Darwin'in Evrim Teorisi Nedir?

    Charles Darwin'in Evrim Teorisi bilimdeki en sağlam teorilerden biridir. Ama bu tam olarak nedir?

    Doğal seçilim yoluyla Evrim Teorisi ilk olarak Charles Darwin'in 1859 yılında yayınlanan ‘ Türlerin Kökeni Üzerine ’ adlı kitabında formüle edilmiştir. Darwin, kitabında National Geographic'in açıkladığı gibi, organizmaların fiziksel veya davranışsal özelliklerin kalıtımı yoluyla nesiller boyunca nasıl evrimleştiğini anlatmaktadır. Teori, bir popülasyon içinde, Darwin'in incelediği Galapagos ispinozlarından birinin gaga şekli gibi özelliklerde farklılıklar olduğu önermesiyle başlıyor.

    Teoriye göre, çevrelerine uyum sağlamalarını sağlayan özelliklere sahip bireyler, hayatta kalmalarına ve bu özellikleri miras alacak daha fazla yavru sahibi olmalarına yardımcı olacak. Daha az uyum sağlayan özelliklere sahip bireyler, bunları aktarma konusunda daha az hayatta kalacaklardır. BioMed Central'a göre zamanla türlerin hayatta kalmasını ve üremesini sağlayan özellikler popülasyonda daha sık hale gelecek ve popülasyon değişecek veya gelişecek . Darwin, doğal seçilim yoluyla, genetik olarak çeşitli türlerin ortak bir atadan ortaya çıkabileceğini öne sürdü.

    National Geographic'e göre Darwin, özelliklerin aktarıldığı mekanizmayı bilmiyordu. Genlerin belirli özellikleri kodladığı ve bu özelliklerin bir nesilden diğerine aktarıldığı mekanizma olan genetiği bilmiyordu. Doğal çeşitliliğin kaynağı olan genetik mutasyonu da bilmiyordu. Ancak genetikçilerin gelecekteki araştırmaları, doğal seçilim yoluyla evrimin mekanizmasını ve ek kanıtlarını sağladı.

Doğal Seçilim Nedir?

    Darwin, "doğal seçilim" terimini, hayvan yetiştiricilerinin arzu edilir buldukları belirli özellikleri seçtikleri "yapay seçilim" kavramının karşıtı olarak seçmiştir. Doğal seçilimde seçimi yapan insan değil, doğal çevredir.

    Basitçe söylemek gerekirse, doğal seleksiyon yoluyla evrim teorisi "modifikasyonla türeme" olarak tanımlanabilir, diyor Washington DC'deki Smithsonian Ulusal Doğa Tarihi Müzesi'nde insan kökeni araştırmasında uzmanlaşmış bir antropolog ve eğitimci olan Briana Pobiner. Pobiner, teorinin bazen "en uygun olanın hayatta kalması" olarak tanımlandığını, ancak bu karakterizasyonun yanıltıcı olabileceğini söyledi. Burada "zindelik", bir organizmanın gücünü veya atletizmini değil, hayatta kalma ve üreme yeteneğini ifade eder.

    Doğa Tarihi Müzesi'ne göre, doğal seçilim bir türü küçük şekillerde değiştirebilir ve popülasyonun birkaç nesil boyunca renginin veya boyutunun değişmesine neden olabilir. Bu süreç nispeten kısa bir sürede ve bir tür veya küçük organizma grubunda gerçekleştiğinde bilim insanları buna " mikroevrim " adını verir.

    Ancak Derek Turner ve Joyce C. Havstad'ın " Makroevrimin Felsefesi " adlı eserinde, yeterli zaman verildiğinde ve değişiklikler biriktiğinde, doğal seçilim tamamen yeni türler yaratabilir; bu süreç "makroevrim " olarak bilinir. Bu uzun vadeli süreç, dinozorları kuşlara, amfibi memelileri ( Indohyus adı verilen bir hayvan gibi ) balinalara ve maymunlarla insanların ortak atasını bugün bildiğimiz insanlara, şempanzelere ve gorillere dönüştüren şeydir.

    Darwin ayrıca, Nature Education'a göre cinsel seçilim olarak bilinen bir süreç olan, bir organizmanın bir eşi cezbetmedeki başarısına bağlı olan bir doğal seçilim biçimini de tanımladı. Tavus kuşlarının renkli tüyleri ve erkek geyiklerin boynuzları, bu tür seçilim altında gelişen özelliklerin örnekleridir.

Balinalar Nasıl Evrimleşti?

