Homolojiyle Çarpıtılan Embriyoloji (Bilim 'Yaratılış' Diyor-24)
Modifikasyonun ve evrimin sebebinin, tabiî seleksiyon ve tesadüfî mutasyon mekanizmaları olduğunu iddia eden Darwin'in, bu süreçlerin, vazifelerini kendi kendilerine nasıl yaptığını da izah etmesi gerekirdi. Bildiğimiz normal üreme sürecinde, benzerlikten her zaman benzerlik meydana gelir. Köpekten köpek, fareden fare, insandan insan doğar. Darwin'in tabiî seleksiyonu ve tesadüfî varyasyonları, benzerlik meydana getirmesi beklenen embriyonik gelişmeden, benzemezliğin ortaya çıkmasını sağlayabilir mi? Biraz daha açarsak, köpek olarak gelişmeye başlayan bir embriyo, gelişme sırasında farklılaşarak başka bir türe dönüşebilir mi? Darwin bu soruyu cevaplandırabilecek derecede embriyoloji bilmemekteydi.
Gelişme yollarındaki imkânsızlıklar
"Bilginin devamlılığı", homolojiyi açıklamada anahtar kavramdır.1 Bir embriyonun, gelişmesini yönlendiren bilgi, verasetle anne ve babasından aldığı genlerde gizlidir. Genom adını verdiğimiz bu bilginin mâhiyetini anlayıncaya kadar, her hücrenin içine kodlanmış bilginin nasıl değişeceğini anlayamayız. Embriyonun anatomik ve fizyolojik gelişmesine ait bilgi, her ân satır satır okunan bir kitap gibidir. Hücrelerin bölünmesindeki hassas zamanlama, hareketlerindeki plânlı göçler ve bölünmeyle çoğalan iki hücreden birinin asliyetini korurken, diğerinin yeni bir doku teşkiline yönlendirilmesi, sonsuz bir ilim ve kudretten başka hiçbir şeyle izah edilemez. Bu bilgi kısmen ve görünen zahirî sebep olarak embriyonun gelişmesine tesir eden genlerde kodlanmış olabilir. Ancak ne gelişme yollarındaki hassas plânların işleyişi, ne gelişme genetiğindeki bilginin mükemmelliği, mekanizma olarak görülen akılsız ve şuursuz tabiî seleksiyon ve tesadüfî varyasyonlarla anlaşılamadığı gibi homolojiye neyin sebep olduğu sorusunun cevabını da veremez.
Homolog yapıların (meselâ, atın ön bacağı ile insanın kolu, yarasanın kanadı ve fokun ön yüzgecinin) benzer gelişme yolların ürünleri olduğu teorisi, delillere uymamaktadır ve ne gariptir ki, biyologlar bunu yüzyıldan fazla bir zamandır bilmektedir. Amerikalı embriyolog Edmund B. Wilson 1894 yılında: "Yetişkinlerde, aynı gibi görülen ve homolog olduğu iddia edilen parçalar, lârvalarda veya embriyonik dönemlerinde, hem gelişme hem de pozisyon açısından geniş ölçüde farklılık göstermektedir." demiştir.2 İngiliz biyolog Gavin de Beer de Wilson'la aynı fikirdedir: "Homolog yapıların birbirine karşılık gelmesi, embriyodaki hücrelerin pozisyonlarına, yumurtanın parçalarına veya bu yapıların meydana gelirken geçirdikleri gelişme yollarındaki benzerliklere dayandırılamaz."3
Gelişme biyoloğu Pere Alberch, 1985 yılında; "homolog yapıların, belirgin bir şekilde farklı başlangıç durumlarından meydana gelmesinin, istisnadan çok bir kaide" olduğunu belirtmiştir.4 Son derece farklı gelişme yolları neticesinde neredeyse aynı yetişkin formlarına sahip iki denizkestanesi türü üzerinde çalışan Rudolf Raff, 1999 yılında aynı problemi yeniden dillendirmiştir: "Birbirine akraba iki organizmadaki homolog özellikler, benzer gelişme süreçleri ile ortaya çıkmalıdır; ancak bizim kabul ettiğimiz morfolojik ve filogenetik kriterlere göre homolog olduğunu düşündüğümüz özellikler, gelişme sırasında farklı yollardan ortaya çıkabilir."5
Homoloji ile embriyonik gelişme arasında bir münasebet kurulması birçok açıdan zordur. Meselâ; çoğu omurgalı bacağında, parmakların gelişmesi, arkadan öne, diğer bir ifadeyle kuyruktan başa doğrudur. Kuyruksuz kurbağalarda böyle olduğu hâlde, onlarla akraba olduğu iddia edilen semenderlerde parmakların gelişmesi, baştan kuyruğa doğru, yani ters yönde ilerler (Şekil-1). Farklılık o kadar çarpıcıdır ki, bazı biyologlar, semenderlerin evrim geçmişinin(!) kurbağalar da dâhil diğer bütün omurgalılardan farklı olmak zorunda olduğunu iddia etmektedir.Görüldüğü gibi homolog özellik olduğu iddia edilen, omurgalıların ayakları bile, çoğunlukla farklı embriyolojik süreçlerle üretilmektedir. Bilindiği gibi omurgalı bacaklarının iskelet yapısı, önce kıkırdak olarak meydana gelir, daha sonra kemiğe dönüşür. Eğer, omurgalıların bacaklarının gelişmesi, ortak bir atadan kaynaklansaydı, bütün omurgalı sınıflarının bacakları gelişirken önce kıkırdaktan bir otak ata modeline sahip olmalıydı. Ancak, durum böyle değildir. Amfibilerden memelilere kadar bütün omurgalı sınıflarında bacaklar gelişirken ilk başta sahip olunan kıkırdak model, ergin hâllerindeki kemik yapıyla aynıdır. Buna rağmen klâsik evrim ve karşılaştırmalı anatomi kitapları, hâlâ "geçmişte yaşamış, hayalî ortak ataya ait bacak kemikleri modeliyle" süslenmektedir. İngiliz zoologlar Richard Hinchliffe ile P. J. Griffiths'e göre, omurgalı bacaklarının, embriyonik bir ortak ata modelinden gelişeceği fikri, peşin hükümlerin delillerin üstünde tutulmasındandır.6
Gelişme genetiği de evrime çare olamıyor!
