lenski deneyi

• (bkz: richard lenski)
• o kadar etkileyici bir deneydir ki; ilk okuduğumda bana "acaba bir süre sonra bu bakteriler camı yeme yeteneği de kazanırlar ve deney tüplerinden çıkarak dünyamızı yerler mi?" diye düşündürtmüştür. şaka bir yana, insanlık tarihinin en önemli deneylerinden biridir, hayatın o denli basit ve temel bir işleyişine değinir ki, bilimle ilgili veya değil her insanın ne olduğunu okuyup öğrenmesinde fayda vardır. yeterince zaman ve uygun ortamın, yaşamı nasıl da dallandırıp budaklandıracağını gösterir. keşke darwin bu deneyi görebilseydi.
• rastgele mutasyonların herhangi bir canlıda işe yarayıp yaramadığını gösterme amacı güden deney.
  
  lenski deneyinde canlının neslini devam ettirmesine engel olmayacak veya neslin devamı için olumlu değişimlere neden olacak bir mutasyonun varlığı gözlenmiştir. deney halen devam etmekte ve hangi mutasyonun bu evrilmeye neden olduğu araştırılmaktadır. eski bakteri ile yeni bakteri arasında genetik kod değişmiş ve yeni bakteriler artık sitrik asit kullanabilen daha gelişmiş türe dönüşmüştür.
• bu deney makro evolüsyonu ispatlamaz. tek hücreli basit canlılarda ufak tefek değişimler olabileceğini gösterir. hepsi bu. memeliler gibi karmaşık canlıların evrimini ispatlamayamaz. yine de güzel bir deneydir.
• bir bakteride daha önce var olmayan bir yeteneğin önce çok kabaca ortaya çıkışı, ilerleyen nesillerde tam işlevsel hale geldiğini gösterir deneydir.
• evrimi gözlemlemek için yapılan deneydir.
  
  bu deneyde bakteriler kullanılmasının sebebi, bizim için milyonlarca yıl sürecek bir evrim, bakteriler için 20 yıl sürüyor. dolayısıyla gözlemlemeyi mümkün kılıyor.
  
  "vahşi doğada bulunan e. coli bakterileri sitrat molekülünü bırakın sindirmek, hücre içerisine bile alamamaktadır, çünkü oksijenin varlığında bu molekülü hücre içerisinde taşıyabilecek hiçbir taşıyıcı protein üretilemez. bu şekilde sitratı sindiremeyen e. coli nesillerine cit(-) adı verilir. hatta bu durum, e. coli'nin hastalık yapıcı bir bakteri olan salmonella'dan ayırt edilebilmesi için kullanılmaktadır. ancak deney sırasında, 33.127'nci nesil civarında bir yerde, 12 popülasyondan birinde inanılmaz ve hiç görülmedik bir sayı artışı tespit edilmiştir. araştırmacılar, bunun sebebini incelediklerinde, minimal büyüme ortamı dahilinde bulunan sitrat moleküllerinin, o popülasyona ait bakteriler tarafından oksijenli bir ortamda bulunuyor olmalarına rağmen sindirilebilmeye başladığını keşfetmişlerdir. bu da diğer popülasyonlara göre bakterilerin hayatta kalma şansını arttırmaktadır, çünkü daha fazla besin demektir; d,ğer kolonilerin aksine hem glikozu hem sitratı besin olarak kullanabilmeye başlamışlardır. bu var olmayan ve hatta daha önce doğadaki e. coli bakterilerinde de hiç görülmemiş bir özelliğin evrimleşmesi demektir!"
  -evrim kuramı ve mekanizmaları / çağrı mert bakırcı
  
  işte evrim de aslında budur. bu ufak değişimlerin zaman içinde artması ve bir süre sonra değişim, türü, artık ilk baştaki türden tamamen farklı bir tür olacak duruma getirmiştir.
  
  evrim karşıtlarına okutulması ve anlatılması gereken bir deney olduğunu düşünüyorum. günümüzde pompalanan evrim karşıtlığı, insanların evrimi hâlâ "iki maymun çiftleşiyor insan doğuyor" sanmasından, yani bilgisizlikten kaynaklanıyor.
• evrim karşıtlarının "makro evrimi ispatlamaz" dediğine bakmayın. onları zaman makinesiyle götürseniz bile kesin ip var diyecekler.
• adını evrimsel biyolog richard lenski'den almış, 1988 yılında bakteri popülasyonlarının evrimsel dinamiklerinin analizi için başlatılmış ve hala sürdürülmekte olan önemli bir deneydir. 2019'da 70,000 jenerasyon çoktan aşılmıştır.
  
