Prof. Dr. Battal Çıplak'ın Mersin Üniversitesi'nde verdiği konferans sırasında kullandığı sunum.

1. Battal ÇIPLAK (Prof.Dr.) Akdeniz Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Biyoloji Bölümü Antalya Darwin’den 150 yıl sonra evrim: “ argüman dizisinden stratejik bir bilim dalına ”

4. Türler bağımsız olarak yaratılmamışlardır. Süreç içerisinde değişirler. Biyolojik çeşitlilik değişimle biri birinden türemiştir. Yeni Paradigma: Evrim B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

5. Canlılığın değiştiğine ilişkin, kayıtlara geçmiş ilk görüş Milet’li Anaksimander ’e aittir Evrim Teorisi 2569 yaşındadır ! B. ÇIPLAK Evrim Teorisi 260 yaşındadır ! Bu gün bildiğimiz anlamdaki Evrim kavramı Fransız Compt de Buffon ’a aittir (1749-1804 arasında 44 eser). Bilinmeyen ise “evrim olgusnu” veren süreçtir. 150. YILINDA EVRİM

6. Jean Batist de Lamarck, Buffon’un aradığı süreci tanımlamaya çalışır (1809). Ancak somatik olarak kazanılan değişimleri işe kattığından önerdiği mekanizma kabul görmemiştir. Evrim bilim olma eşiğini geçme arayışında ! B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

7. Charles Darwin ve Alfred Russel Wallace’ın önce bir bildiri olarak sunulan (1858) evrim teorisi Türlerim Kökeni ’nin yayını ile bilim çevrelerinde geri dönüşümsüz olarak paradigmayı değiştirir. Evrim teorisi 150 yaşında! (24 Kasım 1859) B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

8. Dünyanın yaşı binlerle ifade edilecek olandan çok daha fazladır… 150 yıl önce evrimin dayandığı örüntü B. ÇIPLAK James Hutton Georges Cuvier Charles Lyell Dünyanın yaklaşık 4,6 milyar yıl yaşında olduğu bu gün çok iyi bilinmektedir. 150. YILINDA EVRİM

9. Fosil kayıtlarda çok sayıda yok olmuş türe bulunmuştur. Türler sonsuza dek var olama ma ktadır! B. ÇIPLAK Georges Cuvier Günümüz bilgileri türlerin %99,9’unun sadece fosil kayıtlarda olduğuna işaret etmektedir (Mayr, E. 1997. Biyoloji Budur , TÜBİTAK yayınları). 150. YILINDA EVRİM

10. Ardışık tabakalardaki fosiller eskiden yeniye bir düzende yerleşirler. En genç tabaklardaki fosiller ya günümüz canlılarına aittir ya da onlara benzerdirler. Ardışık jeolojik tabakalarda ardışık fosiller “ Horizontalite Prensibi” B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM Armadillo ve glyptodont Keseli ayı ve fosil akrabası

11. Ara formlar… B. ÇIPLAK Darwin zamanında ara formlar sınırlı idi. Türlerin kökeninin yayınlanmasından bu yana bulunan ara form müzeleri süslemektedir. Tiktaalik roseae 150. YILINDA EVRİM

12. Ortak ataların mirası; homolojiler… B. ÇIPLAK “ Kavramak için şekillenmiş bir insan eli, kazmak için şekillenmiş köstebek üyesi, atın ön üyesi, yunusun küreği ve yarasa kanadının hepsinin aynı modele göre yapılmış olması ve aynı kemiklerin aynı göreli pozisyonda bulunmasından daha tuhaf ne olabilir?” (Darwin, 1859). 150. YILINDA EVRİM

13. B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM Ancak eski ortak ataların mirası olabilir…

14. Homoloji tüm canlılarda görülür… B. ÇIPLAK Ne kadar “bağımsız tasarımlar”! Bu gün 1.000.000’dan fazla böcek türü bilinmektedir. Bu sayının 10 milyon kadar olduğu tahmin edilmektedir. Tümünde göğüs bölgesi 3 segmenten oluşur, Her segment aynı bölgeye yerleşmiş bir çift üye taşır. Her üye eklemli 5 parçadan oluşur 150. YILINDA EVRİM