    Bilim adamlarının doğal seçilim konusunda sahip oldukları en iyi örneklerden biri balinaların evrimidir. Biyologlar, Darwin'in teorisini bir rehber olarak kullanarak ve doğal seçilimin nasıl çalıştığını anlayarak, ilk balinaların karadan suya geçişinin bir dizi öngörülebilir adımla gerçekleştiğini belirlediler.

    Örneğin hava deliğinin evrimi, Phys.org'a göre en az bir balinanın burun deliklerinin başının daha gerisinde olmasıyla sonuçlanan rastgele genetik değişikliklerle başlamış olabilir.

    Bu adaptasyona sahip balinalar, nefes almak için tamamen yüzeye çıkmak zorunda kalmayacakları için deniz yaşam tarzına daha uygun olurdu. Bu tür bireyler daha başarılıydı ve daha fazla çocuk sahibi oldular. Daha sonraki nesillerde daha fazla genetik değişiklik meydana geldi ve burun kafanın daha da gerisine kaydı.

    İlk balinaların diğer vücut kısımları da değişti. Ön bacaklar palet haline geldi. Arka bacaklar kayboldu. Doğa Tarihi Müzesi'ne göre vücutları daha düzgün hale geldi ve suda kendilerini daha iyi ilerletmek için kuyruk parazitleri geliştirdiler.

    Bilim insanları ilk balinaların neye benzemesi gerektiğini tahmin edebilse de, uzun bir süre bu iddialarını destekleyecek fosil kanıtlarından yoksundular. Yaratılışçılar bu yokluğu, yalnızca balina evrimi açısından değil, daha genel anlamda, bir Scientific American makalesinde de belirtildiği gibi, evrimin gerçekleşmediğinin kanıtı olarak gördüler.

    Ancak 1990'ların başlarından bu yana bilim insanları, balinaların kara memelilerinden evrimleştiği fikrini destekleyen paleontoloji, gelişim biyolojisi ve genetik alanlarından kanıtlar buldu. Aynı deliller bir bütün olarak evrim teorisini desteklemektedir.

    Darwin, "Türlerin Kökeni Üzerine" kitabının ilk baskısında, doğal seçilimin nasıl bir kara memelisinin balinaya dönüşmesine neden olabileceği konusunda spekülasyonlar yapmıştı. Darwin, varsayımsal bir örnek olarak, Darwin Yazışma Projesi'ne göre suda ağızları açık yüzerek böcekleri yakaladığı bilinen Kuzey Amerika kara ayılarını ( Ursus americanus ) kullandı.

    "Bir ayı ırkının, balina kadar canavarca bir yaratık oluşana kadar, doğal seçilim yoluyla yapı ve alışkanlıkları bakımından daha suda yaşayan, giderek daha geniş ağızlı hale getirilmesinde hiçbir zorluk göremiyorum" diye tahminde bulundu.

    Bu fikir halkta ya da diğer bilim adamlarında pek hoş karşılanmadı. Darwin kendisine yapılan alaydan o kadar utanmıştı ki, yüzen ayı pasajı kitabın sonraki baskılarından kaldırıldı. Bilim insanları artık Darwin'in doğru fikre ama yanlış hayvana sahip olduğunu biliyor. Ayılara bakmak yerine ineklere ve su aygırlarına bakmalıydı.

Diğer Evrim Teorileri

    Darwin, evrim teorisini geliştiren ilk veya tek bilim adamı değildi. Doğa Tarihi Müzesi'ne göre, Darwin'le hemen hemen aynı zamanlarda İngiliz biyolog Alfred Russel Wallace bağımsız olarak doğal seçilim yoluyla evrim teorisini ortaya attı. Ancak bunun çok az etkisi oldu.

    "Tarihsel bir olay olarak evrim kavramı, Darwin'in kitabından önce biyologlar ve jeologlar arasında sıcak bir konuydu çünkü biriken çok fazla kanıt vardı, ancak biyolojik evrimin akademik sığınağın dışındaki insanları gerçekten etkilemediğinden şüpheleniyorum," Dr. P John D. Lambshead, deniz biyoçeşitliliği, ekoloji alanında emekli bir bilim araştırma lideri, ve Londra'daki Doğa Tarihi Müzesi'ndeki evrim, Tarih Hakkında Her Şey Dergisi'ni anlattı. "Bilim, evrimin nasıl gerçekleştiğini açıklayacak bir mekanizma bilmediği sürece, bu bir krank fikri olarak güvenle reddedilebilir."

