Evrim

HAYATIN BAŞLANGICI VE EVRİM

Abiyogenez (Kendiliğinden Oluşum)
Canlı cansız maddelerden kendiliğinden oluşmuştur fikrini savunur.Bu görüşü Aristo ileri sürmüştür.

• Canlı , cansızdan birden bire oluşur.
• Oluşan canlı , basit veya evrimleşmiş olabilir.
• Canlının , cansızdan oluşması süreklidir.

Biyogenez (Canlıdan oluşum)
Bir canlının yalnız kendine benzer başka bir canlıdan oluşabileceği  görüşüdür.
Biyogenez 1862 de Louis Pasteur ’un yaptığı deneylerle kabul  edilmiştir.Günümüzde de geçerlidir.

Pasteur , yaptığı bir dizi kontrollü deneyle canlı , cansızdan oluşur görüşünü yıkmıştır.
Bu iki görüş ilk canlılığın nasıl başladığına yanıt aramaz.

Hayatın nasıl başladığını açıklamaya çalışan görüşler ve evrim teorisi
1. Panspermia Hipotezi
Dünyadaki hayatın uzaydan yeryüzüne gelen spor ve tohumlarla başladığını öne sürer.Hayatın yani canlılığın gezegenlerde nasıl başladığını açıklayamaz.
2. Ototrof Hipotezi
Bu hipoteze göre ilk oluşan canlılar ototrofturlar.Ototroflar fotosentez veya kemosentezle kendi besinini kendi yapanlardır. Yani ilk canlının kompleks yapıda olduğu savunmaktadır. Evrim teorisi , heterotrof hipotezi ile çelişir.
3. Heterotrof Hipotezi

• İlk organizmaların kendi besinini hazır olarak aldıklarını iddia eder.
• Canlı , cansızdan uzun süren bir evrim sonucu oluşmuştur.
• Oluşan canlı basit yapılıdır.
• Canlı , cansız maddeden bir kez oluşur.Sonraki canlılar bu canlıdan ortaya çıkar.
• Bu hipotez canlı oluşumunu Dünyanın oluşumunu paralel olarak izah eder.
• Heterotrof hipotezi evrim teorisine dayanır.
• Heterotrof hipotezi ile abiyogenez cansızdan , canlı oluşmuştur fikrini savunurlar.

Hipotezin şematik izahı :

. Nükleoprotein yapılar ve ilkel heterotrof canlı oluşur.

İlk canlının oluşumunu formülleştirirsek:

Koeservatların Özellikleri:
Bir sıvı içerisinde bir arada duran protein , enzim ve benzeri maddelerden oluşan kümeler

• Dış ortamdan ayıran zarları vardır.
• Büyüme ve çoğalma yetenekleri vardır.
• PH değişimlerine karşı dayanıksızdırlar. Ancak dayanıklı olarak evrimleşerek hayatın öncüsü olan organik molekül kümesini oluşturmuştur.
• Brown ( titreme , sigillenme) hareketi gösterirler.
• Hücresel zar yapma ve büyük molekülleri sentezlemek için gerekli enerjiyi  organik moleküllerin bağlarındaki kimyasal enerjiden sağlar.

Heterotrof hipotezini destekleyen varsayımlar.

• İlkel atmosfer bugünkünden farklı yapıda idi .
• İlk canlı oluşmadan önce organik moleküller oluşmuştur.
• İlk organik moleküller ilkel atmosferdeki gazlardan yapılırlar.
• İlkel canlı cansız maddelerin uzun süren kimyasal evrimi ile oluşur basit yapılıdır ,hazır besinle beslenir , oksijensiz solunum yapar.
• Fotosentezin evrimi ile ilkel atmosferin yapısı değişmiştir. Atmosfere oksijen girmiştir.
• oksijenli solunum fotosentezden sonra evrimleşmiştir

Hipotez iki yönden önemlidir.
1.Evrimci bir anlayışa sahiptir.
2.Miller bu konuda başarılı deneyler yapmıştır.Fakat deneyde kullanılan gazların ilk atmosferde var olduğunun ispatlanması söz konusu değildir.Uzun sürede oluştuğu belirtilen maddelerin , Miller deneyinde bir hafta gibi kısa bir zamanda oluşturulması bu hipoteze karşı tenkitlere yol açmaktadır.

