Blog
Galapagos’taki Domatesler Tersine Evrim Geçiriyor
Bu domatesler, milyonlarca yıllık evrimsel süreci geride bırakarak, eski kimyasal savunma mekanizmalarını yeniden canlandıran daha ilkel bir genetik yapıya geri dönüyorlar.
Begüm Bozoğlu - www.arkeofili.com
Galápagos takımadalarının daha genç, siyah kayalık adalarında, yabani olarak yetişen domatesler tuhaf bir durum sergiliyor.
Galápagos’tan tersine evrim geçirmiş domates türü C: Adam Jozwiak/UCR
Bu domatesler, milyonlarca yıllık evrimsel süreci geride bırakarak, eski kimyasal savunma mekanizmalarını yeniden canlandıran daha ilkel bir genetik yapıya geri dönüyorlar.
Güney Amerika kökenli atalarından, muhtemelen kuşlar aracılığıyla Galapagos’a ulaşan bu domatesler, sessizce milyonlarca yıldır görülmeyen—ve modern domatesten çok patlıcanda bulunan bileşiklere benzeyen bir karışım olan—toksik bir moleküler kokteyl üretmeye başladı.
Nature Communications dergisinde yakın zamanda yayımlanan bir çalışmada, Riverside Kaliforniya Üniversitesi’ndeki bilim insanları bu beklenmedik gelişmeyi ‘tersine evrim’in olası bir örneği olarak tanımlıyor—ki bu terim, evrimsel biyologlar arasında tartışmalı bir kavram olarak öne çıkıyor.
Çünkü evrimin bir “geri sarma” düğmesi olduğu düşünülmez. Genel olarak evrim, kaybedilen özelliklere geri dönen dairesel bir yol olarak değil, uyum sağlama yönünde tek yönlü bir ilerleyiş olarak kabul edilir. Bazı organizmalar zaman zaman atalarına benzer özellikleri yeniden kazanabilse de, bunu tamamen aynı genetik yollar üzerinden gerçekleştirmek nadir görülür ve kanıtlanması oldukça zordur.
Ancak bu domates bitkileri, gerçekten de bir tür geri dönüş süreci sergiliyor gibi görünüyor. Çalışmanın başyazarı ve Kaliforniya Üniversitesi’nde moleküler biyokimyacı olan Ada Jozwiak, “Bu, genellikle beklediğimiz bir şey değil. Ama işte oluyor—hem de gerçek zamanlı olarak, volkanik bir adada gerçekleşiyor” diye belirtiyor.
Bu kimyasal geri dönüşüm sürecindeki kilit unsurlar, alkaloitler. Domates, patates, patlıcan ve diğer patlıcangiller, içerdikleri bu acı moleküllerle adeta kendiliğinden etkili birer böcek ilacına dönüşüyor; bu bileşikler, böcek zararlılarından mantarlara ve otçul hayvanlara kadar birçok tehdidi uzaklaştırıyor.
Galápagos, hayvanların az sayıda avcıya sahip olduğu bir yer olarak ün kazanmış olsa da, bitkiler için aynı durum geçerli değil. Bu nedenle, alkaloit üretimi bitkiler açısından bir ihtiyaç hâline geliyor. Araştırmacılar bu projeye başladılar, çünkü tarım ürünlerindeki alkaloitler sorun teşkil edebilir. Yüksek konsantrasyonlarda insan sağlığına toksik etki gösterirler; bu nedenle üretim mekanizmalarını anlamak ve meyve ile yumru köklerin yenilebilir kısımlarındaki miktarlarını azaltmak büyük önem taşıyor.
Jozwiak, “Ekibimiz, alkaloit sentezinde rol oynayan aşamaları tanımlayabilmek için yoğun biçimde çalışıyor; böylece bu süreci kontrol etmeye yönelik adımlar atabiliriz” diye belirtiyor.
Galápagos domateslerini ilginç kılan şey sadece alkaloit üretmeleri değil, aynı zamanda ‘yanlış’ türden alkaloitler üretmeleri—ya da en azından domateslerin evrimsel sürecinin ilk dönemlerinden bu yana hiç gözlemlenmemiş türleri üretmeleri.
Daha standart alkaloitlere sahip domates bitkisi. C: Adam Jozwiak/UCR
Araştırmacılar, adaların farklı coğrafi bölgelerinden toplanmış 30’dan fazla domates örneğini analiz etti. Doğu adalarındaki bitkilerin, günümüzde yetiştirilen domateslerde bulunan alkaloitlerin aynısını ürettiğini buldular. Ancak batı adalarında yetişen domatesler, milyonlarca yıl öncesine ait patlıcangil akrabalarına özgü moleküler izleri taşıyan farklı bir alkaloit türü üretiyordu.
