Yoksa nikotin bağımlılığı kalıtımsal mı?

Bu teorinin üzerinde sanki bir uğursuzluk var: Kuramın en iddialı savunucusu, tezini bir türlü kanıtlayamadığı için araştırma sonucunu değiştirerek sunmuş ve hilesi ortaya çıkınca da 1926 yılında Avusturya’da intihar etmişti. Bu olaydan sadece birkaç yıl sonra bir Sovyet ziraat mühendisi kurama inanmayanların tümüne zulmedecekti. Yaşamını 200 yıllık Lamarck teorisine adayan Avustralyalı bir başka bilim adamı ise, bir süre önce üniversitesinden kovuldu.

Tartışma evrim üzerine. Bu konuda Charles Darvin’in doğal ayıklanma tezi mi geçerli, yoksa Jean Baptiste de Lamarck’ın dediği gibi, sonradan edinilen karakter özellikleri de kuşaktan kuşağa aktarılabiliyor mu?

Şu sıralar kendilerini Neo-Lamarckistler olarak tanımlayan bir grup bilim adamı, Fransız zoolog Lamarck’ın görüşünü kanıtlamak için çalışıyor.

Zürafa örneği

Lamarck’ın savını açıklamak için verilen sevimli örnek zürafayla ilgilidir. Zürafanın ataları, daha yüksekte yetişen yapraklara yetişebilmek için boyunlarını hep daha yukarı doğru uzatmışlardı. Bu davranış biçimi de yavruların git gide daha uzun boyunlu doğmasına neden olarak en sonunda uzun boyunlu sevimli bakışlı zürafa türünün gelişmesine yol açmıştı.

Lamarck, Darvin’den elli yıl önce türlerin, organizmanın gereksinimlerine bağlı olarak ortaya çıkan davranışların kalıtımla aktarılması sonucu geliştiğini öne süren doğa bilimcidir.

Bu tez kırk yıl kadar kabul gördükten sonra 20.yy’da durum değişecekti. Kanıtlar o kadar açıktı ki Darvin ve ardılları kesinlikle haklı bulundu.

Günümüz biyoloji kitaplarında da türlerin, Darvin, Gregor Mendel ve August Weismann’ın kurallarına göre ne şekilde oluştuklarını öğreniyoruz.

Buna göre türlerin dünyaya getirdikleri yavrular arasında çevresine en iyi uyum sağlayabilenler hayatta kalabiliyor. Sonradan edinilen kişisel özelliklerse gelecek kuşaklara aktarılmaz.

Demek ki Darvin’e göre zürafalar yapraklara yetişmeye çalışmamış, rastlantısal bir şekilde dünyaya gelen kısa ve uzun boyunlu türler arasında sadece yapraklara ulaşabilecek kadar uzun boyunlular hayatta kalmıştı.

Birazcık haklı mı?

Bu evrim teorisi karşısında Lamarck’ın kuramı önemini yitirmiş ve tamamen unutulmuştu. Fakat son zamanlarda Lamarck sanki yeniden değer kazanmakta. Hatta Science dergisi de bundan birkaç yıl önce ‘Lamarck birazcık haklı değil miydi’ diye sormaya cesaret edebilmişti.

Ve git gide daha fazla araştırma sonucu artık Lamarck’ın evrim teorisinin en azından kısmen doğru olabileceğini gösteriyor.

Mesela Umea Üniversitesi (İsveç) araştırmacılarından Gunnar Kaati, geçen yılın sonlarına doğru, baba tarafındaki büyükbabaların çocukluk dönemindeki davranışlarının gelecek kuşaklarda etkili olduğunu saptadı.

Eğer büyükbaba, ergenlik döneminden önce çok fazla tatlı gıdalar tükettiyse, torununun diyabet hastalığından ölme riski 4 misli yüksek. Fakat eğer dede şekerleme tüketemeyecek kadar darlık çektiyse, torunun uzun yaşama şansı daha fazladır.

