‘Erkenci kuşlar’ın gizemi genlerimizde gizli

Oxford Üniversitesi

‘Genom Biology ve Evolution’ adlı dergide Oxford University Press tarafından yayınlanan yeni bir makale, Neandertal kökenlerimizden kalma genetik materyalin, günümüzde kimi insanların ‘erkenci’, yani erken yatıp erken kalkma hususunda daha rahat insanlar olma eğilimi taşımasına katkıda bulunmuş olabileceğini gözler önüne seriyor.

Anatomik olarak modern insanların kökenleri günümüzden yaklaşık 300 bin yıl önce Afrika’ya dayanır ve burada var olan doğal etkenler biyolojik özelliklerinin büyük kısmına şekil verir. Modern Avrasya halklarının öncüleri, yaklaşık yetmiş bin yıl önce gün ışığının ve sıcağın altında daha fazla mevsimsel değişim sergileyen daha yüksek enlemler de dahil olmak üzere, farklı yeni doğal ortamlarla karşılaşacakları Avrasya’ya doğru göç etmeye başladılar.

Bununla birlikte, Neandertaller ve Denisovalılar gibi diğer homininler 400 bin yılı aşkın bir zamandan beridir Avrasya’da yaşamaktaydı. Bu tarih öncesi homininler, yaklaşık 700 bin yıl önce modern insanlarla yolunu ayırdı ve en nihayetinde atalarımız ve tarih öncesi homininler birbirinden farklı doğal şartlar altında gelişimini sürdürdü. Bu süreç, soylara has genetik çeşitlenme ve fenotiplerin [dış görünümlerin] birikmesiyle neticelendi. İnsanlar Avrasya’ya ulaştıklarında, kıtadaki tarih öncesi homininlerle çiftleştiler ve bu durum, insanların bu yeni doğal çevrelere adapte olmuş genetik varyantlar kazanma ihtimalini doğurdu.

GENETİK MİRAS

Daha eski araştırmalar, modern insanlarda görülen tarih öncesi hominin özelliklerinin büyük kısmının faydalı olmadığını ve doğal seçilim tarafından yok edildiğini, buna karşın insan topluluklarında geriye kalan tarih öncesi hominin özelliklerinin bir kısmının adaptasyona ilişkin kanıtlar barındırdığını ortaya koydu. Mesela, tarih öncesi genetik varyantlar, daha yüksek irtifada yaşayan Tibetlilerde rastlanan hemoglobin düzeyindeki farklar, hastalık yapıcı yeni organizmalara karşı bağışıklık direnci, cilt pigmentasyon düzeyleri ve yağ bileşimiyle ilişkilendirildi.

Işığa maruz kalma düzen ve seviyesinde yaşanan değişimler, evrimsel adaptasyonlara neden olabilecek biyolojik ve davranışsal neticeler üretir. Bilim insanları daha önce böcek, bitki ve balıklarda sirkadiyen [Dünya’daki gece-gündüz döngüsü] uyumun evrimini geniş ölçekli bir şekilde araştırdılar; bununla birlikte, mesele insanlar üzerinde ayrıntılı biçimde çalışılmadı. Birkaç yüz bin yıl boyunca Neandertallere ve Denisovalılara ev sahipliği yapan Avrasya doğal ortamları, modern insanların Afrika’dan ayrılmadan önce evrim geçirdiği çevreye kıyasla daha değişken gündüz saatlerine sahip olan daha yüksek enlemlerde yer alır. Bundan ötürü, araştırmacılar, Neandertallerin ve modern insanların sirkadiyen saatlerinde yaşanan farklılıklar bağlamında genetik bir kanıt olup olmadığını araştırdılar.

Araştırmacılar, literatür araştırması ve uzman bilgisinin karışımı sayesinde sayıları 246’a ulaşan bir grup sirkadiyen gen tespit ettiler. Sirkadiyen saatle bağlantılı olan genleri etkileme potansiyeline sahip, her bir soya has yüzlerce genetik varyant keşfettiler. Bilim insanları, yapay zekâ yöntemlerini kullanarak, arkaik insanlarda genetik uyumu değiştirme ihtimali olan varyantları kapsayan 28 sirkadiyen gen ve günümüz insanlarıyla tarih öncesi insansılar arasında büyük ihtimalle farklı biçimde düzenlenmiş 16 sirkadiyen gen tespit ettiler. Bu bulgu, tarihöncesi insansıların sirkadiyen saatleri ile modern insanlarınki arasında büyük olasılıkla işlevsel farklılıklar olduğunu ortaya koydu. Avrasyalı modern insanların ve Neandertallerin ataları melezleştiği için, kimi insanların Neandertallerden sirkadiyen varyantlar miras almış olması muhtemeldi.