Bu farkın temelinde stereokimya, yani atomların üç boyutlu uzaydaki dizilim biçimi yatıyor. İki molekül tam olarak aynı atomları içerebilir, ancak bu atomların nasıl düzenlendiğine bağlı olarak tamamen farklı davranışlar sergileyebilir.
Araştırmacılar, domateslerin bu geçişi nasıl gerçekleştirdiğini anlamak için alkaloit moleküllerini bir araya getiren enzimleri inceledi. Ve keşfettikleri şey oldukça çarpıcıydı: Tek bir enzimde yalnızca dört amino asidin değiştirilmesi, molekülün yapısını modern hâlinden atasal formuna çevirmek için yeterliydi.
Araştırmacılar, bu enzimleri kodlayan genleri laboratuvar ortamında sentezleyip tütün bitkilerine aktararak hipotezlerini kanıtladı. Bitkiler, kısa sürede bu eski bileşikleri üretmeye başlamıştı.
Ortaya çıkan desen rastlantısal değildi—coğrafyayla örtüşüyordu. Doğudaki, daha yaşlı ve biyolojik çeşitlilik açısından daha zengin adalarda yetişen domatesler, günümüzde yetiştirilen domateslere özgü alkaloitleri üretirken, batıdaki daha genç adalarda—doğası daha sert, toprağı daha az gelişmiş olan bölgelerde—domatesler eski kimyasal bileşenlere yönelmişti.
Araştırmacılar, bu kimyasal geri dönüşün nedeninin genç adalardaki çevresel koşullar olabileceğini düşünüyor. Jozwiak’a göre, atalardan kalma molekül, batıdaki daha sert koşullarda daha iyi savunma sağlıyor olabilir.
Değişimin yönünü doğrulamak için ekip, modern DNA’yı kullanarak uzun zaman önce soyu tükenmiş ataların özelliklerini yeniden kurgulayan bir tür evrimsel modelleme gerçekleştirdi. Batı adalarındaki domatesler, bu erken ataların üretmiş olabileceği moleküllerle birebir örtüşüyordu.
Yine de, bu durumu ‘tersine evrim’ olarak adlandırmak iddialı bir yorum. Yılanlar, balıklar ve hatta bakterilerde eski özelliklerin yeniden ortaya çıktığı belgelenmiş olsa da, bu denli net ve kimyasal açıdan keskin örnekler oldukça nadir.
Jozwiak, “Bazı insanlar buna inanmakta zorlanıyor. Ancak genetik ve kimyasal veriler, atalara ait bir duruma geri dönüşü işaret ediyor. Mekanizma ortada. Bu oldu” diyor.
Ve bu tür bir değişim yalnızca bitkilerle sınırlı olmayabilir.
Eğer domateslerde gerçekleşebiliyorsa, teorik olarak diğer türlerde de gerçekleşebilir. Jozwiak, “Bence insanlarda bile gerçekleşebilir. Bir veya iki yılda gerçekleşmeyecektir, ancak belki de zamanla, eğer çevresel koşullar yeterince değişirse” diye belirtiyor.
Jozwiak insanların evrimini incelemiyor, ancak evrimin sandığımızdan daha esnek olabileceği fikri oldukça ciddi bir varsayım. Kaybedilmiş özellikler yeniden ortaya çıkabilir. Antik genler yeniden etkinleşebilir. Ve bu çalışmanın da gösterdiği gibi, yaşam bazen geleceğe ilerlemek için geçmişe uzanabilir.
“Sadece birkaç amino asidi değiştirerek tamamen farklı bir molekül elde edebilirsiniz” diyor Jozwiak. “Bu bilgi sayesinde yeni ilaçlar geliştirebilir, daha dayanıklı tarım ürünleri tasarlayabilir veya toksisitesi daha düşük ürünler üretebiliriz. Ama önce, doğanın bunu nasıl yaptığını anlamamız gerekiyor. Bu çalışma, bu yolda atılmış bir adım.”
University of California – Riverside. 24 Haziran 2025.
Makale: Jozwiak, A., Almaria, M., Cai, J. vd. (2025).
Bu yazı hakkında yorum bulunamamıştır. İlk yorumu siz ekleyebilirsiniz >