Evrim Teorisi
Evrim , canlı ve cansızların uzun bir süreç içinde geçirdiği ve geçirmekte olduğu değişiklikleri açıklar.
İlkeler :

• Bütün canlılar aynı kökenden evrimleşmiştir.
• canlılar arasında hem ortak , hem farklı özellikler bulunur.
• Canlılar arasında devamlı varyasyonlar (değişim,farklılık) meydana gelir.
• Tür sayısı devamlı artar , sabit değildir.
• Günümüzde de canlılar arası değişiklikler ve tür oluşumu sürmektedir.

Kimyasal evrim:
CH4 U.V.ışınlar-Şimşek-Yıldırım A.asit Protein
NH2 Yağmur - Isı Yağ asitleri Karbonhidrat
H2 -------- ---------------- Gliserin -------- Yağ --------------- Koaservat
H2O (O2 yok) Monosakkaritler Vitamin
Nucleotidler Nucleik asitler

Biyolojik evrim:
Koaservat ------------------ Heterotrof ---------------------Ototrof
(O2 siz solunum)                  (Klorofil gelişti)
(Madde ve O2 sentezlendi) (O2 li solunum başladı)
Lamark’ın Evrim Görüşü
1-Kullanma – Kullanmama:Vücudun kullanılan organları gelişir.Kullanılmayanlar ise körelir.
2-Kazanılan özelliklerin Kalıtımı:Kullanma veya kullanmama ile kazanılan özellikler yeni nesillere aktarılır.

Eleştirisi:

• Kullanılan karakterler gelişir
• Kazanılan karakterler sadece bireye özgüdür
• Kazanılan karakterler kalıtsal değildir
• Kazanılan karakterler kalıtsal sınırlar içindedir
• Kazanılan karakterler modifikasyondur

Modifikasyon:Çevresel faktörlerin etkisi ile genlerin işleyişinin değişmesi ile oluşan ve kalıtsal olmayan değişmelerdir
Darvin’in Evrim Görüşü

• Canlılar geometrik dizi olarak artış gösterir
• Populasyonlardaki birey sayısı belli sınırlar içinde kalır
• Aynı tür bireyleri arasında kalıtsal çeşitlilik(varyasyonlar) vardır

A)Çevresel varyasyonlar: Modifikasyon
B)Kalıtsal varyasyonlar:Kalıtsal varyasyonlar üç temel şekilde ortaya çıkar:

• Üreme hücrelerindeki mutasyon
• Üreme hücrelerinde görülen krossing-over ve homolog kromozomların dağılımı
• Döllenmenin şansa bağlılığı
• Canlılar arasında çevresel koşullar için yaşam kavgası vardır
• Çevreye uyum (Adaptasyon) sağlayanlar hayatta kalır ve üreyerek yeni  nesillerinde kendi özelliklerini taşımalarına neden olurlar. Uyum sağlayamayanlar ise elenerek(Doğal seleksiyon) taşıdıkları türe özgü zayıf kalıtsal özelliklerinin de ortadan kalkmasına neden olurlar.
• Farklı çevrelerde farklı şekillerde adaptasyon yetenekleri kazanan bireyler yeni türlere dönüşürler

Darvin’in evrim teorisinin dayandığı görüşler:

• Bütün organizmalar geometrik bir oranda artıma eğilimlidir.
• Bir türün her dölündeki birey sayısı hemen hemen değişmez.
• O halde yaşamak için bir mücadele olmalıdır.
• Her türün bireyleri arasında değişiklikler ( kalıtsal olabilir ) vardır.
• Bazı değişiklikler özel bir çevredeki organizmaların çevreye uyumlarını ve sayıca çoğalma şanslarını arttırır.
• Yaşayan organizmalar kalıtsal değişikliklerini oğul döllere geçirirler.
• Zamanla büyük farklar meydana gelerek eski türlerden yeni türler ortaya çıkar.

Evrim olayının özeti
Varyasyon: Bir canlı türünde bireyler farklı özelliklere sahiptir.Bu farklılık mutasyon,mayoz ve eşeyli üreme ile gerçekleşir.Doğal seleksiyon:Çevresel şartlar devamlı değişim içindedir.Bu şartlar kendine uyumlu özelliklere sahip bireylerin yaşama ve üreme şanslarını artırırken uyumsuz bireylerin ve taşıdıkları özelliklerin (Genlerin) elenmesine neden olur. Gelecek nesil çevresel şartlara uyumlu özelikleri birlikte taşıyan bireylerden oluşur.