15. Eski ataların izleri “körelmiş organlar” B. ÇIPLAK Evrimsel geçmişte iş gören ve sonra işlevini yitiren biyolojik özellikler (bir gen, bir yapı, veya bir süreç) atalardan miras genleri bulundukları için (işlevsel olmamalarına karşın) her nesilde tekrar oluşurlar. 150. YILINDA EVRİM

17. Darwin (ve de Wallace), sadece doğal seçilim yoluyla evrim teorisini formüle etmemişlerdir. Aynı zaman kanıtları ile açık olarak doğruluğunu ortaya koymuşlardır. Teori Türlerin Kökeni Üzerine ’nin bir sayfasını (s. 459 ) işgal eder. Kitabın kalanı kanıtları listeler ve tartışır. Doğal seçilim yoluyla evrim görüşü Darwin ve Wallace ile bilim olmanın eşiğini aşar ! B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

19. Kanıtları çok sağlam olsa da, doğal seçilim yoluyla evrim teorisinin kabul görmesi zaman alır. Yaygın kabul gördüğü şekli Modern Evrim Teorisi (Modern Sentez) olarak tanımlanır. Yeni paradigma dönemi – 1859 sonrası ! B. ÇIPLAK Ronald Fisher ’in “ Doğal Seçilimin Genetik Teorisi ( The Genetical Theory of Natural Selection. Oxford: Clarendon Press, 1930) isimli eseri Theodosius Dobzhansky’nin Genetik ve Türlerin Kökeni (Dobzhansky, T. 1937. Genetics and the Origin of Species. Columbia Univ.Pres.) 150. YILINDA EVRİM

20. Günümüzde bilimin paradigması… Sayıların dili ile bilim çevrelerinde evrimin (veya alternatifi kabul edilen görüşlerin) kabul durumu; Bilim Atıf İndeksinde (SCI-Expanded) iki ayrı tarama; 1- 1970-2008 dönemi, 2- Her yıl için ayrı ayrı 2005, 2006, 2007 ve 2008 yılları B. ÇIPLAK EVRİM VE BİLİM

23. Evrim ve evrimsel terimler için sonuçlar ! 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK Anahtar kelimeler (İngilizcesi) Sorgulama yapılan dönem veya yıl için SCI veri tabanından terimi kullanan makale sayıları 1970-2008 2005 2006 2007 2008 Evrim (evolution) >100.000 33.324 33.816 35.102 40.593 Eşeysel seçilim (sexual selection) 12.882 1.025 1.041 1.130 1.246 Doğal seçilim (natural selection) 24.505 2.023 2.037 2.277 2.513 Türleşme (speciation) 33.047 2.724 2.819 3.030 3.325 Allopatrik türleşme (allopatric speciation) 883 81 91 77 86 Simpatrik türleşme (Sympatric speciation) 1.776 192 201 208 210 Filogeni (Phylogeny) 35.253 2.954 3.007 3.277 3.917 Moleküler saat (Molecular clock) 3.997 384 414 435 469

24. B. ÇIPLAK Sayılar evrimin bilim çevrelerindeki yaygın kullanımını açık olarak ortaya koymaktadır. Felsefeden fiziğe, jeolojiden kimyaya, Tıptan ziraate, Davranış bilimlerinden Toplum bilimlerine, ……………………… . Evrim, çok sayıda disiplinin gözledikleri olay, olgu ve örüntülerini açıklamada kullandığı işlevsel bir yaklaşımdır 150. YILINDA EVRİM

26. EVRİMLEŞME Evcilleştirme (bitki veya hayvan) evrimsel bir iştir… Yetiştiriciliği yapılan tüm bitki ve hayvan türleri evrimsel değişimin en açık kanıtlarıdır. Tümü yönlendirilmiş bir yapay seçilim süreci ile elde edilmiş ve sürdürülmüştür. İlk tarımcılar evrimi günümüz insanlarından daha iyi biliyorlardı... 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

