Erkeksiz üreyerek 100 bin yıl hayatta kalan balık türü

Gündemi BBC Türkçe'den takip etmek artık WhatsApp'ta da mümkün. Haberlerimizin doğrudan telefonunuza gelmesi için tıklayın.

Meksika ve Güney Teksas'taki nehirlerde aslında hiç var olmaması gereken bir balık yüzüyor.

Tamamen dişilerden oluşan sürüsünün içinde süzülürken, gümüş pulları yakın akraba türlerin erkeklerine sürtünüyor. Eşini burada seçiyor. Ancak erkeğin genleri alışılmadık bir evrimsel dönüşümle yavrularında hiçbir rol oynamıyor.

Bu durum jineogenez olarak biliniyor. Dişi, erkeğin spermini yalnızca yumurta gelişimini tetiklemek için kullanıyor ama DNA'sını hızla atıyor. Sadece dişi yavrular üretiyor ve her biri de kendisinin bir klonu.

Bu balık, Yunan mitolojisindeki tamamen dişi savaşçı kabilesinin adını taşıyan Amazon molly'si ve yaklaşık yüz yıldır bilim insanlarını şaşırtıyor.

Evrim teorisi, eşeysiz türlerin hızla yok olması gerektiğini söylüyor çünkü cinsellik olmadan zararlı mutasyonlar zamanla genlerde birikiyor. Fakat sadece dişilerden oluşan bu tür yaklaşık 100 bin yıldır varlığını sürdürüyor.

Peki, teori çoktan yok olması gerektiğini öne sürerken, Amazon molly nasıl hayatta kalabildi?

Cinsellik neden önemli?

Almanya'daki Ludwig Maximilian Üniversitesi'nden biyolog ve Amazon molly balığı üzerine yeni bir çalışmanın ortak yazarı Edward Ricemeyer'e göre "Cinsellik maliyetlidir".

Bireyler bir eş bulmak ve onun için rekabet etmek zorunda ve her ebeveyn DNA'sının sadece yarısını aktarıyor. Üremedeki emek genellikle eşitsiz.

Birçok türün dişileri, yavruları üretmek, doğurmak veya kuluçkaya yatırmak ve büyütmek için erkeklerden çok daha fazla enerji harcıyor.

Buna karşılık, eşeysiz üreme çok daha iyi bir yöntem gibi görünüyor. Bir eş bulmaya (ve onunla uğraşmaya) gerek yok ve genlerinizin %100'ünü aktarabiliyorsunuz.

Ancak yaşam ağacının tamamında, cinsellik gerçekten baskın.

Hollanda'daki Amsterdam Üniversitesi'nden evrimsel biyolog Dave Speijer, "Genel tabloya bakarsanız, %99,9'u cinsellik" diyor.

Cinsel üreme sırasında, iki ebeveynin DNA'sı rekombinasyon adı verilen bir süreçle yeniden düzenleniyor ve her yavruya benzersiz bir gen kombinasyonu kazandırıyor.

Bu da genellikle cinsel yolla üreyen türlerde daha fazla genetik çeşitlilik olduğu anlamına geliyor çünkü her bireyin farklı bir gen karışımı var ve bu genellikle bir türün hayatta kalması için faydalı oluyor.

Cinsellik ayrıca koruma da sağlıyor. Bu genetik yeniden düzenleme olmadan, genler Muller'in çarkı adı verilen yavaş, sinsice ilerleyen bir tehditle karşı karşıya kalıyor.

Speijer "DNA kopyalandığında hep hatalar olur" diye açıklıyor.

Cinsel yolla üreyen türlerde, bu hatalar gen havuzundan çıkarılabiliyor ama eşeysiz ve klonlanarak üreyen türlerde bu kusurlar tekrar tekrar aktarılıyor.

Zamanla, bu zararlı mutasyonların genomu ufak ufak bozarak türün yok olmasına yol açtığı düşünülüyor.

Cinsel ilişki olmadan gelişme

Bu düşünceye göre eşeysiz üreyen türler kısa ömürlü olmaya ve genetik bozulmaya mahkum olmalı. Ancak Amazon molly balığı gibi bazıları sadece hayatta kalmakla kalmıyor aynı zamanda gelişiyor da.

Speijer, kafa karışıklığının bir kısmının teorinin nasıl yorumlandığından kaynaklanabileceğini düşünüyor.

Ona göre, teorinin cinselliğin kendisiyle ilgili olması yerine tüm yaşam üzerindeki daha büyük bir kısıtlama olarak yorumlanırsa daha iyi anlaşılabilir.

Her sistemin genetik "hataları" yönetmenin bir yoluna sahip olması gerekiyor ve cinsellik de bu stratejilerden sadece biri.

Bu şekilde bakıldığında, uzun ömürlü eşeysiz türler evrimsel kurallara meydan okumak yerine, alternatif yollar buluyorlar.

Hayvanlar aleminde, çalılıklarda yaşayan sopa böceklerinden, şekilsiz "mikro hayvanlara" kadar, teorinin öngördüğünden daha uzun süre varlığını sürdürmüş gibi görünen birçok eşeysiz canlı var.

Amazon molly balığı, nesilden nesile babasız yaşamaya alışmış, yalnızca dişilerden oluşan özel bir türler kulübüne ait. Bu uzun ömürlü eşeysiz canlıların, Muller'in çarkının öngördüğü kaderden nasıl kurtulduğu hala tartışılıyor.