    Bu arada Fransız biyolog Jean-Baptiste Lamarck, Kaliforniya Üniversitesi Paleontoloji Müzesi'ne göre bazı ayrıntılarda yanılmış olsa da bir organizmanın özelliklerini yavrularına aktarabileceğini öne sürdü.

    Darwin gibi Lamarck da organizmaların çevrelerine uyum sağladığına ve bu adaptasyonları aktardığına inanıyordu. Organizmaların bunu, davranışlarını ve dolayısıyla vücutlarını değiştirerek ( bir sporcunun antrenman yapıp güç kazanması gibi ) yaptığını ve bu değişikliklerin yavrulara aktarıldığını düşünüyordu.

    Örneğin Lamarck, zürafaların başlangıçta daha kısa boyunlara sahip olduğunu, ancak etraflarındaki ağaçlar büyüdükçe lezzetli yapraklara ulaşmak için boyunlarını uzattıklarını ve yavrularının giderek daha uzun boyunlara sahip olduğunu düşünüyordu. Kaliforniya Üniversitesi Paleontoloji Müzesi'nden bir eğitim kaynağı olan Evrimi Anlamak'a göre, Lamarck ayrıca yaşamın nesiller boyunca basit formlardan daha karmaşık formlara doğru bir şekilde evrimleştiğine inanıyordu.

    Darwin, özelliklerin aktarıldığı mekanizmadan emin olmasa da, Evrimi Anlamak'a göre evrimin zorunlu olarak daha karmaşık bir yapıya doğru ilerlediğine inanmıyordu; daha ziyade karmaşıklığın doğal seçilim yoluyla ortaya çıktığına inanıyordu. 

    Quanta Magazine'e göre, zürafaların evrimine ilişkin Darwinci bir görüş, zürafaların boyun uzunluklarında doğal farklılıklar olduğu ve daha uzun boyunlu olanların uzun ağaçlarla dolu ortamlarda daha iyi hayatta kalabilecekleri ve üreyebildikleri, böylece sonraki nesillerin giderek daha fazla uzun boyunlu zürafaya sahip olacağı yönündedir.

    Lamarck'ın ve Darwin'in zürafa evrimi fikirleri arasındaki temel fark, Darwin'in açıklamasında zürafaların boyunlarını uzatması ve edinilmiş bir özelliği aktarması konusunda hiçbir şeyin bulunmamasıdır.

Modern Evrimsel Sentez Nedir?

    Pobiner'e göre Darwin genetik konusunda hiçbir şey bilmiyordu. "Evrim modelini gözlemledi ancak mekanizma hakkında gerçekten bilgisi yoktu" dedi. Bu daha sonra, genlerin farklı biyolojik veya davranışsal özellikleri nasıl kodladığının ve genlerin ebeveynlerden yavrulara nasıl aktarıldığının keşfiyle geldi. Genetiğin Darwin'in teorisine dahil edilmesi "modern evrimsel sentez" olarak bilinir.

    Doğal seçilimi mümkün kılan fiziksel ve davranışsal değişiklikler, ebeveynlerin genetik materyali yavrularına aktardığı gametler, sperm veya yumurta hücreleri içindeki DNA ve genler düzeyinde gerçekleşir. Bu tür değişikliklere mutasyon denir. Pobiner, "Mutasyonlar temel olarak evrimin üzerinde etki gösterdiği hammaddedir" dedi.

    Nature Education'a göre mutasyonlar, DNA replikasyonu veya onarımındaki rastgele hatalardan veya kimyasal veya radyasyon hasarından kaynaklanabilir. Genellikle mutasyonlar ya zararlıdır ya da nötrdür, ancak nadir durumlarda bir mutasyon organizmaya faydalı olabilir. Eğer öyleyse, gelecek nesilde daha yaygın hale gelecek ve tüm nüfusa yayılacaktır.

    Bu şekilde doğal seçilim, yararlı mutasyonları koruyup toplayıp kötü olanları reddederek evrim sürecine yön verir. Pobiner, "Mutasyonlar rastgeledir, ancak bunların seçimi rastgele değildir" dedi.

    Ancak organizmaların evrimleştiği tek mekanizmanın doğal seçilim olmadığını söyledi. Örneğin, organizmalar göç ettiğinde veya göç ettiğinde genler bir popülasyondan diğerine aktarılabilir; bu süreç gen akışı olarak bilinir. Ayrıca bazı genlerin sıklığı da rastgele değişebilmektedir ki buna genetik sürüklenme adı verilmektedir. 