Erkeğin kalıtım çizgisinde beslenmeye bağlı bir mekanizma, kalp/dolaşım ve diyabet hastalığı riski üzerinde etkili olmakta, diyor Kaati. Oysa buna benzer bir öğretiye bir zamanlar Alman doktor August Weismann, şiddetle karşı çıkmıştı. 1893 yılından sonra Weissmann bariyeri olarak bilinen bu engeli birçok biyolog bugün de aşmaktan hoşlanmaz.

14 bin çocuk

Sonradan edinilen özelliklerin kalıtımsal olmadığı görüşünden pek tatmin olmayan İngiliz genetikçi Marcus Pembrey, bu sorunu açıklığa kavuşturmak için çevrenin gelecek kuşaklar üzerindeki etkisini araştırdı.

Çevrenin gelecek nesiller üzerinde hiç mi etkisi yok sorusu biraz Lamarck düşüncesini çağrıştırdığı için de dergiler ilk başta biraz nazlanmıştı. ‘Sonuçlara bir türlü inanmak istemiyorlar’ diyor Pembrey. ‘Avon Longitudinal Study of Parents and Children çalışmasında yaklaşık olarak 14 000 çocuğu (ve anne babasını) araştırmış bilim adamı.

Ve henüz yayımlanmamış araştırma sonucuna göre dedenin sigara içme alışkanlığı bile toruna geçebiliyor.

Pembrey sigaranın tam olarak nelere yol açtığını söylemek istemese de kısa bir açıklama yaptı: Sigaranın etkisi babanın veya dedenin sigara içmeye başladığı döneme bağlı. Kritik dönem, ergenlik dönemi değil ondan önceki hızlı gelişme evresidir diyor bilim adamı.

Yani burada nikotine bağımlı çocuklar söz konusu. ‘Spermanın geliştiği yaşta, çevredeki bazı sinyaller kaydedilmekte’ diye açıklıyor bu durumu Pembrey. Üreme hücreleri çocuğun erbezindeki zehir ya da beslenmeyle ilgili işaretlere göre hareket ederler.

Pembrey’ın bulgusu bununla birlikte bazı konularda belirsiz kalıyor. Mesela sigara alışkanlığıyla birlikte beslenme alışkanlığı da değişirse ne olur?

Lamarckçıların işi zor

Kaati’nin analizi kuzey İsveç’teki bir birliğin tarihi ekin kitaplarına dayanıyor. İsveçli araştırmacı belki de Ğ Darvinist görüşe göre Ğ açlık dönemlerinde diyabet riski taşıyanların daha erken öldüklerini saptamış olabilir. Eğer öyleyse bile bu Lamarck tezinin kanıtlandığını göstermez.

Lamarck hayranlarının işi zor. Tahmin edilenlerin birçoğu akla yatkın gelse de kanıtlanması hiç de kolay değil. Aynı sıkıntıyı Darvin de yaşamıştı. Fakat Mendel bezelye deneyleriyle sağlam bir genetik biçimi sununca durum değişti.

Oysa Lamarck yanlıları uzun bir süre tezleri için elle tutulur bir kanıt bulabilmek için uğraştılar. Mesela öğretisini formüle etmeden önce 22 kuşak boyu yavru farelerin kuyruklarını kesen Weismann, farelerin eninde sonunda kuyruksuz dünyaya geleceklerini boşu boşuna beklemişti.

Hatta bir Lamarck yanlısı olan Paul Kammerer sonradan edinilen özellikleri kanıtlayabilmek için kurbağa ayağına siyah mürekkep aşılamış ancak hilesi ortaya çıkınca da intihar etmişti.

Oysa Darvinistler buna karşın genetik sayesinde türleri harika bir şekilde açıklamaya başardılar.

Epigenetik geldi

Fakat bugün artık yeni bir bilim dalı araştırmacıların imdadına yetişti. Her şeyden önce kalıtımla geçebilen ve gen şifresinin değişimine dayanmayan değişiklikleri inceleyen bilim dalı ‘Epigenetik’ olarak isimlendirilmekte.

Buna göre sigara içme alışkanlığının kalıtımla aktarılmasından, döllenmeden kısa bir süre sonra genlerin devamına karar veren moleküler bir mekanizma sorumlu. Sonuç, Darvinistlere bile akılcı gelebilecek bir açıklama getiriyor.