27. Gıda emperyalizmi… Global tohumculuk ve Genetiği değiştirilmiş organizmalar (GDO) … Tohum/damızlık üretme ile ilgili bir derleme yazılsa üç dönem tanımlanabilir. 1- Geleneksel dönem (1930’lara kadar) 2- Populasyon genetiği dönemi (1930-1970) (Evrimsel populasyon genetiğinin gelişimi) 3- Genetik mühendisliği dönemi (DNA’nın yapısı ve evrimsel ağaç oluşturma metotlarını gelişimi) Günümüz çokuluslu tohumculuk firmaları… 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

28. Bu sorular ancak evrimsel çalışmalarla cevaplanabilir.... 1- Evcil bitki/hayvanın atası kimdir? 2- Kültüre alındıktan bu yana nasıl değişmiştir? 3- Kültür ırklarını çeşitlendirmek için hangi yabani formlardan yararlanabiliriz? 4- Yeni bir ırk elde etmek istiyorsunuz, (öyle bir ırk olsun ki her yıl tekrar satacaksınız) bunu nasıl yapabilirsiniz? 5- Bir GDO eldesi için evrimsel verileri nasıl kullanabilirisiniz? 6- Nasıl zararsız GDO’lar üretebilirsiniz?…… 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

29. Doğal (yapay!) seçilim yoluyla evrim teorisi ve domatesin öyküsü 1- Köken yabani domates meyve büyüklüğünde,…… varyasyon gösteriyordu. 2-Meyve büyüklüğü, … kalıtsaldır (fw2.2 gen kompleksi olduğu artık biliniyor). 3-Yaklaşık 7000 yıl çiftçiler çok fazla domates yetiştirdiler. Ancak, tümünden tohum tutmadılar. 4- Çiftçiler her yıl en büyük meyvelere sahip olanlardan tohum tuttular. Büyük meyveli domates bireyleri sonraki neslin oluşumuna daha fazla katkıda bulundu. Çiftçiler küçük meyvelileri üretmedi (doğadakiler hariç). Bu seçilim birkaç gramdan 1000 grama varan domateslerin evrimleşmesini sağladı. 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

30. Domatesin anavatanı ve kültür domatesin öyküsü Her canlının DNA’sı milyarlarca baz çiftinden oluşur ( bir insan hücresinde 3,2 milyar baz çifti ). Hangi genin ne iş yaptığını nasıl bileceğiz? Domateslerin yayılışları 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

31. Bilgi güçtür ve evrimsel bilgi daha fazla güçtür… (Lycopersicon cinsinde karşılaştırmalı dizileme: kültür domatesinin kültüre alınmasında meyve büyüklüğünün evrimine ilişkin işaretler) 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

32. KÜLTÜR DOMATES Karşılaştırma metodu… İlgili geni bulmak evrimsel bilgi gerektirir… 150. YILINDA EVRİM

33. 2. Kromozom üzerinde bulunan fw2.2 adlı gen, meyvenin erken gelişim döneminde bir proteini şifreler. Protein hücre bölünmesini baskılar; bitki ne kadar çok protein üretirse, meyvesi o kadar küçük olur. Genin aç-kapa düğmesi olan fw2.2 promotör nükleotid dizisinde ( fw2.2 5’ UTR) değişiklik meyve büyüklüğünü de değiştirir (Nesbitt ve Tranksley 2002). 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK Nesbitt ve Tranksley (2002)’in 2. kromozom üzerinde diziledikleri ve filogeni hesaplamada kullandıkları fw2.2 kompleksi

34. Hangi büyüklükte tohum elde etmek istersiniz?… Bunun için kültür domatesi hangi yabani türler çiftleştirmeniz gerekir?… İnsanlar 7000 yılda sadece büyük meyvelileri seçmedi, aynı zamanda büyük tohumluları da seçti… Ya başka nasıl bir hibrit iyi pazar bulur ve çok para kazandırır?... (ABC taşıyıcı genindeki çeşitlilik domates türlerinde tohum büyüklüğünü belirler) 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

35. Tümü bir yabani Brasica oleracea (lahana) atadan yapay seçilimle… 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK Yabani lahana Lahana Mor lahana Kıvırcık lahana Bürüksel lahanası Brokoli Karnabahar

36. Tarım ilk defa Verimli Hilal’de başlamıştır… 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK Bitkilerden; buğday ( Triticum aestivum ), çavdar ( Scale cereale ), arpa ( Hordeum vulgare ), mercimek ( Lens culinaris ), armut ( Pyrus ), kiraz ( Cereasus ), asma ( Vitis vinifera )… anavatanı Anadolu Sığır ( Bos taurus = Toros sığırı) Anadolu’dan dünyaya dağılmıştır. Bugün Anadolu insanı Hollanda veya Montofon ırklarını yetiştirmektedir.