    Lamarck'ın evrim teorisinin genel olarak yanlış olmasının nedeni, edinilen özelliklerin sperm ve yumurta DNA'sını etkilememesidir. Örneğin bir zürafanın gametleri boynunu uzatıp uzatmamasından etkilenmez; bunlar sadece zürafanın ebeveynlerinden miras aldığı genleri yansıtıyor. Ancak Quanta'nın bildirdiği gibi evrimin bazı yönleri Lamarck'a benzer.

    Örneğin, 2002 yılında Avrupa İnsan Genetiği Dergisi'nde yayınlanan bir İsveç araştırması, çocukken kıtlık sırasında aç kalan erkeklerin torunlarının, torunlarına daha iyi kalp - damar sağlığı aktardığını ortaya çıkardı. Araştırmacılar, gıda yoksunluğu gibi deneyimlerin gametlerdeki DNA dizilerini değiştirmemesine rağmen, genleri "açık" veya "kapalı" hale getiren DNA'da dış değişikliklerle sonuçlanabileceğini öne sürüyorlar.

    Epigenetik değişiklikler olarak adlandırılan bu tür değişiklikler , gerçek DNA dizisinin kendisini değiştirmez. Örneğin, metilasyon adı verilen kimyasal bir değişiklik, hangi genlerin açılıp kapatılacağını etkileyebilir. Bu tür epigenetik değişiklikler yavrulara aktarılabilir. Bu şekilde, Lamarck'ın boynunu uzatan bir zürafanın yavrularının boyun uzunluğunu etkileyeceğini düşünmesine benzer şekilde, bir kişinin deneyimleri aktardığı DNA'yı etkileyebilir.

Evrimin Kanıtı Nedir?

    Evrim Teorisi, bilim tarihinin en iyi kanıtlanmış teorilerinden biridir. Farklı türlerin DNA'larında benzerlikler olduğunu gösteren genetik de dahil olmak üzere çok çeşitli bilimsel disiplinlerden elde edilen kanıtlarla desteklenmektedir.

    Paleontoloji ve jeolojide de Evrim Teorisini destekleyen deliller bulunmaktadır. Bruce S. Lieberman ve Roger L. Kaesler'in " Prehistorik Yaşam: Evrim ve Fosil Kayıtları " ( Wiley, 2010 ) adlı eserinde bu, geçmişte var olan türlerin günümüzdeki türlerden ne kadar farklı olduğunu gösteren fosil kayıtları aracılığıyla olmaktadır.

    Gelişimsel biyolojide de Darwin'in teorisine dair kanıtlar bulunmaktadır . Açık erişimli " Biyoloji Kavramları " ders kitabına göre, yetişkinlerde çok farklı görünen türlerin benzer embriyolojik gelişim aşamalarından geçtiği keşfedildi; bu da ortak bir evrimsel geçmişe işaret ediyor.

Paleontolojiden balina evrimine dair kanıtlar

    Kritik kanıt parçası, Evolution: Education and Outreach dergisinde 2009 yılında yayınlanan bir incelemeye göre, paleontologların "yüzen - yürüyen balina" anlamına gelen Ambulocetus natans'ın fosilleşmiş kalıntılarını bulduğu 1994 yılında keşfedildi. Ön ayaklarında parmaklar ve küçük toynaklar vardı ama arka ayakları boyutuna göre çok büyüktü. Hayvan açıkça yüzmeye adapte olmuştu ama aynı zamanda bir fok balığı gibi karada beceriksizce hareket etme yeteneğine de sahipti.

    Bu kadim yaratık yüzdüğünde bir su samuru gibi hareket ediyor, arka ayaklarıyla kendini geriye doğru itiyor, omurgasını ve kuyruğunu dalgalandırıyordu.

    Modern balinalar, yatay kuyruk parazitlerinin güçlü vuruşlarıyla suda kendilerini ilerletirler, ancak A. natanların hâlâ kırbaç benzeri bir kuyruğu vardı ve suda hareket etmek için gereken itme kuvvetinin çoğunu sağlamak için bacaklarını kullanmak zorundaydı.

    Son yıllarda, bu ara türlerin veya " kayıp halkaların " giderek daha fazla sayıda keşfedilmesi, Darwin'in teorisine daha fazla destek sağladı. Örneğin 2007 yılında bir jeolog, Indohyus adı verilen, yaklaşık kedi büyüklüğünde, toynakları ve uzun kuyruğu olan, soyu tükenmiş bir su memelisinin fosilini keşfetti.