Benzerliklerin genel mânâdaki benzer gelişme yollarından kaynaklanmadığı anlaşılınca, evrimciler bir ümit kapısı olarak, "Belki de benzer gelişme genlerinden kaynaklanıyordur." diye genetiğe sarıldılar. Neo-Darvinizm teorisine göre, embriyolojik gelişmeyi yönlendiren ve homolojinin anahtarı olarak görülen bilgi, DNA dizilişinde veya genlerde bulunmaktadır. Teoriye göre, genler bir nesilden diğerine, embriyonun gelişmesine ait bilgileri taşımaktadır. Bu yüzden, evrimciler homolog özelliklerin ortak bir atadan verasetle gelmiş benzer genler tarafından programlandığını düşünmekteydiler. Gerçekten de farklı organizmalardaki homolog yapıların benzer genlerden ve homolog olmayan yapıların da farklı genlerden kaynaklandığı gösterilebilseydi, "bilginin devamlılığı" için delil olabilirdi. Demek ki kurbağadan kertenkeleye, onlardan kuşlara ve memelilere ortak bir bilgi -döküle saçıla ve bir kısmını yollarda bırakarak da olsa- devam etmiş denilebilirdi.
Ancak durumun böyle olmadığı, on yıllardan beri bilinmektedir. 1971'de, Gavin de Beer, aynı genler ile kontrol edilen karakterlerin homolog olmalarının gerekmediği gibi, homolog yapıların da aynı genlerle kontrol edilmelerinin gerekmediğini belirtmiştir.7 Homolog yapıların farklı genlerden ortaya çıkabileceğini göstermek için, meyve sineklerindeki göz gelişmesiyle ilgili bir deneyden bahsedilebilir. Meyve sineği embriyoları, vücut bölümlerinin düzgün bir şekilde gelişmesi için, özel bir gene ihtiyaç duyar. Ancak, çekirge ve eşekarısı gibi diğer böceklerde vücut bölümleri gelişirken, bu gen kullanılmaz. Bütün böceklerin vücut bölümlerinin homolog olduğu düşünüldüğünden bu durum, homolog özelliklerin aynı genlerle kontrol edilmesinin gerekli olmadığını göstermiştir. Aynı şekilde meyve sineklerinin cinsiyetinin belirlenmesi için gerekli olan başka bir gen de (Sex-lethal) diğer böceklerde yoktur.
Aksine homolog olmayan yapıların farklı genler tarafından kontrol edilmesinin gerekmediği durumlar da hem çok çarpıcı hem de çok yaygındır. Genetikçiler, meyve sineklerinin düzgün gelişmesi için gerekli birçok genin, farelerdeki, deniz kestanesindeki ve hattâ solucanlardaki genler ile benzer olduğunu bulmuşlardır. Aslında, gen transplantasyon deneyleri göstermiştir ki, farelerdeki (ve insanlardaki) gelişme genleri, fonksiyonel olarak, meyve sineklerindeki karşılıkları ile yer değiştirilebilir. Eğer genler yapıları kontrol ediyorsa ve fare ile sineklerin gelişme genleri bu kadar benzerse, niçin bir fare embriyosundan bir sinek veya bir sinek embriyosundan da bir fare gelişmemektedir? Açıktır ki, genlerin yanında bir başka şey gelişmeyi yönlendirmektedir.