Adaptasyon: Canlıların üreme ,yaşama şanslarını artıran ortama uyum sağlayan özelliklerinin tümüdür.

Not: Adaptasyonlar kazanılmış kalıtsal özelliklerinin çevresel koşulların değişmesi ile ortaya çıkar. Popülasyon değişen çevresel koşullara uyum sağlayan (Adapte olmuş) bireylerden kurulur böylece popülasyon var olmaya devam eder.
Not:Evrim bireye ait değil popülasyona aittir.
Yeni tür:Tür popülasyonundaki bu değişim sadece çevresel faktörden etkilenen popülasyona aittir.Diğer popülasyonlarda ise farklı koşullar farklı özelliklerin seçilmesine neden olur.Sonuçta aynı türün iki ayrı popülasyonu farklı ortam koşullarında farklı özeliklerin öne çıktığı farklılaşmalara yol açar.

Sonuç:

• Evrimin ham maddesi kalıtsal varyasyonlardır
• Evrimin mekanizması doğal seleksiyondur
• Doğal seleksiyonlar sonunda adaptasyonlar ortaya çıkar

Genetik Denge 
Dengeli  bir popülasyonda allel frekansları kuşaklar boyu dengeli kalır; evrime destek olmaz
 Hardy-Weinberg denge
Popülasyon gen havuzundaki alel frekansları diğer ajanlar olmadığı sürece sabit kalacaktır
 p + q = 1 (frekans = 100%)
 p 2 + 2pq + q 2 = 1 (1 = toplamı tüm)

Makroevrim
Evrim allelerin populasyondaki frekanslarının bir kuşakdan diğerine değişimidir. Bu değişimler mikroevrim olarak adlandırılır.

Bir popülasyona doğal seçilim 3 yolla etki edebilir: 
1.Dengeleyici Seçim : aşırı özellikli bireyleri ortadan kaldırır normal özellikli nesli artırır; ex.  insan bebek doğum ağırlıkları

2.Yönlü Seçim : aşırı özellikli  biri diğer bireylere karşı üstünlük sağlayarak popülasyonda neslini artırabilir, örn.  Kettlewell'in sanayi devrimi kelebekleri

3.Yıkıcı Seçim : çevre koşulları iki uçtaki aşırı özellikli bireylerin  lehine oluşmasıyla normal özellikli bireyler ortadan kalkar ex.  jartiyer yılanı

Biyolojik Tür 
Ortak atadan gelen, yapı, şekil ve özellikler bakımından benzer, kendi aralarında üreyebilen ve üreyebilen fartler meydana getiren, bireyler topluluğudur.

 Türleşme  yeni türlerin oluşum
Üreme izolasyonu –İki popülasyonu oluşturan organizmalar arasında gen alış verişinin engelleme özelliği.

1. Zigot öncesi izolasyon mekanizmaları 
 zaman  – tür farklı zamanlarda üreme
 habitat  - türleri, farklı bölgede yaşamak,
 davranışsal - çiftleşme hareketleri ve kur şekilleri farklıdır
 mekanik - erkek ve kadın cinsel organlarının uyumlu değildir
 gametik - gametler zigot oluşturmak üzere birleşemez

2.Zigot sonrası izolasyon mekanizmaları 
 melez yaşamaz – gelişir ama yaşamaz
 melez kısırlık – yaşar 

Allopatrik türleşme:
türleşme olayı  coğrafik olarak birbirinden ayrılmış populasyonlarda  gerçekleşir.

Simpatrik türleşme:
türleşme olayı yayılış alanları coğrafik olarak üst üste binen populasyonlarda gerçekleşir.

 Adaptif dağılım :
Ortak bir atanın değişik ortam koşullarına uyum yaparak farklı türler şeklinde gelişmesi adaptif  dağılım olarak adlandırılır.Darwin'in ispinozları

 Makroevrim:
Evrimsel yeniliklerin çoğu , daha eski yapıların değişikliğe uğramış versi yonlarıdır.Yeni biyolojik yapıların çoğu, daha önce mevcut olan yapılar dan birçok kademeden gelişmiştir.