    Bilim insanları, hayvanın Ambulocetus natans gibi deniz memelileriyle akraba bir gruba ait olduğunu düşünüyor. Ulusal Bilim Vakfı'na göre bu yaratık, su aygırları, domuzlar ve inekleri içeren bir grup toynaklı memeli ( çift parmaklı toynaklılar ) olan artiodaktiller ile balinalar arasında "kayıp halka" olarak kabul ediliyor.

    Araştırmacılar balinaların artiodaktillerle akraba olduğunu biliyordu ancak bu fosilin keşfedilmesine kadar balinalarla ortak fiziksel özellikleri paylaşan bilinen hiçbir artiodaktil yoktu. Sonuçta deniz memelilerinin yaşayan en yakın akrabaları olduğu düşünülen su aygırları balinalardan çok farklıdır. Indohyus ise toynaklarının ve ayak bileklerinin yapısından anlaşılan bir artiodaktildi ve örneğin kulaklarının yapısı bakımından da balinalarla bazı benzerlikler taşıyordu.

Genetik ve gelişimsel biyolojiden balina evrimine dair kanıtlar

    Genetik kanıtlar aynı zamanda balinaların kara memelilerinden evrimleştiği fikrini desteklemekte ve evrim ağacının tam olarak dallanması hakkında bilgi vermektedir. Örneğin, 1999'da araştırmacılar, Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde, kendilerini kopyalayıp genomlara yapıştıran " sıçrayan gen " dizilerinin genetik analizine göre, suaygırlarının balinaların yaşayan en yakın akrabaları olduğunu bildirdiler. 1985'ten önce araştırmacılar domuzların balinalarla daha yakın akraba olduğunu düşünüyorlardı, ancak Associated Press'in bildirdiği gibi 1999'daki bu çalışma bu fikri tersine çevirdi.

    Science Friday'in haberine göre, araştırmacılar 2019'da Science Advances dergisinde, yaratığın kara memelilerinden evrimi sürecinde balina genomundaki hangi genlerin etkisiz hale getirildiğini bildirdi. Araştırmacılar, balina genomlarında, araştırmacıların genomik fosiller olarak adlandırdığı kalıntıların bulunması nedeniyle, tükürük yapımında rol oynayan bir gen de dahil olmak üzere bazı genlerin etkisiz hale getirildiğini söyleyebilirler. Bu da balinaların tükürük salgılayan bir canlıdan evrimleştiğini gösteriyor.

    Ayrıca gelişimsel biyolojiden deniz memelilerinin evrimine dair kanıtlar da var. Gelişim biyolojisi, yetişkinler olarak çok farklı olan hayvanların, evrimsel olarak ilişkili oldukları için embriyo olarak benzerlikler paylaştıklarını göstermektedir. Örneğin, Evolution: Education and Outreach dergisine göre, deniz memelileri embriyo olarak arka bacaklar geliştirmeye başladı ve bu bacaklar daha sonra gelişim aşamasında kaybolurken, ön ayaklar kalıyor ve yüzgeçlere dönüşüyor. Bu da deniz memelilerinin dört ayaklı bir atadan evrimleştiğini gösteriyor.

Evrin Teorisi Tartışmalı mı?

    Fosil kayıtları, genetik ve diğer bilim alanlarındaki delillerin zenginliğine rağmen, bazı insanlar hala evrim teorisinin geçerliliğini sorgulamaktadır. Bazı politikacılar ve dini liderler, canlıların, özellikle de insanların karmaşık dünyasını açıklamak için daha yüksek bir varlığa tasarımcı olarak başvurarak teoriyi kınadılar.

    Okul kurulları, evrim teorisinin akıllı tasarım veya yaratılışçılık gibi diğer fikirlerin yanında öğretilmesi gerekip gerekmediğini tartışıyor.

    Ana akım bilim insanları herhangi bir tartışma görmüyor. Pobiner, "Birçok insanın derin dini inançları var ve aynı zamanda evrimi de kabul ediyorlar" diyerek, "gerçek bir uzlaşma olabilir" diye ekledi.

    Evrim, çeşitli türlerde meydana gelen ve günümüzde görülen yaşam çeşitliliğine yol açan birçok değişiklik örneğiyle iyi bir şekilde desteklenmektedir. John Lambshead şöyle açıklıyor: "Doğal seçilim ya da başka bir deyişle çeşitlilik, kalıtım ve farklı uyum, modern biyolojinin temel teorisidir." "Diyelim ki kuantum mekaniği ve özel görelilik fizik için ne ise, atom modeli kimya için ne ise, biyoloji için de odur."

    Katkıda bulunanlar Alina Bradford, Ashley P. Taylor ve Callum McKelvie'nin ek raporları.