Evrim, elindekini en iyi şekilde değerlendirerek, bir zamanlar var olan tek bir merkezi görme organını iki yeni göze dönüştürmüş olabilir. İşte bu ilginç fikir, yeni bir teorik çalışma ile bilim dünyasının gündemine oturdu.
Bilim insanları tarafından yapılan bu teorik senteze göre, insan gözleri de dahil olmak üzere omurgalıların gözleri, erken dönem iki taraflı simetrik hayvanların (bilaterian) çift gözlerinden doğrudan miras alınmamış olabilir. Bunun yerine, evrimsel bir sapmadan kurtulan tek bir ışığa duyarlı organdan yeniden 'icat edilmiş' olabilirler.
Farklılıkların Kaynağı
Çalışmanın kıdemli yazarlarından, göz evrimi konusunda önde gelen uzmanlardan biri, omurgalı gözlerinin diğer hayvan gruplarının yan gözlerinden temelde farklı olduğunu belirtiyor. Temel fark, omurgalı gözündeki ana fotoreseptörün (ışığa duyarlı hücre) siliyer yapıda olması, oysa eklembacaklılar ve kafadan bacaklılar gibi diğer gruplarda rabdomerik yapıda olmasıdır.
Işığa duyarlı iki ana fotoreseptör hücresi sınıfı bulunur: rabdomerik ve siliyer. Bu hücreler şekilleri, içerdikleri görsel pigmentler (opsinler) ve ışığa verdikleri elektriksel tepkiler açısından farklılık gösterir.
Birçok omurgasız türü görme için rabdomerik fotoreseptör hücrelerini kullanırken, siliyer hücreler ışık algısını sağlasa da doğrudan görmeden çok, biyolojik saatleri düzenlemeye yardımcı olur. Ancak omurgalılar, her iki fotoreseptör türünü de aynı organda bir araya getirmiştir.
Omurgalı retinasında, siliyer fotoreseptör hücreleri (basil ve koni hücreleri) görüntü oluşturan görmeyi gerçekleştirirken, rabdomerik bileşen hem ortam ışık seviyelerini izler hem de basil ve koni hücrelerinden gelen görsel bilgiyi beyne iletir.
Araştırmacılar, omurgasızların rabdomerik temelli yapısının, ortak atadan miras alınan ve günümüz omurgasızlarında paylaşılan atalardan kalma gözlerin durumu olduğunu savunuyor.
Evrimin Farklı Yolu
Peki, omurgalılar nasıl oldu da farklı bir evrimsel yola saptı? Bilim insanları, iki taraflı simetrik hayvan soyunun ayrılmasından sonra – bir kol böcekleri, kabuklular ve yumuşakçaları verirken, diğeri kordalılar ve omurgalıları içeren deuterostom adı verilen bir gruba yol açtı – uzak bir atamızın daha hareketsiz bir yaşam tarzı benimsediğini öne sürüyor. Bu atanın deniz tabanında sabit yaşadığı veya kısmen kuma gömülü olduğu düşünülüyor. Bu koşullar altında, iki yan gözün bir dezavantaj haline gelmiş olabileceği belirtiliyor. Zira sinir dokusunun korunması ve işlev görmesi oldukça maliyetlidir.
Eldekiyle Yetinme
Eğer o atadan gelen soy çökmüş olsaydı, bugün göz evrimi üzerine kafa yormuyor olurduk. Ancak soyundan gelen bazılarının serbest yüzen bir yaşama dönmesiyle, çift yan gözler tekrar açık bir avantaj haline geldi. Yüzen bir hayvan için yön bulma açısından iki göz esastır: her iki taraftan gelen ışık girdisini karşılaştırarak, sinir sistemi rotayı koruması mı yoksa dönmesi mi gerektiğini belirleyebilir.
Ancak o zamana kadar, rabdomerik yan gözler kaybolmuştu. Geriye ne kaldı? Neyse ki, o atadan gelen canlıların gece ile gündüzü ve açık suda mı yoksa gölgede mi olduklarını ayırt etmek için ortam ışığını izlemeye hala ihtiyacı vardı. Bu nedenle, araştırmacılar bu canlının hala tek, merkezi konumda bir gözü koruduğunu düşünüyor.
Bu erken deuterostomun orta gözünün hem siliyer hem de rabdomerik hücreleri içerdiğine inanılıyor. Sonuç olarak, her iki hücresel soy da tek bir ilkel, merkezi göze dahil edildi ve bu göz daha sonra omurgalı gözlerine evrildi.
Omurgalıların Üçüncü Gözü
Bu dönüşümün bir izi, beynin tabanında bulunan ve genellikle omurgalıların 'üçüncü gözü' olarak adlandırılan epifiz kompleksinde hala hayatta olabilir. Bilim insanları uzun süredir retinanın ve epifiz organının arasında çarpıcı benzerlikler olduğunu fark etmiş ve ikisinin de tek bir atadan evrimleştiği, epifiz organının ise daha ilkel bir versiyonunu temsil ettiği yönünde spekülasyonlar yapılmıştır.
Ancak yeni çalışma, bu durumu farklı bir açıdan ele alıyor. Retinanın özgü bir özelliği olan ve basil-konileri ganglion hücrelerine bağlayan bipolar hücrelerin, epifiz organında zaten mevcut olduğu, sadece tipik bir bipolar hücre gibi görünmedikleri düşünülüyor. Bu nedenle, bipolar nöronların tamamen yeni bir evrimsel icat değil, hem rabdomerik hem de siliyer hücrelerin özelliklerini harmanlayan ve iki fotoreseptör soyunu birbirine bağlayan karma bir kökene sahip olduğu öne sürülüyor.
Bu yeni model, mevcut fikirlere ve verilere dayanmakla birlikte, test edilmesi gereken önemli soruları da beraberinde getiriyor. Örneğin, atadan gelen kordalının çukurlaşan bir yaşam tarzı benimsediği fikri hala tartışmalıdır ve erken iki taraflı simetrik hayvanların zaten çift yan gözlere sahip olduğu iddiası spekülatifliğini korumaktadır.
Araştırmacılar, modellerinin test edilmesi gerektiğini kabul ediyor ve bu amaçla epifiz ve retina hücrelerinin moleküler karşılaştırmaları, gelişimsel çalışmalar ve diğer deuterostom türlerindeki göz gelişiminin daha geniş örneklemesi gibi çeşitli yöntemler sunuyorlar. Çalışmanın amacı, test edilebilir hipotezler ortaya koyarak gelecekteki araştırmalara zemin hazırlamak.
