Bu yazı Bilim ve Gelecek Dergisi web sitesinden alınmıştır.
Yazının tam adresi http://www.bilimvegelecek.com.tr/?goster=119
Transjenik fareler üzerindeki araştırmalar, renkli görmenin evrimine ışık tutuyorYazının tam adresi http://www.bilimvegelecek.com.tr/?goster=119
Renkli görmenin evrimi, en az 30 yıldan beri bilim çevrelerinde ilgi çeken ve yoğunlukla çalışılan konulardan biridir. Geçtiğimiz aylarda John Hopkins ve Kaliforniya Üniversiteleri'nden bir grup bilim adamının bu konuyla ilgili ortaklaşa yürüttükleri araştırma, Science dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, insandan aldıkları bir geni yerleştirdikleri farelerin ayırt edebildikleri renklerin sayısının arttığını gösterdiler. Elde ettikleri sonuçlar, memeli görme sisteminin esnekliğini ve farelerle-insanlar arasındaki evrimsel ilişkiyi gözler önüne serer nitelikteydi.
Nıvart Taşçı
[Tüm yazıları]
Renkli görmenin evrimi, en az 30 yıldan beri bilim çevrelerinde ilgi çeken ve yoğunlukla çalışılan konulardan biridir. Geçtiğimiz aylarda John Hopkins ve Kaliforniya Üniversiteleri'nden bir grup bilim adamının bu konuyla ilgili ortaklaşa yürüttükleri araştırma, Science dergisinde yayımlandı. Araştırmacılar, insandan aldıkları bir geni yerleştirdikleri farelerin ayırt edebildikleri renklerin sayısının arttığını gösterdiler. Elde ettikleri sonuçlar, memeli görme sisteminin esnekliğini ve farelerle-insanlar arasındaki evrimsel ilişkiyi gözler önüne serer nitelikteydi.
Primat olmayan çoğu memelinin göz özellikleri, ancak iki renkli görmelerine imkân vermektedir. İki renkli görüşe sahip olmak demek, farklı tipte iki fotopigment bulundurmak demektir. Fotopigmentler, gelen ışığın dalga boyunun uzunluğuna bağlı olarak bir tepki verir ya da vermezler. Işığın dalga boyunun fotopigmentte tetiklediği yapısal değişimin sinir sistemi aracılığıyla beyne iletilmesiyle canlı, o dalga boyuna ait renkleri algılayabilir. Bu yüzden farklı tiplerde fotopigmentler bulunduran canlılar, daha çok sayıda renk ayırt edebilir. Mesela primatlar, diğer memelilerin aksine üç renkli görüşe sahiptir, çünkü onlarda üç farklı fotopigment tipi vardır.
Memelilerin büyük kısmında kısa dalga boyuna (S) ve orta (M) ya da uzun (L) dalga boyuna duyarlı olmak üzere, iki farklı tip fotopigment bulunur. S tipi kırmızı ışığa, M tipi yeşil ışığa ve L tipi de mavi ışığa duyarlıdır. S fotopigmentini şifreleyen gen, cinsiyeti belirleyen bir kromozom üzerinde değilken, diğer fotopigmenti şifreleyen gen çoğunlukla X kromozomu üzerindedir. X kromozomundaki bu genin evrim sürecinde değişime uğraması ya da kopyalanmasıyla, primatlardaki üçüncü tip fotopigmenti şifreleyen genin ortaya çıktığı düşünülmektedir. Primatlarda fazladan bulunan, (M) ya da (L) tipi olabilen bu fotopigment sayesinde, bizim de dahil olduğumuz primatlar üç renkli görüşe kavuşmuşlardır.
Yukarda bahsedilen çalışmada araştırmacılar, X kromozomundaki fotopigment geninin değişiminin renkli görmenin evrimindeki rolünü açığa çıkarmayı amaçlamışlardı. Gerald Jacobs ve Jeremy Nathans liderliğindeki araştırma ekibi, insandaki fotopigment genini taşıyan fareler oluşturdu. Bu tür bilimsel araştırmalarda, farelerin genetik yapısına müdahale etmek sıkça başvurulan yöntemlerden biridir. Böylece mercek altındaki genin varlığının ya da eksikliğinin farenin fizyolojisi ya da davranışı üzerindeki etkisi incelenerek, genin işlevi hakkında bulgu elde edilmeye çalışılır. Burada amaçlardan biri de, fareye yine başka bir memeliden aktarılan duyu reseptöründen, yani fotopigmentten gelen sinyali, fare beyninin değerlendirebileceğini göstermekti.
Normalde farelerde S ve M tipi fotopigmentler vardır. Yani mavi tonda renkleri göremezler. Genetik mühendisliği ürünü farelerin daha fazla rengi ayırt edebildiğini göstermek için araştırmacılar, bu hayvanlara davranış testleri uyguladılar. Üç panel arasından farklı renktekini (mavi) seçen hayvan, yiyecekle ödüllendiriliyordu. İnsan genini taşıyan fareler, on binlerce kez yapılan denemelerin yüzde sekseninde doğru paneli bulmayı başardı. Normal görüşlü fareler ise, beklenileceği üzere denemelerin ancak üçte birinde ödüle ulaşabildi. Bu sonuçlar üzerine, insandan aldıkları genle beraber farelerin yeni renkler görmeye başladıklarını anlayabiliyoruz.
Bu çalışmayı gerçekleştiren araştırmacılara göre, elde ettikleri sonuçlar sadece renk görme evrimini ilgilendirmiyor; aynı zamanda duyu sisteminin evrimi için de bir fikir veriyor. Daha önce bu minvalde yapılan çalışmalarda, yeni reseptörlerin yerleştirilmesiyle canlının duyu algısının genişletilebileceği gösterilmişti. Fakat ilk defa bu çalışmada, gen aktarılan canlının sinir sistemi o esnekliğe sahipse, artan algıyla beraber yeni davranışlar da kazanabileceği ve yeni tecrübeler yaşayabileceğini görüyoruz. Yani genetik yapısı değiştirilmiş fare, sadece daha önce algılayamadığı ışık dalga boylarını algılamakla kalmıyor, bir yandan da bu algıyı değerlendirebilip yeni renkler görmeyi de başarıyor.
Makalenin yazarlarına göre, elde ettikleri bulgular, evrim süreci içerisinde reseptör genlerindeki bu değişimin doğal seçilim için bir avantaj sağladığına işaret ediyor. Böylece dış dünyadan daha çok bilgi toplanabiliyor ve sinir sisteminin esnekliği sayesinde belirli bir oranda bu bilgiyi değerlendirmek mümkün olabiliyor. Sinir sisteminin duyu reseptörlerinden gelen bilgiyi daha verimli değerlendirebilmesine imkân veren genetik değişiklikler, sonraki nesillerde ortaya çıkmış olmalı.
KAYNAKLAR
1) http://www.sciencedaily.com/releases/2007/03/070322160852.htm
2) Gerald H. Jacobs, Gary A. Williams, Hugh Cahil, Jeremy Nathans; 23 Mart 2007. "Emergence of Novel Color Vision in Mice Engineered to Express a Human Cone Photopigment", Science 315, 1723-1725.
