Endler'in Lepistes Deneyi

Bu yazımızda, okurlarımızdan olan Sn. Bahar Kılıç'ın kendi sayfası üzerinden yayınladığı ve Richard Dawkins'in bir kitabından alıntı olan, Cinsel Seçilim'in laboratuvar ortamındaki işleyişini gösteren ve varlığını ispatlayan bir deneyden bahsedeceğiz. Sözü uzatmadan, konuya girelim:

Eşeysel Seçilim ve Avcı'nın Seçmesi, doğal seçilimin alt başlıkları da olsa, evrimleşmede ne kadar önemli olabilecekleri, Lepistes balıkları üzerinde yapılan deneylerde net bir şekilde ortaya konmuştur.

Bilim adamı ve evrim biyoloğu Dr. John Endler, Yaban Hayatında Doğal Seçilim (Natural Selection In The Wild, 1986) isimli kitabın yazarıdır. Önemli bir çok çalışmasından birisi de, lepistesler üzerine yaptığı deneydir. Aşağıda, Richard Dawkins’in "Yeryüzündeki En büyük Gösteri"  kitabından bu deneyi anlatan bir bölüm bulacaksınız:

Lepistesler, oldukça popüler tatlı su akvaryum balıklarıdır. Erkek lepistesler, dişilerden daha parlak renklere sahiplerdir ve akvaryumcular onları daha da parlak renklere sahip olacak şekilde üretmektedirler. Endler, Trinidad, Tobago ve Venezüella'daki dağ derelerinde yaşayan yabani lepistesler (Poecilia reticulata) üzerinde çalışmıştır. Endler bu çalışmalarda yerel popülasyonların birbirlerinden çarpıcı şekilde farklı olduklarına dikkat etmiş. Bazı popülasyonlarda ergin erkekler neredeyse akvaryumlarda üretilenler kadar parlak, gökkuşağı renklerine sahiplermiş. Endler tıpkı dişi sülünlerin erkek sülünleri seçtiği gibi, dişi lepisteslerin atalarının da parlak renkli erkekleri seçmiş olabileceğinden şüphelenmiş. Diğer bölgelerde erkekler çok daha mat renklere sahipmiş ama yine de dişilerden daha renklilermiş. Dişiler kadar iyi olmasalar da erkekler de yaşadıkları çakıllı dere tabanında iyi kamufle olmuşlar. Endler, Venezüella ve Trinidad'daki birçok alanda yaptığı incelikli nicel karşılaştırmalarla, erkeklerin daha az parlak olduğu derelerde aynı zamanda (avcı hayvanlar tarafından gerçekleştirilen) avlanmanın da daha yoğun olduğunu gösterdi. Avlanmanın az olduğu yerlerde erkekler daha parlak renklilerdi ve büyük, gösterişli ve daha fazla sayıda beneğe sahiplerdi; böyle yerlerde erkekler dişileri cezbetmek için daha parlak renkler evrimleştirmekte özgürlerdi. Diğer dişilerin erkekler üzerinde kurduğu daha parlak renkler evrimleştirme baskısı, yerel avcı popülasyonlarının bu baskının tersi yönünde kurduğu baskı güçlü de olsa zayıf da olsa, birbirinden bağımsız olan bütün popülasyonlarda vardı. Her zaman olduğu gibi evrim, seçilim baskıları arasında bir denge kurar. Lepistesler üzerinde ilginç olan şey ise Endler'in bu dengenin farklı derelerde nasıl farklılık arz ettiğini bilfiil gözlemleyebilmesiydi. Ama Endler daha da iyisini yaptı; bu gözlemler hakkında deneyler yaptı.

