyor ve bir sperm bir yumurtayı döllediğinde, kromozomlar bir araya gelip bütünü oluşturuyorlardı.

Bilim insanları kromozomların bireyi oluşturmak için gerekli bilgiyi depoladıklarını ve bu bilginin de kalıtım yoluyla nesilden nesile aktarıldığını farkettiler. Her bir kromozom birçok farklı kalıtsal özellik bilgisini içeriyordu ve bilim insanları belirli bir kalıtsal özellik için sorumlu her bir kromozomal bölgeye “gen” adını verdiler.

Mendel’i tekrar keşfetmek

1890’ların sonlarına doğru, Hollandalı botanikçi Hugo DeVries ve birçok diğer bilim insanı çaprazlama deneylerini tekrarladılar ve Mendel’in 3’e 1 oranını tekrar keşfettiler. Ancak yeni kuşak deneylerde nelerin olduğunu daha net bir şekilde yorumlayabiliyordu. Her birimiz ebeveynlerimizden birer tane gelen, aynı genin iki kopyasını taşıyoruz ancak birçok durumda sadece bir kopya bir kalıtsal özelliğin ortaya çıkmasını sağlarken diğer kopya ise maskeleniyor. İşte burada da, Mendel’in düz ve buruşuk bezelye tanelerinin 3’e 1 oranı işlemekteydi.

Mutant gen = yeni türler?

Bilim insanları evrimin, muhtemelen genler değiştikçe meydana geldiğini düşünüyorlardı. DeVries eğer bir gen değişmişse yani mutasyona uğramışsa tek bir sıçrayışta yeni bir türün oluşacağını iddia ediyordu. Ancak kimse detaylı bir çalışma yapılmadan hangi mutasyonun olduğunu söyleyemiyordu. Bu ise Columbia Universitesi biyologlarından Thomas Hunt Morgan’ın (solda) laboratuvarında mümkün hale geldi.

Moragan’ın deneyleri resimdekiler gibi kırmızı ve beyaz gözlü meyve sinekleri içeriyordu.

Morgan binlerce meyve sineği çaprazladı; çalışma grubuyla x-ışınları, asitler ve toksik maddeler kullanarak mutant sinekler yaratmaya çalıştı. Sonunda, araştırmacılar değişmemiş bir sinek soyunda bir süpriz ile karşılaştılar. Bu soyda her bir sinek kırmızı gözlü doğmuştu ta ki bir gün beyaz gözlü bir sinek pupadan çıkıncaya kadar. Beyaz-gözlü sinekte bir şey aniden değişmişti. Resim altyazısı çevrilmemiş: Resimdekiler gibi Moragan’ın deneyleri için kırmızı ve beyaz gözlü meyve sinekleri gerekliydi.

Mutasyon türleşme ile aynı değildir

Morgan meyve sineğindeki genlerden birinin değiştiğini ve bunun sonucu olarak da yeni tür bir gözün üretildiğini farketti. Beyaz gözlü sinek ile kırmızı gözlü bir sineği çiftleştirdiğinde kırmızı gözlü melez bir nesil elde etti. Ve melezleri kendi içinde çiftleştirdiğinde bazı torunların da beyaz-gözlü olduklarını gördü. Oranları üç kırmızıya karşılık bir beyazdı. İşte bu bir mutasyondu, ancak DeVries’in tanımına uymuyordu. DeVries mutasyonların yeni bir tür yarattığını düşünmüştü ancak beyaz göz mutasyonu kazanan sinek aynı türün bireyi olarak kalmıştı. Diğer meyve sinekleri ile eşleşebiliyor ve Mendel’in anlattığı tarzda beyaz göz geni sonraki nesillere de geçiyordu.

Genetik doğuyor

Morgan gibi bilim insanlarının çalışmaları yeni bir bilim ortaya çıkardı, genetik. Genlerin moleküler yapılarının keşfedilmesi için 1953 yılına kadar beklemek gerekti. Ve ancak bu tarihten sonra bilim insanları hücreler tarafından protein yapımında DNA kodunun nasıl kullanıldığını anlayabildiler. Ancak 1920 yıllarında bile, genler hakkında bilim insanlarının başını ağrıtan birçok paradoks ortaya çıkarılmıştı. Genler her zaman, dominant veya çekinik sürümlerden birini almıyordu. Mutasyonlar aynı genin birçok farklı sürümünü meydana getirebiliyordu (alel olarak adlandırılıyor). Bazı durumlarda tek bir mutasyon bir organizmada kırmızı gözü beyaz göze değiştirmek gibi büyük değişikliklere yol açıyorsa da, birçok mutasyon buna neden olmaz. Bu yüzden birçok kalıtsal özellik, birden fazla değişik genin birlikte çalışmasına dayanır. Genlerden yalnızca birinin mutant hale gelmesi de sadece küçük bir etki yaratacak ve tümünü değiştirmeyecektir.

Hominid Fosilleri, İnsanın Evrimleşmesi: Thomas Huxley & Eugene Dubois

Evrimsel Düşüncenin Tarihi: 1900’lerden Günümüze

Hücre fotoğrafı Florida State University Molecular Expressions Microscopy Gallery’den; Morgan’ın fotoğrafı University of Kentucky Special Collections and Archive’den; Meyve sinekleri fotoğrafı University of Massachusetts Amherst Biology Department’dan alınmıştır.