P1:evrim tarihi 4 6

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

İçortakyaşam: Lynn Margulis

Margulis, siyanobakteriden (üstte) evrilen kloroplast (altta) hipotezini ileri sürmüştür.

Modern Sentez zaman içerisinde doğal seçilimin mutasyon üzerinde etki göstererek yeni uyarlanımlar ve yeni türler ortaya çıkarabileceği fikrini oluşturmuştu. Ancak bu yeni soyların ve uyarlanımların sadece eski dallanmalardan ya da eski soyların genlerinin aktarılması yoluyla oluştuğu anlamına mı gelmekteydi? Bazı araştırmacılar bu soruya “hayır” yanıtını verdiler. Evrimci Lynn Margulis, yaşamın tarihinde yaşanan büyük bir organizasyonel olayın muhtemelen iki ya da daha fazla soyun ortakyaşam ile bir araya gelmesini gerektirdiğini göstermiştir.

Ortakyaşayan mikroplar = Ökaryot hücreler mi?

1960’ların sonuna doğru Margulis(solda) hücrelerin yapıları hakkında çalışmaktaydı. Mitokondri, örneğin metabolizma için, gerekli eneriyi üreten kıvrımlı yapılardır. Margulis’ e göre bunlar tıpkı bakterilere benziyorlardı. Bayan Margulis, 1800’lerde mitokondrinin keşfinden beri bilim insanlarının bu benzerlikten çok etkilendiklerini biliyordu. Hatta bazıları mitokondrilerin hayvan ve bitki hücrelerinde kalıcı bir ortakyaşam sürdüren bakteriler olduğunu öne sürmekteydi. Tüm bitki hücrelerinde de aynı paralellikte örnekler vardı. Alg ve bitki hücreleri fotosentezi gerçekleştiren ikinci bir yapı seti taşıyorlardı. Kloroplast olarak bilinen bu yapılar güneşten gelen ışık enerjisini yakalıyorlardı. Bu enerji, su ve karbondioksit kombinasyonuyla organik maddenin elde edildiği biyokimyasal tepkimeyi yürütüyordu. Kloroplastlar, mitokondriler gibi bakterilere etkileyici bir benzerlik gösterirler. Bilim insanları, kloropalstların (aşağıda sağda), mitokondriler gibi ortakyaşamcı bakterilerden, özellikle tatlı su ve okyanuslarda yaşayan ışık yakalayabilen küçük organizmalar olan siyanobakterilerden (yukarıda sağda) evrildikleri konusunda ikna oldular.

Margulis çalıştığı profesörlerden biri kloroplastların içinde DNA gördüğünde Margulis hiç şaşırmamıştı. Sonuçta bu , ortakyaşamcı bir eşten beklenmesi gereken bir şeydi. Margulis 1960’ların geri kalan kısmını, ortakyaşamın hücrenin evriminde farkına varılmamış fakat ana kuvvetlerden biri olduğu konusundaki, tezini güçlendirmeye çalışarak geçirdi. 1970’de tezini, “ökaryotik hücrenin kökeni”ni yayımladı.

Mitokondrinin tifüse neden olan bakteriyle yakın akraba bir bakteriden türemiş olduğu düşünülüyor.

Genetik kanıt

1970’lerde bilim insanları farklı türlerin genlerini karşılatırmak için yeni cihazlar ve metodlar geliştirdiler. Dalhousie Üniversitesi’nde biri Carl Woose tarafından diğeri de W. Ford Doolittle tarafından yönetilen iki mikrobiyolog ekibi, bazı alg türlerinin kloroplastlarındaki genler üzerinde çalışma yapmaktaydı. Kloroplastların içerdiği genlerin alg çekirdeğinde bulunan genler ile çok az bir benzerlik içerdiğini buldular. Kloroplast DNA’sının siyanobakter DNA’sı olduğu ortaya çıktı. Aynı zamanda mitokondri DNA’sının tifüse yol açan bir bakteriye benzediği de ortaya çıktı (yandaki fotoğraf). Margulis erken dönem ortakyaşamın çekirdekli hücrelerin ortaya çıkmasına öncülük ettiğini ileri sürdü. Örneğin, spirochete diye alandırılan spiral şekilli bakteriler, mitoz ile bölünen tüm organizmalara dâhil olmuştur ve zamanla sperm gibi hücrelerde kuyruk oluşumlarına yol açmıştır. Çoğu araştırmacı bu iddiaya şüpheyle yaklaşmaktadır.

Ortakyaşamcı olayların, yaşamın pek çok formunun oluşumunda ve karmaşıklığında çok büyük bir etkiye sahip olduğu ortaya çıkmıştır. Algler bakteriyel ortaklarını yutmuşlar ve birlikte başka bir tek hücreli olmuşlardır. Çekirdekli hücreler çoğunluka çekirdeksizlere nazaran daha sıkıca bağlanmış topluluklardır. Evrim bir zamanlar inanılandan daha esnektir.

İçortakyaşam hipotezi genetik dizilime dayanan soyoluşsal analizle desteklenmiştir.

Radyometrik Tarihlendirme: Clair Patterson

21. Yüzyıl İçin Evrim ve Gelişme: Stephen Jay Gould

Margulis fotoğrafı Jerry Bauer’den; Kloroplast fotoğrafı New Mexico State University Electron Microscopy Laboratory’den; Siyanobakter fotoğrafı University of Tsukuba Institute of Biological Sciences’den; Mitokondri fotoğrafı CDC, Public Health Image Library’den; Tifüs bakterisi (Rickettsia) fotoğrafı David H. Walker and Vsevolod Popov, ASM MicrobeLibrary alınmıştır.