37. B. ÇIPLAK Ekonomik değeri olan her şey, değeri ölçüsünde stratejik bir öneme sahiptir ! Influenza A virüslerinden H1N1 (Pandemik domuz gribi suşu) aşısı için dışarıya 550 milyon TL ödendiği bildirildi (NTV haberleri). Mevsimsel grip virusu için de her yıl bir miktar ödenir. Bunun evrimle ne ilgisi var? 150. YILINDA EVRİM

38. B. ÇIPLAK Evrim tarihinde bir başka dönüm noktası ! EVRİM VE BİLİM Alman Biyolog Willi Hennig, 1950’de yayınladığı bir kitapta ( Phylogenetic Systematic ), evrim bilgisinden muhteşem bir araç geliştirdi. 1966’da İngilizceye çevrilmeden yaygın bir ilgi görmedi. 1970’lerden sonra ve 1980’lerle birlikte herkes Hennig’in “ icadını ” kullanmaya başladı.

39. B. ÇIPLAK Hennig’in “icadı” Darwin’in saptamasına dayanır! EVRİM VE BİLİM Hennig’in icadının temel mantığı: “ Biyolojik çeşitlilik evrimleşerek biri birinden oluşmuş ise ortak atalardan miras kalan özellikler yardımı ile her canlının evrimsel hikayesini ortaya koyabiliriz (görüş Darwin’e aittir). Hennig, homolojiler üzerinden evrimsel geçmişi tanımlamanın yöntemini geliştirdi.

40. B. ÇIPLAK DNA parçalarının yerleşiminden evrimsel hikayenin çıkarılması ! EVRİM VE BİLİM

41. B. ÇIPLAK Her canlının DNA dizileri, onun evrim günlüğüdür! Yaşanan evrimsel değişimler ona kayıt edilmiştir. EVRİM VE BİLİM

42. Canlılık üç temel özellikle tanımlanır ! 1- Bilgiyi saklama ve aktarma yeteneği olarak tanımlanan bir genotip taşıma , 2- Bilgiyi ifade etme yeteneği olarak tanımlanan bir fenotip gösterme , 3- Genotipte değişim uğrama (mutasyon) ve bu değişimleri ardışık nesillerde biriktirebilme özelliği (nesiller yoluyla) olarak tanımlanan evrimleşme. Virüsler bu üç temel özelliğe sahiptir! B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

43. Örnek virüs RNA’ları ve evrimsel ağacı Virüsler bu üç temel özelliğe sahiptir! O halde onlar da evrimleşir ve evrimsel ağaçlarını hesaplayabiliriz. B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

44. Bu ağaçlar ne işimize yarar? 1- Grip suşlarının değişimine ilişkin merakımızı giderir. 2- Hangi suşların epidemi veya pandemi oluşturduğunu saptayabiliriz. 3- Eğer aralarında fark varsa, hangilerinin daha tehlikeli olduğunu da belirleyebiliriz. 4- Geçmişte gerçekleşen evrimlerinden hareketle gelecekteki evrimleri hakkında kestirimlerde bulunabiliriz (ona göre tedbirler alabiliriz). 5- Aşı çalışmalarında izleyeceğimiz stratejiyi belirleyebiliriz …… Bunların yardımı ile gelecek için aşılar üretir insanların sağlığını koruyabiliriz… (yada ve iyi para kazanabiliriz) 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

45. Grip virüslerinin evrimsel ağaçları 1968’den beri grip salgınlarından alınan örnekleri saklayan laboratuvarlardaki araştırmacılar, grip virüslerinin evrimsel ağacını hesapladılar. 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

46. Grip virüsleri memelilerden milyon kat daha hızlı evrimleşir. Bu da dondurulmuş örnekler için geçen 20 yıllık evrimleşme zamanın, insanları şempanzelerle olan ortak atasından ayıran zamanın yaklaşık dört katına karşılık gelir. Diğer bir değişle dondurulmuş grip örnekleri, RNA’sı elde edilebilen fosillerdir. 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