'Kopyala-yapıştır' yöntemi

Ricemeyer, yeni çalışmanın bulmacanın daha önce eksik olan bir parçasını aydınlattığını söylüyor.

"Ve bu parça gen dönüşümüydü" diyor.

Gen dönüşümü bir genetik onarımın bir biçimi ve Amazon molly balıklarına özgü değil. İnsanlar da dahil olmak üzere birçok organizmada görülüyor.

Bizim gibi eşeyli türlerde, her birey genellikle çoğu genin iki kopyasını taşır. Biri annemizden, diğeri babamızdan.

DNA, örneğin UV radyasyonu nedeniyle hasar gördüğünde, hücreler bazen bir gen kopyasını diğerini onarmak için şablon olarak kullanabiliyor.

Gen dönüşümü olarak bilinen bu süreç, sonunda bir genin iki kopyasını birbirine daha benzer hale getirebiliyor.

İnsanlarda ve çoğu hayvanda, bu mekanizma büyük ölçüde arka planda sessizce DNA hasarını onararak işliyor. Fakat Amazon molly balığında, genomu korumada çok daha ön planda bir rol oynuyor gibi görünüyor.

Ricemeyer ve ekibi, Amazon molly balıklarının DNA'sını nesiller boyunca karşılaştırmak için tüm genom dizileme yöntemini kullandı.

Molly balığının DNA'sının bazı bölümlerinin, cinsiyetin genetik açıdan düzenlenmesi yoluyla değil, çoğu hayvandan daha sık gerçekleşen gen dönüşümü yoluyla tekrar tekrar "üzerine yazıldığını" gözlemlediler.

Burada, gen dönüşümünün molly balığının genomunda cinselliğin bizimkine yaptığına benzer bir şey yaptığı görülüyor. Zararlı mutasyonların birikimini sınırlamaya yardımcı oluyor.

Çoğu eşeysiz hayvan gibi, Amazon molly balığı da tek bir tesadüfi karşılaşmadan ortaya çıktı.

Araştırmalar, bu olayın yaklaşık 100 bin yıl önce bir dişi Atlantik molly balığının bir erkek yelken yüzgeçli molly balığıyla çiftleşmesiyle gerçekleştiğini gösteriyor.

Katır veya erkek aslan ve dişi kaplanların karışımları gibi çoğu melezden farklı olarak, bu eşleşme kısır yavrulara neden olmadı. Bunun yerine, cinsiyetsiz üreyebilen bir tür üretti.

Yani artık her Amazon molly balığı, iki atadan gelen genetik materyali taşıyor ve bu da türe en başından itibaren yüksek bir genetik çeşitlilik sağlıyor. Böylece Muller'in mekanizmasına karşı biyolojik bir avantaj kazandırıyor.

Bu ikili miras, molly balığının kapsamlı gen dönüşümü yeteneğinin anahtarı olabilir.

Ebeveyn türleri oldukça yakın akraba oldukları için, genleri çoğunlukla aynı işlevleri yerine getirecek kadar benziyor ama aynı zamanda geniş bir şablon yelpazesi sunacak kadar da farklı.

Daha da şaşırtıcı olan, gen dönüşümünün genomun bazı bölgelerinde diğerlerine göre daha sık meydana gelmesi.

Ricemeyer, "En kötü, en tehlikeli, en zararlı olmasını beklediğiniz türden mutasyonlar, gen dönüşümünün en sık gerçekleştiği genom bölgeleri" diyor.

Sonuç olarak, 100 bin yıldır cinsel ilişki olmamasına rağmen, türün genetik sağlığının çok iyi olduğu görülüyor.

İnsan biyolojisine etkileri

Genetik "hatalarla" başa çıkmak için bu alternatif stratejileri anlamak, Amazon molly balığının ötesinde, insan biyolojisi için bile sonuçlar doğurabilir.

Sonuçta, zararlı mutasyonlar sadece eşeysiz türlere özgü değil.

Ricemeyer "Kanser bir mutasyonlar hastalığı" diyor.

Bulgularının sonuçlarını abartmamaya özen gösterse de genetik mutasyon ve doğanın bunlarla başa çıkma stratejileri hakkındaki anlayışımızı daha da geliştirebilecek her şeyin uzun vadede faydalı olacağını söylüyor.

Amazon molly balığının, cinselliğin yeniden düzenleme gücüne karşı gerçekten uzun vadeli bir alternatif geliştirip geliştirmediği hala yanıtlanmamış bir soru. Bilim insanları, gen dönüşümünün Muller'in çarkını ne kadar süreyle kontrol altında tutabileceğini hala bilmiyorlar.

Ancak evrim teorisinin bir zamanlar var olmaması gerektiğini öne sürdüğü bir balık için, genetik sağlığı beklenmedik derecede güçlü.

Ricemeyer "Cinsel üremenin bir genomu sağlıklı tutmanın tek doğru yolu olduğunu düşünüyorduk... Ama şimdi hayır, başka bir yol daha olduğunu öğrendik" diyor.

Orijinali İngilizce olan bu makalenin çevirisinde yapay zekadan yararlandık. Yayınlanmadan önce çeviriyi bir BBC gazetecisi kontrol etti. Yapay zekayı nasıl kullandığımız hakkında daha fazla bilgi burada.