  özdeş popülasyonların benzer çevresel şartlarda benzer adaptasyonlara gideceği düşünülse bile evrim sürecinin seyrini belirleyen ve en az çevre kadar önem arz eden başta belirleyiciler de vardır ki bunların başında bildiğimiz gibi genetik mekanizmalar, mutasyonlar gelir. bu stokastik süreçleri yalnızca doğayı makroskobik boyutta gözlemleyerek anlamak namümkündür.
  
  evrimsel sürece etki eden faktörler ele alınırken determinist bakış açısını baltalayan bir konsept olan, stephen jay gould tarafından ortaya atılan historical contingency kavramı bir düşünce deneyine dayanır. bu biyoloji camiasında "replaying the tape" olarak bilinir ve ilgilendiği soru şudur:
  
  eğer zaman geriye alınsaydı ve evrimsel süreç yeniden başlasaydı sonuçlar yine tamamen aynı mı olurdu?
  
  evrimin makro boyutta ne kadar belirlenimci işleyebildiğini göstermiş olan en iyi örneklerden biri angraecum sesquipedale ve xanthopan morganiidir. (bkz: charles darwin/@highpriestess) komparatif anatomi gibi branşlar da makro boyuttaki işleyişe ilişkin kayda değer ipuçları verebilir. bazı iteratif evrim süreçleri büyük ölçekli olduğundan öngörülebilir lakin bu pek sık rastlanan bir durum değildir. dryolimnas cuvieri aldabranus gibi türler halihazırda istisnai olarak görüldüklerinden bu denli ilgi çekerler. gelgelelim bunlar gould tarafından ortaya atılmış olan temel problemi yanlışlamaz. aslında bu soru fizikçilerin çalışmalarından bağımsız değerlendirilemez zira evrende bir tür ontolojik indeterminizmin egemenliğinden söz edilecekse doğal olarak bundan yalnızca fizik ve kimya bilimleri değil bütün bilim dalları etkilenecektir. tanrının zar atıp atmadığı gayri kabili tahmin olarak kaldığından evrimsel süreçteki stokastik değişimlerin ne kadar etkili olduğu en etkili olarak mikroskobik boyutlarda incelenebilir. lenski deneyi de bu yüzden önemlidir.
  
  uzun jenerasyon zincirlerini laboratuvar ortamında gözlemlemek, bilgisayar simülasyonları kullanmak ve filogenetik yardımı ile ilişkilendirmeler yapmak: bunlar mikroevrimin anlaşılması için izlenen temel yöntemlerden bazılarıdır. zaten lenski de 90'lı yıllarda bilgisayar simülasyonları ile içli dışlı olmaya başlamış, kendi deneyine benzeyen simülasyonlar üzerinde çalışmıştır. kullanmış olduğu program avida'dır.
  
  asıl laboratuvar deneyinin başlangıcında ise lenski ilk olarak şişelerde 12 özdeş escherichia coli kolonisi hazırlamıştır. tahmin edilebileceği üzere bu kolonilerin en büyük avantajlarından biri günde 6-7 kuşak ilerleyebilmeleridir.
  
  her popülasyonun örnekleri her 500 nesilde bir dondurulmaktadır. bu süreçlerde tutulan fosil kayıtları coli'nin evriminin kronolojik olarak incelenmesini mümkün kılmaktadır. kolonilerin içlerinde yaşadıkları şişelerin içinde özel bir sıvı vardır. sıvı iki önemli madde içermektedir:
  
  1) glukoz
  2) sitrat
  
  glukozun şişelerde yer alma sebebi kolonilerin nütrisyonu iken sitratın şişelerde yer alma sebebi bakterilerin demir alımı için gerekiyor olmasıdır. coli'de, sitrata bağlı bir demir taşıma sistemi görülür. coli'nin dış membranındaki bir reseptör olan feca'ya ferrik sitrat bağlanması ile, süreçte görevli olan genlerin transkripsiyonu indüklenir.
  
  deneyin 15. yılında ise ilginç bir vaka gerçekleşmiştir.
  
  şişelerden biri giderek opaklaşmıştır ve bu şişedeki bakteriler garip bir şekilde daha hızlı büyümeye başlamıştır. bunun nedeni, bu şişedeki bakterilerin artık demir döngüleri için şişeye koyulmuş olan sitratla da glukozla beslendikleri gibi beslenebilme kabiliyetini edinmiş olmalarıdır.
  
  bu değişim deneyde gerçekleşmiş olan en dikkat çekici mutasyondur. özdeş kolonilerle başlanan bir deneyde bazı adaptasyonlar tüm şişelerde gözlemlenmişken, bazı değişimlerin yalnızca belli şişelerde görülmüş olması oldukça ilginçtir. stephen jay gould'un tabiri ile teybi başa sarmamız sandığımızdan çok daha güç olabilir.
  
  * * *
  ps: 32 yıldır süregelmiş olan deneye covid-19 nedeni ile 2020 yılında ara verilmiştir.
• "gelişmiş canlılarda evrimi açıklamaz" sonucuna nasıl ulaşılmış anlamadım. insan ömrüne sığabilecek yani kısacık bir zaman aralığında bakterilerde daha önce var olmayan bir özellik ortaya çıkmış.(sitratı kullanabilme)
  
  canlıların zaman içerisinde değişebileceğini gösteriyor. yani bakteriler ilk "yaratıldıkları" gibi değiller. yani yeni canmlılar türler oluşmasının önünde bir engel yok. yeterince zaman verilirse -ki milyonlarca yıl yeterli olmuş görünüyor- günümüz gelişmiş canlıları kaçınılmaz bir şekilde oluşacaktır.
  
  aslında var ya yaratılma meselesinde (bkz: present perfect tense) kullanılsa burada "maymunlar neden insan olmuyor?" diyenlerin çoğunun kafasındaki engel kalkmış olacak.