Kamuflajın evrimini ortaya koymak için ideal bir deney hazırlamak isteseydiniz ne yapardınız? Kamuflaj sahibi hayvanlar, bulundukları zemini andırırlar. Hayvanların, onları deneysel olarak yerleştirdiğiniz bir ortamın zeminini andıracak şekilde gözlerinizin önünde evrim geçirdiği bir deney tasarlayabilir misiniz? Veya tercihen, her birinde farklı birer popülasyon bulunan iki zemini?  Deneyimizde seçilim insanlardan tarafından değil, avcı (hayvanlar) ve dişi lepistesler tarafından yapılacak. İki deneysel soy arasındaki tek fark onlara vereceğimiz farklı zeminler olacak.

Endler, lepisteslerin tropikal dünyasını simüle etmek için büyük bir sera yaptı ve içine 10 havuz yerleştirdi. 10 havuzun dibine de taş koydu ama bunların 5'indekiler iri, diğer 5'indekiler ise ufak taşlardı. Bu işin nereye varacağını görüyor olmalısınız. Öngörü şuydu; yoğun bir avlanmaya maruz kaldıklarında, her iki zemindeki lepistesler evrimsel süreçte, kendi zeminlerini andırmak doğrultusunda farklılaşacaklardı. Avcı baskısının olmadığı ya da az olduğu yerlerde ise erkekler, dişileri cezbetmek için daha belirgin renklere sahip olmaya meyledeceklerdir.

Havuzların yarısına avcı koyup, yarısına koymamaktansa Endler yine zekice bir şey yaptı. 3 farklı avlanma seviyesi belirledi:

- 2 havuzda (biri küçük, diğeri büyük taşlı) hiç avcı yoktu.

- 4 havuzda (ikisi küçük,ikisi büyük taşlı) tehlikeli turna çiklidi avcı olarak bulunuyordu.

- Kalan 4 havuzda başka bir balık türü olan ve lepistesler için görece zararsız olan Rivulus hartii koydu.

(Zayıf avcının olması hiç avcı olmamasından daha iyi bir kontrol koşuludur. Bunun nedeni, Endler'in de açıkladığı gibi, bu deneyde iki doğal koşulun canlandırılmaya çalışılmasıdır ve doğada hiçbir avcının bulunmadığı bir dere bilinmemektedir. Bu nedenle güçlü ve zayıf avlanma arasındaki karşılaştırma daha doğal bir karşılaştırmadır.)

Dolayısıyla durum şuydu: Lepistesler  beşi iri,  beşi ufak taşlı  10 havuza rastgele ayrıldılar. 

On lepistes kolonisinin de 6 ay boyunca avcılar olmadan üremesine izin verildi. Gerçek deney bu noktada başladı. Endler, iri taşlı 2 havuza ve ufak taşlı 2 havuza birer 'tehlikeli avcı', bunların dışında kalan iri taşlı 2 havuza ve ufak taşlı 2 havuza da altışar ''zayıf avcı'' koydu. Kalan iki havuzda ise lepistesler herhangi bir avcı olmadan ürediler.

Deneye başlandıktan 5 ay sonra Endler bütün havuzlarda yoklama yaptı; tüm havuzlardaki tüm lepisteslerin beneklerini saydı ve ölçtü. Bundan 9 (deney başladıktan sonra 14) ay sonra aynı şekilde bir yoklama daha yaptı. Bu kadar kısa bir sürenin ardından bile sonuçlar oldukça şaşırtıcıydı. Endler balıklardaki renk örüntüleri için pek çok ölçüt kullandı. Bunlardan biri ''balık başına düşen benek sayısı''  idi. Peki, ne buldu ?

Lepistesler havuzlarına ilk konduklarında, yani avcılar konmadan önce, benek sayısı büyük bir çeşitlilik arz ediyordu çünkü balıklar çok çeşitli avcıları barındıran çok çeşitli derelerden toplanmışlardı. Herhangi bir avcının ortama salınmadığı ilk altı ay boyunca balık başına düşen ortalama benek sayısı tavan yaptı. Bu muhtemelen dişiler tarafından yapılan "Eşeysel Seçilim"den kaynaklanıyordu.