 Türleşme Oranı: 
 fosil kayıtlarından elde edilen deliller üzerine iki model vardır:
• filetik kademeli Model - küçük değişikliklerin kademeli birikimi ile gerçekleşen büyük değişiklikler türleşmeye yol açar
• Sıçramalı Denge Modeli - ani değişikliklerle türleşme atakları gerçekleşir; bu teoriyi fosil kayıtlarında boşluklar açıklamaktadır

 Evrim modelleri: 
• Açılan - iki türün atası ortak köken arası

• Daralan - ortak bir atadan gelmeyen ilgisiz türlerin benzer ortamlarda veya yaşam biçimleri nedeniyle benzer özellikleri paylaşması. (analog yapılar)

• Paralel - ilgili türler türleşme sonra benzer şekilde gelişti.

• Birlikte evrime – türün diğer bir türe evrimsel yanıtı

• av-avcı
• bitki ve bitki yiyen böcekler
• polinatörler ve çiçekli bitkiler
• patojenler ve bağışıklık sistemi

Evrimin kanıtları
1-Yapısal benzerlikler

• Karşılaştırmalı anatomi incelemeler , hayvanlar ve bitkiler aleminde temel yapısal benzerlikleri ortaya koyar.
• Tohumlu bitkilerin kök , dal ve üreme organı çiçekler gibi ortak ve temel yapılardan oluşur.
• Omurgalılarda ise ön üyelerin (kol ya da ön bacak ) iskeleti benzeşiminin en çarpıcı örneğidir
• Bazı türler için yaşamsal önem taşıyan bazı anatomik yapılar diğer türlerde körelmiş ve işlevsiz olması
• Mağaraya uyumlu canlılarda işlevsiz göz ve pigment üretiminin olmaması
• Pitonlarda körelmiş pençe
• İnsan türün erkelerinde meme
• İnsanda kör bağırsak
• Tavuk ayaklarındaki sürüngen pulları
• 20 lik dişler
• Analog ve homolog organların varlığı

2-Embriyon ve gelişme benzerlikleri:

-Embriyonik gelişim aşamalarının farklı canlılarda aynı temellerle ve benzer şekillerde gerçekleşmesi ve farklı türlerde ayrılmanın erken dönemde benzer türlerdeki ayrılmanın ise geç dönemde gerçekleşmesi.
-Sistemlerin gelişimi 

• Kalbin 2-3-4 odacıklı olacak şekilde sıralı gelişimi
• Böbrek pro-mezo ve metanefroz şekillerde sıralı gelişim göstermesi

3-Davranış benzerlikleri:
Canlılardaki kalıtsal davranışlardan, içgüdüsel davranışlardaki benzerlikler yakın türlerde daha belirgindir.

4-Karşılaştırmalı biyokimya bulguları:

• Ortak kimyasal reaksiyonlar ve bunlarda rol alan enzimlerin benzemesi.
• Bazı işlevsel proteinlerde yakın türlerdeki benzerlik oranının fazlalığı.
• DNA-RNA ve protein sente mekanizmasındaki evrensellik.
• Biyo-teknolojinin gelişimi ile farklı türlere ait genlerin bir canlıda toplanabilmesi

5-Parazitoloji bulguları:

• Parazit yaşayan canlılarda yakın türlerden farklı olarak bazı sistemlerini kaybetmiş olması ve bazı sistemlerdeki aşırı gelişme.
• Parazitlerin konukçu ile uyumlu anatomi ve fizyolojik özelliklere sahip oluşu

7- Paleontoloji bulguları:

• Fosil kanıtlardan, geçmişte yaşayan ve bugün var olmayan pek çok canlı türünün olduğu.
• Bunların yaşadığı dönemlerdeki çevresel koşullarla büyük uyumluluk gösterdiği ve bugünkü şartlarda yaşama şanslarının olmaması
• Bazı fosil kanıtların bugün var olan farklı sınıflara ait özellikleri bir arada bulundurması

8-Genetik bulguları :

• Genetik materyalin tüm canlılarda aynı oluşu
• Temel yaşamsal olayların belirlemesinde etkili genlerin tüm canlılarda aynı oluşu
• Genler canlıya ait olmasa bile transgenik canlıların üretilmesi
• Gen nakilleri yapılarak insana ait insülin,büyüme hormonu vb proteinlerin bakteri ve diğer canlılarda üretilebilmesi

Populasyon Dengesini Bozan Etmenler
Hardy-weinberg prensibi popülasyon dengede kaldığı sü4rece geçerlidir.fakat popülasyondaki genlerin frekansı uzun süre dengede kalamaz.Genlerin frekansının değişmesine mutasyon , seleksiyon , göçler , izolasyon ve rastgele olmayan evlilikler neden olur.