Ayrıca tez, Duke Üniversitesi Tıp Merkezi laboratuarında Randy Jirtle tarafından gerçekleştirilen deneylerle de kanıtlanabilir.

Laboratuarda yetiştirilen farelerin tüy renkleri farklı. Bazıları sarı, bazıları koyu sarı ve koyu kahverengiye kadar değişen farklı tonlarda. Ve bu renk çeşitliği, farklı tüy rengine sahip farelerin çiftleşmesiyle değil özel bir diyetle elde edilmiş. Bazı dişi fareler normal yemle beslenirken diğerlerine ek olarak folik asit ve B12 vitamini verilmiş.

Sonuçta yemdeki vitamin oranı ne kadar yüksekse tüy rengi de o denli koyulaşmakta. Ayrıca bu yavruların obez ya da diyabet hastası olma riskleri de daha düşük. Yani beslenme şekli doğrudan doğruya yavrunun dış görüşünü etkilemekte.

İki tartışmalı sonuç

Tüy renginden Agouti genlerinin işlemesi ya da devre dışı bırakılması sorumlu tutulmakta. Bu genin etkinliği, üzerine yapışan metil molekülleriyle ayarlanmakta ki bu beslenme şekline bağlı bir süreçtir. Yemin içinde ne kadar çok folik asit, B12 vitami, kolin ve betain varsa Agouti geni de o denli metilleşiyor ve bunun sonucunda da farenin tüy rengi koyulaşıyor.

Ancak Jittle, beslenme faktörüyle elde edilen tüy renginin üçüncü ve dördüncü kuşaklara geçip geçmediğini henüz kanıtlamadı. Bunu önümüzdeki yıl yapmaya çalışacak.

Aslında Kaati, Pembrey ve Jirtle’nin çalışmaları Lamarck tezinin sadece küçük bir kısmını açıklıyor. Bu da iki sonuca dayanır:

a) Sonradan kazanılan özellikler kalıtımla aktarılabiliyor;

b) evrim süreci hedeflere uygun bir biçimde gelişebiliyor.

Çevrenin kuşaklar üzerindeki etkisi septikleri memnun ettiyse de ikinci sonuç pek hoş karşılanmadı.

‘Araştırmacılar bir tür Lamarck kalıtımını kabul etmeye hazırlar’ diyor İsrailli filozof ve genetikçi Eva Jablonka. Ama nedense Lamarck evriminin varolduğuna inanmaya yanaşmıyorlar. Hatta kendisini Lamarck yanlısı olarak gösteren Pembrey bile epigenetik fenomenler, bilgilerin düzenli bir şekilde aktarılması değildir diyor.

Embriyon aşamasında

Burada daha çok embriyonun gelişim evresinde dışarıdan alınan bir uyartının bir kuşak gecikmeyle etkisini göstermesi söz konusu.

Amaca uygun tür oluşumundan söz edilemez. Yani bir demirci çekiciyle yıllarca örse vursa da bu davranışı çocuklarının güçlü kaslarla dünyaya geleceğini garantilemez.

Fakat ne olursa olsun evrim, yine de Darvinistlerin savundukları gibi çevre faktörlerinden tamamen bağımsız bir şekilde gelişmiyor. Lamarck’ın tezini kanıtlamaya çalışan bilim adamları kişisel uyum çabasıyla ilgili ilginç bir sonuca ulaştılar. Buna göre gerçi genler değişmiyor ama, organizmaya sınırlı olarak farklı bir çevreye uyum sağlamaya iten epigenetik faktörler var.

Bu faktörlerin de (geçici) elverişsiz dönemlerde dünya sahnesine farklı türlerin ortaya çıkmasını engelleyen biyolojik bir kurtarma mekanizması olduğu sanılmakta. Ve ekolojik faktörlere bağlı uyum, evrim biyologları arasında eco-devo (ecology-development) olarak ele alınmakta.