Daha sonra ortama avcılar sokulduğunda keskin bir değişiklik oldu. Tehlikeli avcının bulunduğu dört havuzda ortalama benek sayısı taban yaptı (düştü). 5. aydaki yoklamada bu fark açıkça görülüyordu ve 14. ayda yapılan yoklamada benekler daha da azalmıştı. Ama avcı olmayan 2 havuzda ve zayıf avcının bulunduğu 4 havuzda da benek sayısı artmaya devam ediyordu. 5. aydaki yoklamada bir doygunluk noktasına ulaşmış, 14. ay yoklamasına dek yüksek seviyelerde kalmıştı. Benek sayısı açısından bakıldığında zayıf avlanma ile avcı olmaması durumları arasında fark görünmüyordu. Kendisini, dişilerin yüksek benek sayısını tercih etmesi şeklinde gösteren eşeysel seçilim ikisine de baskın çıkmıştı.

Benek sayısı ile ilgili bu kadar bilgi yeter. Beneğin büyüklüğü de en az sayısı kadar ilginç bir hikaye anlatmaktadır. Güçlü ya da zayıf avcıların varlığında, iri taşlı zeminlerde görece büyük benekliliği teşvik ederken, ufak taşlı zemin görece küçük benekliliği teşvik etmiştir. Bu durum kolaylıkla şu şekilde yorumlanabilir: benek büyüklüğü taş büyüklüğünü taklit etmektedir. Etkileyici olan, Endler'ın, avcıların olmadığı havuzlarda bunun tam tersini  gözlemlemiş olmasıdır. Doğal Seçilim erkek lepisteslerde, ufak taşlı zeminde büyük, iri taşlı zeminde ise küçük benekleri desteklemiştir, zira altlarındaki zemini taklit etmeyip daha kolay göründükleri için dişileri daha çok cezbetmişlerdir!

Kaliforniya Üniversitesi'nden David Reznick ve meslektaşları Endler'in harika sonuçlar elde ettiği deneysel deresini dokuz yıl sonra ziyaret etti. Endler'in deney için seçtiği popülasyonun torunlarından örnek aldılar. Erkekler şimdi çok daha parlak renkliydi, dişi güdümlü eğilim fazlasıyla devam etmişti. Endler'in gözlemlediği sonuçların onaylanmasının yanı sıra tilkiler örneğinde  (Dawkins’in aynı kitabında önceki bölümde anlatılır) görüldüğü gibi beklenmedik "Genetik Sürüklenme"ler gerçekleşti. Dişi ve avcı baskısı ile gerçekleşen evrimsel değişiklikler sadece beneklerin sayısı ve boyutuyla alakalı değildi. Düşük avlanmanın olduğu derelerdeki lepistesler eşeysel olgunluğa, yüksek avlanmanın olduğu derelerdeki lepisteslerden daha geç ulaşırlar, erginliğe ulaştıklarında daha büyük vücutludurlar, daha az sıklıkla yavrularlar ve bir seferde daha az sayıda yavrularlar ve yavruları daha büyüktür.

Özet: Deney "Seksüel Seçme" ve "Avcı Seçmesi"ni (Doğal Seçilim'i) açıkça gözler önüne sermiştir. Avcıların az olduğu yada zayıf olduğu yerlerde lepistesler "Seksüel Seçme" baskısıyla değişimler gösterirken, avcıların etkili olduğu yerlerde ise Seksüel Seçme ile avcının seçmesi arasında bir denge politikası oluşmuştur. Bütün bu seçilimler tıpkı Dimitri Belyaev'in tilkilerinde olduğu gibi genetik sürüklenmelere yol açmış ve Lepisteslerin boyutlarına,üreme sürelerine, erginlik yaşlarına da etki etmiştir.

Makaleye ulaşmak için:  http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/artificial_01

Deney çizimleri:  http://evrimianlamak.org/e/Evrim_101Y:Laboratuvarda_yapay_se%C3%A7ilim 

Alıntı Kaynağı: http://baharkilic.org/post/2011/03/14/Lepistes-deneyi-ve-evrim.aspx

Düzenleme: ÇMB (Evrim Ağacı)