• Göçler : Göç komşu iki popülasyon arasındaki gen akışı olarak tanımlanabilir.

• İzolasyon ( Ayrılma – Tecrit) : Büyük popülasyon lar çeşitli nedenlerle (dağ ,deniz, ve çöl oluşumu ile veya kıtaların kayması ile) küçük popülasyonlara bölünebilirler.

• Mutasyon : Mutasyonlar genetik farklılık meydana getirmelerinden dolayı popülasyonlarda gen frekanslarının değişmesine yol açan en önemli faktörlerin başında gelir.
• Doğal seleksiyon (Seçilim) : çeşitlilik gösteren bir popülasyon da , belli özellikler yönüyle üstün ve zayıf olan fertler bulunur. Doğal seleksiyon zayıf olanları ortadan kaldırır.

• Genetik sürüklenme : Doğal şartlarda yaşayan , özellikle küçük popülasyonlarda nesilden nesile veya yıldan yıla gen ve birey oranlarının yapay bir etki olmadan rastgele değişmesine genetik sürüklenme denir.

• Eş seçimi : Bireylerin çiftleşmek için birbirlerini rastgele seçmeleri yerine özel niteliklerine göre seçmeleri zamanla farklı özelliklerin çıkmasına neden olur.

Kalıtsal Materyalin Değişmesi

• Tüm canlılarda ortak olan özellikler.
• Canlıyı diğer türlerden ayıran türe özgü özelikler.
• Canlıyı türün diğer bireylerinden ayıran bireysel özellikler olmak üzere üç grupta toplanabilir. 

Bu özelliklerin oluşması ve yeni döllere taşınması DNA ların üzerinde bulunan genlerle olur. Normalde DNA lar kendilerini hatasız eşler. Genler ve kalıtsal bilgi değişmez.Ancak bazı durumlarda yanlışlıklar olabilir. Bunlar :

DNA ya fazladan bir yada birkaç nükleotid çifti eklenebilir.

DNA dan bazı nükleotid çiftleri kopup ayrılabilir.

DNA molekülündeki baz çiftleri karşılıklı yer değiştirebilir. Örneğin A-T çifti T-A çiftine dönüşebilir.

Bir nükleotidin karşısına kendi eşi olmayan başka bir nükleotid bağlanabilir..

• Örneğin sitozin nükleotidin karşısına guanin nükleotid bağlanması gerekirken timin yada adenin nükleotid bağlanabilir.
• Kromozomlardan parça kopabilir yada kromozomlara parça eklenebilir.
• Canlıların genetik bilgilerindeki kalıcı olan bu tip değişmelere mutasyon (değişim)denir.

Mutasyonlar sonunda canlıda ortaya çıkacak değişmeleri 2 grupta inceleyebiliriz.
1- Canlıların bazı özellikleri yerine yeni özellikler oluşabilir.
2- Mutasyon, canlıların belirli bir çevrede yaşama ve üreme şansını arttıran özellikler kazandırabilir. Bunun tersine canlıların yaşama ve üreme şansını ortadan kaldırabilir.
Not:Bazen bir gen farklı mutasyonlara uğrayarak çok sayıda alel meydana getirebilir.
Örneğin kedilerde kıl renginin çeşitli olmasını sağlayan çok sayıda aleller mutasyonla oluşmuştur.

Canlıların çok farklı özelliklere sahip olmasının yani genetik çeşitliliğin nedeni bir canlıda çok sayıda geninin bulunmasıdır. Bir gendeki mutasyon olasılığının düşük olmasına karşın bir canlıda çok sayıda gen bulunduğundan canlıdaki toplam mutasyon olasılığı artar.

Evrimsel açılım ve ekolojk ilişkiler

• Allen kuralı (kanun): Soğuk iklim şartlarındaki aynı tür canlıların sıcak iklimdeki akrabalarına göre çıkıntıları daha küçüktür.
• Bergmann kuralı (kanun): Soğuk iklim şartlarındaki aynı tür canlıların sıcak iklimdeki akrabalarına göre vücutları daha büyüktür.
• Dollo kuralı (kanun): Evrim geri mutasyonlara karşın geriye dönük değil ileriye dönüktür.
• Cope kuralı (kanun): Omurgalı hayvanların vücutları sürekli bir büyüme içindedir.
• Gloger kuralı (kanun): Kuzey yarıküredeki hayvanlar açık renkli, güneydekiler koyu renklidir.