Çok sayıda farklı hayvanda bulunan Distal-less isimli bir gelişme geninde meydana gelen bir mutasyon, meyve sineklerinde bacakların gövdeden uzak kısımlarının gelişmesini durdurmaktadır. Bu gen ile DNA dizilişi çok benzeyen bir başka gen, farelerde bulunmuştur. Aslında, Distal-less genine benzer genler, denizkestanelerinde (Echinodermata) ve kıllı deniz solucanlarında (Annelida) ve tamamen başka bir filuma ait kadifemsi solucanlarda (Onychophora) bulunmuştur (Şekil–2). Farklı şubelere ait bu hayvanların bacak uzantıları yapı bakımından homolog olmasa da, bu hayvanların hepsinde, Distal-less geni, kol ve bacak gibi uzantıların gelişmesine tesir etmektedir. Genlerdeki bu benzerliği 1977'de rapor eden biyologlar: "Bu benzerlikler bir muammadır; çünkü uzantılar son derece farklı anatomiye sahiptir."8 demişlerdir. Gerçekten omurgalı ile omurgasızların bacak anatomileri çok farklıdır; farede kemik iç iskeletin üzerinde kaslar bulunurken, böceklerde kitin dış iskeletin içinde kaslar bulunur. Solucanlar tamamen farklı bir deri-kas kılıfına sahiptir. Bu kadar farklı plândaki hayvanın bacak gelişmelerinin benzer bir gen vesilesiyle yürütülmesi, evrimin izah edemeyeceği çok şaşırtıcı bir durumdur. Sadece bu genin değil, bacak gelişimde rol alan genlerin bütün çalışma ağının böceklerde ve omurgalılarda benzer olduğu bulunmuştur. Genlerin embriyonik gelişme sırasında giderek yayılan bir ağ gibi çalıştırılmaları karşısında araştırmacılar: "Böcek ve omurgalı bacakları gibi homolog olmayan yapıların kendisinden türeyeceği, herhangi bir yapının evrim açısından hiçbir devamlılığı görülmemektedir."9 yorumunu yapmışlardır. Bu durumda bacakların ve benzer diğer vücut kısımlarının gelişmesinde birer sebep olarak bulunan genetik bilginin devamlılığı gibi bir görüntüyü nasıl izah edeceğiz?
Evrimci biyologlar, son derece farklı hayvan filumlarındaki gelişmeyle ilgili genlerin çarpıcı benzerliğinin otak ataya işaret ettiği iddiasını sürdürmektedir. Ancak, bu ortak atanın genleri nereden ve nasıl gelmiştir? Ortak atadaki genler gelişigüzel tesadüfî hâdiselerle, eksilmeyle veya artmayla tamamen farklı özelliklere sahip hayvan şubelerine ait yeni türlere nasıl dönüşmüştür? Bütün bu sorular evrimciler için cevapsızdır ve bu durum, özellikle homolog yapıların nasıl ortaya çıktığı probleminin çözümsüz kalacağı mânâsına gelir. 1971 yılında, Gavin de Beer şunları yazmıştır: "Hangi mekanizma, aynı genler tarafından kontrol edilmemelerine rağmen homolog organların ve aynı 'yapı biçimlerinin' üretimini, netice verebilir? Ben bu soruyu 1938'de sordum ve şimdiye kadar cevapsız kaldı."7 Üzerinden yetmiş yıl geçmiş olmasına rağmen, evrimci biyologlar, de Beer'in sorusunu hâlâ cevaplamamışlardır.
Dipnotlar
1. Van Valen, L. M.(1982): Homology and Causes, Journal of Morphology 173 (1982): 305–312.
2. Wilson, E.B. (1895): The Embryological Criterion of Homology, 101–124, in Biological Lectures Delivered at the Marine Biological Laboratory of Wood's Hole in the Summer Session of 1894 (Boston: Ginn and Company), 107.
3. De Beer, G. (1958): Embryos and Ancestors, 3rd ed. Oxford: Clarendon Press, p. 152.
4. Alberch, P. (1985): Problems with the Interpretation of Developmental Sequences, Systematic Zoology 34: 46–58.
5. Raff, R. (1999): Larval Homologies and Radical Evolutionary Changes in Early Development. 110–121, in Homology, Novartis Symposium 222 (Chichester, UK: John Wiley & Sons), 111.
6. Hinchliffe, J.R. and Griffiths, P.J. (1983): The Prechondrogenic Patterns in Tetrapod Limb Development and Their Phylogenetic Significance, 99–121, in B. C. Goodwin, N. Holder, and C. C. Wylie (eds.), Development and Evolution Cambridge University Press, 118.
7. De Beer, G. (1971): Homology: An Unsolved Problem, Oxford University Press, London,
8. Gregory A. Wray and Ehab Abouheif, On homologous features not due to homologous genes, "When Is Homology Not Homology?" Current Opinionin Genetics & Development 8 (1998): 675–680.
9. Clifford J. Tabin, C.J., Sean B. Carroll, S.B. and Grace Panganiban, G.(1999): Out on a Limb: Parallels in Vertebrate and Invertebrate Limb Patterning and the Origin of Appendages, American Zoologist 3: 560–663.
Prof.Dr.Arif SARSILMAZ