47. B. ÇIPLAK Muhteşem bir bulgu… Evrimsel ağaçlar; virüslerin evriminde özellikle Hemaglutinin ve Nöraminidaz genlerindeki değişimlerin önemli olduğunu saptadılar. O halde artık sonraki yıllarda hangi suşun aşı geliştirmede dikkate almamız gerektiğini bulabiliriz… 150. YILINDA EVRİM

48. Ve muhteşem bir sonuç.. Robin Bush ve arkadaşları (Bush 2001), mevcut grip suşların sonraki nesillerde hayatta kalma olasılığını (nöraminidazı veren genin pozitif seçilim baskısı altında olduğu bilinen 18 kodonki mutasyon oranına göre) hesapladılar. Doğal seçilim ve evrimsel ağaç yaklaşımı ile araştırmacılar, 11 grip sezonunun 9’unda doğru suşu bildiler. 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

49. Daha da muhteşem bir sonuç.. Her gün H1N1 ile yatıp kalkıyoruz… Adı domuz gribi, ama evrimsel ağaçlar farklı şeyler söylüyor… 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK ( 2009 domuz kökenli epidemik H1N1 Influenza A’nın kökeni ve evrimsel genomiği)

50. Her bir RNA parçası için ayrı evrimsel ağaçlar… B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM NS2 Fonksiyonu bilinmiyor 8 NS1 RNA’nın taşınmasında MP2 Membrana bağlanma proteini 7 MP1 Virion ana kapsit proteini 6 NA Nöraminidin 5 NP Nükleoprotein 4 HA Hemaglutinin 3 PA Transkriptaz ve proteaz 2 PB1 Transkriptaz ve uzama RNA SEGMENTİ PROTEİN FONKSİYONU 1 PB2 Transkriptaz ve cap bağlanma

51. 150. YILINDA EVRİM Klasik domuz H1N1 Kuş H1N1 Transkriptaz ve proteaz B. ÇIPLAK

52. Bir çorba virüs … pandemik H1N1 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

53. Bir çorba virüs … pandemik H1N1 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

54. Pandemik H1N1’in 8 gen evrimsel ağacının özeti 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

55. 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

56. 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

58. Evrimi,üzerinde sofistike sohbetlerin veya kıran kırana tartışmaların yapılabileceği bir teori olarak değerlendirmek yerine ; Ç ağdaş dünyada olduğu gibi , tüm canlı bilimlerine veri üreten ve insanlığın hizmetine sunan işlevsel ( stratejik ) bir bilim dalı olarak görmek hem en doğru yaklaşım, hem de ihtiyaç duyulandır. Evrime açılım bilime açılım demektir… B. ÇIPLAK 150. YILINDA EVRİM

59. Yanında eser isimleri verilenler dışındaki malzemenin büyük bir kısmı “Evrimsel Analiz” isimli kitaptan alınmıştır. SABIRINIZ İÇİN “ TEŞEKKÜRLER” 150. YILINDA EVRİM B. ÇIPLAK

60. Bilim : Kabul gören metotlarla doğayı anlama yolu Hipotez : Gözlem, deney veya her ikisi ile test edilebilen doğal bir veya daha fazla fenomene (olgu) ilişkin bir açıklama; bilimsel olarak dikkate alınması için doğrulanabilir olduğu kadar yanlışlanabilir de olmalıdır. Bilimsel gerçek : gözlemlerle sürekli olarak desteklenmiş bir fenomen (olgu) Yasa (kural veya prensip): belirlenmiş koşullarda doğal bazı olguların nasıl işleyeceğine ilişkin tanımlayıcı genelleme Teori (veya kuram): Çok sayıda gerçek, yasa ve doğrulanmış hipotezi (veya başka teorileri) ilişkilendiren, doğa ile ilgili iyi desteklenmiş teorik çerçeve Kısa bir bilim sözlüğü (Kennedy vd., 1998; Yıldırım 2005, Örs, 2007 ve değişik kaynaklardan derlenmiş) B. ÇIPLAK EVRİM VE BİLİM