YÜZ BİNLERCE İNSAN ARAŞTIRILDI

Araştırmacılar bu ihtimali bir testten geçirmek amacıyla Birleşik Krallık Biyo-Bankası’ndaki birkaç yüz bin kişinin geninin oluşturduğu geniş bir kohort [kontrol] grubunda, iç içe geçmiş durumdaki genetik varyantların -Neandertallerden modern insanlara geçen varyantların- bedenin uyanıklık ve uyku tercihleriyle bağlantılı olup olmadığını araştırdılar. Uyku tercihi üzerinde etkiye sahip pek çok iç içe geçmiş varyant keşfettiler ve dikkat çekici bir şekilde, bu varyantların sabahları erken uyanma eğilimini sürekli biçimde artırdığını fark ettiler. Keşif, bu özellik üzerinde yönlü bir etki olduğunu ortaya koyuyor ve öteki hayvanlarda gözlemlenen yüksek enlemlere adaptasyon örnekleriyle de tutarlılık gösteriyor.

İnsanlarda git gide artan erkencilik eğilimi, sirkadiyen saatin kısalmış bir periyoduyla bağlantılıdır. Bu özellik, büyük olasılıkla daha yüksek enlemlerde bir fayda sağlar; nitekim, uyku / uyanıklık dışı zamanlama belirteçleriyle daha süratli biçimde eşgüdüm sağladığı ortaya konmuştur. Yüksek enlemlerdeki aydınlık uzun yaz dönemleriyle eşgüdüm sağlayabilmesi için meyve sineklerine kısalmış sirkadiyen döngüler gerekir ve daha kısa sirkadiyen döngüler yönündeki doğal seçilim, meyve sineği topluluklarında enlemdeki artışla beraber enlem çizgilerinin azalmasına yol açmıştır. Hâl böyleyken, içe içe geçmiş varyantlarda erkenciliğe dönük eğilim, yüksek enlemlerde yaşayan topluluklarda kısalan sirkadiyen döneme yönelik bir doğal seçilim ortaya koyabilir. Avrupa’nın daha yüksek enlemlerinde yaşayan atalarımız açısından erkencilik eğilimi evrimsel bazda yararlı ve bundan dolayı da Neandertallerden kalma korunmaya değer bir genetik özellik olabilirdi.

Araştırma makalesinin başyazarı olan John A. Capra, “Tarih öncesi DNA’yı, modern insanlar üzerinde gerçekleştirilen geniş ölçekli genetik araştırmaları ve yapay zekâyı bir araya getirdikten sonra, Neandertallerin ve modern insanların sirkadiyen sistemleri arasında büyük genetik farklar olduğunu keşfettik” diyor:

“Bunun ardından, modern insan genomlarında geriye kalan Neandertal DNA’sı parçalarını inceleyerek dikkat çekici bir eğilim keşfettik: Bunların pek çoğunun modern insanlardaki sirkadiyen genlerin denetimi üzerinde etkileri mevcut ve bu etkiler ağırlıklı biçimde erken kalkma eğilimini artırma yönünde tutarlılık gösteriyor. Bu değişim, daha yüksek enlemlerde yaşamanın hayvanların sirkadiyen saatleri üzerinde yarattığı etkilerle de tutarlı görünüyor ve büyük ihtimalle sirkadiyen saatin değişen mevsimsel ışık düzenleriyle daha süratli biçimde uyarlanmasını sağlıyor. Atacağımız sonraki adımlar arasında bu analizlerin daha farklı modern insan topluluklarına uygulanması, tespit ettiğimiz Neandertal varyantlarının model sistemlerdeki sirkadiyen saat üzerinde yaratacağı etkileri araştırmak ve benzer analizleri öteki potansiyel olarak uyarlanabilir özelliklere uygulamak bulunuyor.”

Yazının orijinali EurekAlert sitesinden alınmıştır. (Çeviren: Tarkan Tufan)