Yeni bir deney

Hayvanlar dünyasının içinde bulundukları çevreye ne kadar esnek reaksiyon gösterdiğini Maine Üniversitesi’nden Philip Yund’un deneyi de gösteriyor. Araştırmacı Damariscotta ırmağının deltasına yakın bir yerine tulumsuları bırakmış. Irmağın daha sıcak ve besin açısından daha zengin olan kısmına bırakılan hayvanlar yumurta bırakırken on kilometre ileride daha soğuk ve besin açısından fakir olan bölgedeki tulumlular ise ürememiş.

Evrim açısından baktığımızda bu gayet mantıklı, çünkü yumurta üretimi daha çok kaynak gerektirirken, sperma atımı daha zahmetsizdir diyor araştırmacı.

Üstelik insan da çevresine ilginç bir biçimde uyum sağlayan bir canlıdır. Kaliforniya Üniversitesi’nden Ralph Catalano’nun kısa bir süre önce yayımlanmış araştırması iki Almanya’nın birleşmesinden sonra meydana gelen doğumlar üzerine.

Doğu Almanya’da o tarihte erkekten fazla kız bebek doğmuş. Catalano, bu gelişmenin işsizlik ve istikrarsızlıkla ilgili olduğunu söylüyor. Peki burada az sayıda erkeğin çok sayıda kadını dölleyebilmesi nedeniyle doğal bir enerji tasarruf programı mı işlemişti? Bu sorunun yanıtı büyük bir olasılıkla evet. Çünkü doğa uygun koşullarda daha cömert davranabiliyor.

Mesela Hollandalılar 150 yıl öncesine kadar Homo sapiens’in en kısa boylu temsilcileriyken birkaç kuşak içinde en uzunları haline geldiler. Değişim, olasılıkla 1850 ve 1900 yılları arasında daha iyi beslenme koşullarına bağlıydı. Çünkü Darvin’in ayıklanma süreci bu kadar hızlı gerçekleşemezdi.

Katkısı büyük

Smithsonian Tropikal Araştırma Enstitüsü’nden Mary Jane West-Eberhardt, bu tür fenomenlerle yaklaşık 15 yıldır ilgileniyor. Developmental Plasticity and Evolution adlı son kitabında araştırmacı, şimdi organizmalardaki esnekliğin genlerin mutasyona uğramasından önce evrim sürecini harekete geçirdiğini savunuyor.

Buna göre canlılar ana rahminde gelecekte gerekli olanları hissediyor ve her bireye aynı anda değiştirilebilir öneriler sunuyorlar. Die Zeit ‘in bilim ekinde yayımlanan araştırmaya göre (37/02) habere göre Science ve Nature dergisi eleştirmenleri, çalışmayı oldukça isteksizce incelemişlerse de çürütmeye yanaşmamışlar.

Lamarcak, evrim araştırmalarında hep bir çıkış noktası olarak kalacaktır. Onunla başlayan kutuplaşmalar bile verimli fikirler doğurdu. Alman evrim araştırmacısı Ulrich Kutschera da, Jean Baptiste de Lamarck nihayet hakkettiği yere gelebilecek, diyor. Anlaşılan o ki evrim araştırmaları birçok noktada Lamarck’ın tezine yaklaşıyor - her ne kadar sonradan edinilen özellikler yeni türlerin oluşumuna yol açmasa da.

Geleceğin özellikleri

Ama bu sav bile günün birinde gerçek olabilir. Çünkü insanoğlu biyoteknolojik araçlarla kalıtımı hedeflere uygun bir şekilde değiştirmeyi başarırsa Lamarck teorisi en azından yapay olarak kanıtlanabilecek.

Fiziksel özellikler dışında sonradan edinilen zihinsel yetilerin genetik olarak konserve edilmesini sağlayan bir yöntem ise durumu iyice karmaşık bir hale getirebilir.

Hangi özelliklerin gelecekte daha gerekli olabileceği sorusunu ortaya atan Brian Hayes (American Scientist) soruyor:

Kaslar mı? Latince fiiller mi yoksa annemin köfte tarifi mi? Ve liste uzadıkça asıl Lamarckizm sorununa yaklaştığını söyleyen Hayes’in son sorusu şöyle:

Torunlarıma hangi özelliklerimi aktarmak istiyorum?