Genetik Sürüklenme Nedir?

Genetik sürüklenme, bir popülasyondaki allel frekansının (görülme sıklığı) rastlantısal olarak değişmesiyle ve kuşaktan kuşağa aktarılmasıyla oluşan evrimsel bir süreçtir [1]. Tamamen şans eseri ve küçük popülasyonlarda gerçekleşmesi bakımından doğal seçilimden ayrılırken genlerdeki değişimlerden ziyade popülasyonlardaki değişimlere sebep olması bakımından da mutasyondan ayrılır. Genetik sürüklenme, zamanla bir popülasyondaki belirli bir genin çoğalmasına sebep olduğu gibi yok olmasına da sebep olur [2,3]. Bu mekanizma tamamen rastlantısal gerçekleşse bile çeşitli matematiksel yöntemlerle istatistiki tahminler ortaya çıkarılabilmektedir. Dolayısıyla popülasyon genetiğinin de çalışma alanları arasına girer [2].

Uzun yıllar boyunca doğal seçilimle karıştırılan genetik sürüklenme ilk olarak 1950’li yıllarda bir herpetolog (sürüngenler ve amfibileri inceleyen bilim insanı) olan Maxime Lamotte’un kara salyangozu (Cepaea nemoralis) popülasyonu üzerine bir çalışma yapması sonucunda genetik sürüklenmenin doğal seçilimden farklı bir mekanizma olduğu ortaya çıkmıştır[3]. Kara salyangozlarının kabukları hem renk bakımından hem de bant sayısı bakımından çeşitlilik göstermektedir. Bir popülasyonda baskın olan renk başka bir popülasyonda az sayıda bulunabilmekte ve bir popülasyondaki bant sayısı başka bir popülasyonda farklılık göstermektedir. Bütün salyangozların tek renk olduğu ve aynı sayıda banta sahip olduğu bir popülasyon bulmak imkansıza yakındır. Peki popülasyonlar arasındaki bu çeşitlilik neden kaynaklanmaktadır?

İlk olarak 1929 yılında evrim teorisi üzerine güçlü çalışmaları olan genetikçi Sewall Wright’ın genetik sürüklenme mekanizmasını ileri sürmesi üzerine bu görüşe en sert çıkan kişi modern istatistiğin de kurucusu olarak bilinen Ronald Fisher olmuş, genetik sürüklenmenin önemsenmeyecek kadar küçük olduğunu iddia etmiştir [4]. Maxime Lamotte’un yaptığı araştırmada, belirli bir popülasyondaki pembe kabuklu salyangozların kahverengi kabuklu salyangozlara oranla daha fazla olmasının, o salyangozların içinde bulundukları çevreye daha uyumlu oldukları anlamına gelmediği ortaya çıkmıştır. Popülasyonlar arasındaki bu çeşitlilik doğaya uyum sağlamak için zamanla oluşmuş değilse bu duruma alternatif bir açıklama getirmek gerekiyordu [5]. Maxime Lamotte’un bu çalışması takiben birçok tartışmaya yol açsa da bir biyolog olan Motoo Kimura’nın 1968 yılında, Moleküler Evrimin Nötral Kuramı’nı ileri sürmesi üzerine genetik sürüklenme evrim kuramının mekanizmaları arasına yerleşmiştir [6].

Görsel: Açıklaması aşağıdaki cümlede yer almaktadır.

Yukarıdaki görselde bir popülasyondaki allel frekansının jenerasyonlar boyunca geçirdiği değişimin simülasyonunu görmektesiniz. İlk jenerasyonda popülasyon “A” ve “a” olmak üzere iki tane allel içerirken zamanla popülasyondaki allel frekansları rastlantısal olarak (çeşitli çevresel etmenlerden dolayı) değişmiştir. 20. jenerasyona gelindiğinde ise popülasyondaki bir allel tamamen yok olmuştur. Bu dağılım çevreye uyum sağlamak amacıyla değil tamamen rastlantısal olarak gerçekleşmiştir. Bu simülasyonda olduğu gibi genetik sürüklenme nesiller boyu küçük popülasyonlarda büyük farklılıklara sebep olabilmektedir [7].

Genetik sürüklenmeye verilebilecek bir örnek ise aşırı avlanma sonucu kuzey fil foku popülasyonundaki allel çeşitliliğinin azalmasıdır. 1890’lı yıllarda kuzey fil fok balıklarının avlanılması ciddi boyutlara ulaşmış ve 19. yy’ın sonlarına doğru popülasyondaki birey sayısı 20’ye düşmüştür. Foklar koruma altına alındıktan sonra nüfusları 30.000’in üzerine çıkmasına rağmen genleri hala bu darboğazın (bottleneck effect) (popülasyondaki birey sayısının ciddi miktarda azalması) izlerini taşımaktadır. Popülasyondaki çeşitlilik zaman içerisinde artsa da avlanılmayan güney fil foklarıyla karşılaştırıldığında çok sınırlıdır [8].

Sonuç olarak, şans eseri etmenlerden dolayı popülasyonlardaki allel frekansı beklenmedik bir şekilde değişebilmekte ve bu değişimlerden kaynaklı olarak da evrimsel süreç farklı yönlere sapabilmektedir. Genetik sürüklenme son yüzyılda popülasyon genetiği, istatistik ve evrimsel biyoloji alanlarının yakından ilgilendiği bir konu olmuş, elde edilen veriler doğrultusunda evrimsel sürecin temel mekanizmalarından biri haline gelmiştir.

Kaynaklar:

  1. “Genetic Drift” National Human Genome Research Institute. https://www.genome.gov/genetics-glossary/Genetic-Drift Erişim Tarihi: 04.03.2021
  2. Random Genetic Drift/ Genetic Drift” Scitable By Nature Education. https://www.nature.com/scitable/definition/genetic-drift-201/ Erişim Tarihi: 04.03.2021
  3. Millstein R. L., (February 2008). Distinguishing Drift and Selection Emprically: “The Great Snail Debate” of the 1950s. Journal of The History of Biology. Erişim Tarihi: 04.03.2021
  4. Crow J. F., (March 1 2010 vol). “Writh and Fisher on Inbreeding and Random Drift”. GENETICS, 184 609-611; https://doi.org/10.1534/genetics.109.110023 Erişim Tarihi: 04.03.2021
  5. Millstein R. L., Wed (Sep 15, 2016). Genetic Drift. https://plato.stanford.edu/entries/genetic-drift/
  6. O’Dwyer J.,Chisholm R., (Jan 1 2013). Neutral Theory and Beyond. https://experts.illinois.edu/en/publications/neutral-theory-and-beyond

Görsel Kaynak: Activity 13.3 Genetic Drift Simulation” Oxford University Press. https://learninglink.oup.com/access/content/hillis-3e-student-resources/hillis3e-chapter-13-activity-3 Erişim Tarihi: 04.03.2021

Denetleyen: Oğuzhan UĞUZ

Yorum bırakın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir