Popülasyonların Dili: Genetik Hafızadan Coğrafyaya

Satırbaşları:

• Bir türün bugünkü varlığı geçmişin bir haritasını içinde taşır. 
   
• Evrim bireylerin değil, popülasyonların zamanla geçirdiği değişimdir; bu değişimin zemini genetik çeşitliliktir. 
   
• Filocoğrafya, coğrafyanın türlerin genetik hafızasında bıraktığı izleri çözümlemeye çalışan bir bilimdir.

Utku Perktaş:Antroposen Sohbetler’in Evrim Serisi, genetik çeşitlilikten ekolojik uyumlara uzanan üç bölümlük yolculuğunun son durağında dinleyiciyi filocoğrafyanın eşsiz dünyasıyla buluşturuyor. Hacettepe Üniversitesi’nden Kahraman İpekdal ile yaptığım bu söyleşide, türlerin genetik hafızasında saklı coğrafi geçmişleri keşfetmeye, evrimsel sürecin mekânla nasıl konuştuğunu anlamaya çalıştık. Geçmişin izlerini taşıyan genler, iklim değişimi ile nasıl yeni desenler çiziyor? İstilacı türlerin baskısı biyoçeşitliliğin nasıl tehdit ediyor ve genetik izlerde bunu nasıl görüyoruz. Filocoğrafya alanı bu sorulara hem bilimsel, hem de etik bir pencere açıyor.

“Filocoğrafya, popülasyonların doğaya yazdığı dili okumaktır;
her genetik desen, geçmiş bir iklimin, bir sığınma öyküsünün sessiz izidir.”

— Antroposen Sohbetler'in not defterinden

U.P.: Merhabalar, Antroposen Sohbetler'e hoşgeldiniz, ben Utku Perktaş. Bu hafta ‘Evrim Serisi’nin üçüncü bölümünü yapacağız ve genetikten coğrafya ile evrimin izlerine bakacağız. Bu, son bölüm olacak ve bu bölümde konuğum Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü öğretim üyesi Kahraman İpekdal. Kahraman'ı birazdan yayına alacağım. 

“Bir türün bugünkü varlığı geçmişin bir haritasını içinde taşır.” Bu cümle ile başlamak istiyorum bu son bölüme. Evrimi anlamak yalnızca türlerin nasıl değiştiğini değil, nerede ve neden değiştiğini sormayı da gerektiriyor. İlk bölümde Ergi Deniz Özsoy ile Darwin, Wallace ve evrimin düşünce dünyasına giriş yapmış, o dünyada da yürümüştük bir süre. İkinci bölümde ise ekolojinin evrime nasıl kulak verdiğini Çağatay Tavşanoğlu ile tartışmıştık. Bugün ise evrimsel öyküyü, genetik çeşitliliğin izleri ve türlerin coğrafi geçmişleri üzerinden okumaya çalışacağız. Filocoğrafya genlerin coğrafya ile konuştuğu bir yer ve bu konuşmayı duymaya, çözmeye çalışacağız esasında sevgili Kahraman'la çünkü Antroposen çağında sadece doğa değişmiyor; geçmişin hafızası da çözülüyor. O halde bir kez daha sormak gerekiyor: Genler bize ne anlatıyor? Coğrafyadan da bahsettim ve birazdan anlamını gireceğiz bunun da yani bu şimdilik bir soru işareti olarak kalsın programın başında ama ben bu girişi çok uzatmadan Kahraman'a bir merhaba demek istiyorum. Kahraman, hoşgeldin. Çok teşekkür ederim vakit ayırdığın için, eksik olma.

Kahraman İpekdal: Merhaba Utku, hoşbulduk. Davet için ben teşekkür ederim.

U.P.: Vallahi çok güzel bir seri oluyor yani oldu diyelim. Seninle, üçüncü bölümle de bitiriyoruz aslında. Güzel de bir bilgi birikimi oldu. Bu yayın sonrasında, bu programın deşifresi Apaçık Radyo'nun internet sitesinde yayında olacak. Dolayısıyla bugün senin de aslında ilgi alanının içinde olan filocoğrafyaya değinmek, biraz genetik çeşitlilik görüntülerinden bahsetmek istedim. Esasında ikimizin de belli ölçüde farklı organizmaları anlamaya çalıştığımız, içinde olduğumuz bir alan. Dolayısıyla ilk soruyla başlayabiliriz ama ben öncesinde sana şunu sormak istiyorum; ben Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü öğretim üyesi dedim ama kısaca sen de ilgi alanından biraz bahsedebilir misin? Dinleyicilerimiz için faydalı olacağını düşünüyorum çünkü sen de epeydir bu işlerin içindesin; hem evrimin içindesin, hem ekolojinin içindesin, hem de coğrafyanın içindesin. Böyle başlasak ne dersin? Söz sende.

K.İ.: Teşekkür ederim Utku. Ben Hacettepe'de, Ekoloji Anabilim Dalı'nda, Biyoloji bölümünde ve uzun zamandır yani yüksek lisansdan beri aslında zararlı böceklerin, özellikle de orman zararlısı, ağaç zararlısı böceklerin ekolojisiyle, filocoğrafyasıyla ilgili çalışıyorum. Bir süredir de bunların biyolojik mücadelesi, popülasyonların baskı altına alınması, kontrol altına alınması süreçleriyle ilgili de çalışıyorum. Özellikle de çamkese böceği asıl çalıştığım konulardan bir tanesi. Çamkese böceğinin Türkiye'de ve Avrupa'daki yayılışı, popülasyonların birbirinden nasıl farklılaştığı, genetik olarak ne kadar mesafelerin bulunduğu, bu mesafelerin kimi durumlarda nasıl aşıldığı, iki tür arasında melezleşme örüntülerinin nasıl ortaya çıktığı ve bunların genomda nasıl tespit edilebildiği üzerine çalışmalar yürütüyorum yani bir kısmı aslında kuramsal ve evrimsel biyolojiye dahil konular, bir kısmıyla da pratik uygulamada ifade edilebilen ya da kendine uygulamada yer bulabilen çalışmalar. Mücadele konusuyla da uygulamaya girmeye çalışıyorum.

U.P.: Çok teşekkürler bu güzel giriş için. Şimdi aslında biz ikimiz de Güven Güzeldere'nin programına konuk olmuştuk. Zannediyorum aynı program serisinde evrimi o zaman biraz daha genel bir kapsamda konuşmuştuk. Ben buradan dinleyicilerimize o programı da refere etmek isterim, eğer dinlemek isterlerse Apaçık Radyo'nun kayıt arşivinden, Açık Bilinç programının kayıt arşivinden ulaşabilirler ki orada farklı bir kapsam vardı. Bugün biraz daha spesifik konuşacağız. Dolayısıyla şimdi ben ilk soruyla başlamak istiyorum. Senin için de uygun olursa, genetik çeşitlilik evrimsel bir anlatıya nasıl katkı sunuyor diye başlasak - belki senden bir genetik çeşitlilik tanımı da alarak - ne dersin?

“Filocoğrafya, coğrafyanın türlerin genetik hafızasında bıraktığı izleri çözümlemeye çalışan bir bilimdir.”

K.İ.: Charles Darwin ve Thomas Robert Malthus'dan beri diyebiliriz. Aslında, evrimin popülasyonlar üzerinden ilerleyen bir süreç olduğunu biliyoruz yani evrim bireylerin geçirdiği bir olgu değil; aslında popülasyonların zaman içerisinde geçirdiği bir olgu. Dolayısıyla biz aslında evrimleşme derken, popülasyonların evrimleşmesinden bahsediyoruz. Popülasyonların evrimleşmesinin temelinde de o popülasyonun sahip olduğu genetik çeşitlilik var yani eğer genlerimizde bir çeşitlilik olmasaydı, yaşayan organizmalar olarak bizlerin evrimsel süreç diye bir şeyden bahsedemezdik çünkü evrimin tam olarak dayandığı şey bu genetik çeşitliliktir ve evrim aslında bu genetik çeşitlilik içerisinde zamanla gen frekanslarının, gen sıklıklarının değişimidir. Dolayısıyla orada bir genetik çeşitlilik olması gerekir. 

Biz bugün doğaya baktığımızda gördüğümüz şey genetik çeşitliliği olan birtakım popülasyonlar ve anlamaya çalıştığımız şey de bu popülasyonların bu genetik çeşitliliği nasıl bugüne getirdiği yani mutasyon ile ortaya çıkan genetik varyasyonun birtakım doğal süreçlerle nasıl coğrafi olarak yapılandığı. Bu birtakım süreçlerden kastımız da genetik sürüklenme yani gen akışı, seçilim, rekombinasyon vs. Bu süreçler ile bu genetik çeşitlilik nasıl şekillendi ve coğrafi olarak nasıl yapılandı? Biz bugün doğaya baktığımız zaman gördüğümüz genetik çeşitlilik örüntüsünü neden görüyoruz? Bu  Coğrafi olarak bu genetik çeşitlilik yapılanmasının nedeni nedir? Bu soruları soruyoruz ve aslında bunları sorduğumuz zaman da filocoğrafyanın da tanımını yapmış oluyoruz.

U.P.: Çok teşekkürler. Peki şimdi filocoğrafya dediğimiz zaman işin içinde bir de coğrafya var. Coğrafya, genetik de nasıl bir hafıza bırakır?

K.İ.: Tam olarak aslında sorduğumuz soru da bu yani coğrafya genetikte nasıl bir iz bırakır? Şimdi mesela konuşmanın başında Çamkese böceği dedim ve oradan bir örnek verebilirim. Bugün Türkiye'de yaşayan çam kese böceği popülasyonlarına baktığımız zaman, genetik olarak baktığımız zaman, Türkiye'nin güneyinde yaşayan popülasyonların kuzeyinde yaşayan popülasyonlara göre genetik olarak daha yüksek bir çeşitliliğe sahip olduğunu görüyoruz. Şimdi doğal süreçlerden bağımsız olarak bu popülasyonların tarihsel geçmişinden bağımsız olarak yani o süreçten bağımsız olarak bu örüntüyü açıklama imkanımız yok. Neden kuzeyde daha az genetik çeşitlilik var iken güneyde daha yüksek bir genetik çeşitlilik var? Bu soruyu anlamak için bu coğrafyada neler olduğunu, neler yaşandığını bilmemiz gerekiyor ve bu coğrafyada yaşanan olayların popülasyonları nasıl değiştirdiği ya da popülasyonların nasıl evrim geçirdiğini anlamamız için de genlerine bakmamız gerekiyor yani popülasyonun gen havuzuna bakmamız gerekiyor. 

Bu, sadece Anadolu coğrafyasında gördüğümüz bir örnek değil; hemen hemen bütün türlerde benzer bir örüntü ile karşı karşıya kalıyoruz çünkü Anadolu coğrafyası ve Avrupa'nın geneline baktığımız zamanda gördüğümüz benzer durum aslında son Buzul Çağ’ın bir mirası. Çünkü son Buzul Çağ’ında buzullar ve permafrost yani kalıcı kar örtüsü bizim kuzeyimizde, epeyce yakınlarımıza kadar geliyor ve bu nedenle canlılar için yaşam alanları epeyce daralıyor. Güneyde Akdeniz bir bariyer oluşturuyor ve biraz Anadolu'ya doğru geldiğimizde Anadolu bir köprü vazifesi görüyor, daha da güney enlemlerle kuzey arasında popülasyonların geçişi için bir köprü vazifesi görüyor ama netice itibarıyla kuzeyin daha elverişsiz bir yaşam alanı oluşturması hasebiyle, iklimin olumsuz olması nedeniyle canlılar bu coğrafyalara sığınıyorlar ve buzullar geri çekildikten sonra canlılar bu coğrafyalardan çıkıp daha kuzey enlemleri istila etmeye başlıyorlar ve sadece bu tekil olay bile bugün yaşayan popülasyonların gen havuzunda bir iz bırakıyor. Peki nasıl bir iz bırakıyor? Bütün bu çeşitliliği barındırdığı için yani popülasyonlar geçmişte bu ‘sığınak buzul’ dediğimiz alanlara sığındığı için bugün bu sığınaklara baktığımızda buralarda yüksek bir çeşitlilik görüyoruz. Bu sığınaklardan çıkıp canlıların daha kuzey enlemleri işgal ettiği popülasyonlarda, daha kuzeydeki coğrafyalarda daha düşük bir genetik çeşitlilik görüyoruz. Dolayısıyla bir coğrafyanın geçmişinde yaşamış bütün olaylar, orada yaşayan/yaşamış olan popülasyonların gen havuzlarında bu tip izler bırakıyor ve biz bugün kullandığımız moleküler yöntemlerle ve istatistik yöntemlerle bu izlerin neler olduğunu anlamaya çalışıp, geçmişte yaşanmış coğrafi olaylarla bunları birlikte yorumlamaya çalışıyoruz. Filocoğrafya disiplininin yaptığı şey işte tam olarak bu.

U.P.: Aslında evrim sürecine de önemli bir katkı sağladığını düşünüyorum. Dolayısıyla genetik sürüklenme ile rastgele süreçlerle türlerin nasıl geçmiş ya da yakın zamanda gerçekleşen iklim değişimlerine verdiği cevapları anlamak adına da önemli çünkü şöyle düşünüyorum; geçmişi ne kadar iyi yorumlayabilir ya da anlayabilirsek, gelecekle ilgili de öngörülerde bulunabiliriz. 

Bugün içinde olduğumuz dönemde çok hızlı bir küresel ısınma ile karşı karşıyayız. Türlerin geçmişteki küresel ısınma ya da iklim değişimi örüntülerinden çok daha farklı bir ekolojik süreçle karşı karşıya kaldığını biliyoruz ama yine de birtakım şeyleri öngörebilmek için zannediyorum bu geçmişteki izlere bakabilmek, bunlardan, bu mutasyonlardan, bu genetik çeşitlilik desenlerinden bir şeyler çıkartabilmek sanıyorum önemli bir avantaj sağlıyor bize yani evrimsel süreçlerle geleceği öngörebilmek adına bir avantaj. Biraz da tabii ki bu zannediyorum moleküler anlamda biyocoğrafyaya da katkı sağlayan bir süreç olarak karşımıza çıkıyor. Çok teşekkürler Kahraman.  

Zararlı türlerin yayılması ile evrimsel genetik arasında nasıl bir ilişki var? Çam kese böceğinden bahsettin, senin ilgi alanının bir parçası sonuçta, uzun süredir çalıştığın bir tür. Türler arası sınırlar nasıl aşılıyor ve doğa buna nasıl yanıt veriyor? Zararlı türlerin yayılması ile evrimsel genetik arasında nasıl bir ilişki var? Programın son sorusu olarak buradan devam etsek.

K.İ.: Tabii ki zararlı türler de gittikleri yeni yerlerde popülasyonlar oluşturuyorlar ve elbette o popülasyonların bir genetik havuzu var. O genetik havuza baktığımızda elbette birtakım örüntüler görebiliyoruz ancak filocoğrafi perspektiften baktığımızda, zararlı türler yeni girdikleri alanlarda ve popülasyonlarını büyütürken bizim filocoğrafi prensiplerde alışık olduğumuz şekilde yapmıyorlar bu işi nasıl yapıyorlar? Popülasyondan kopan küçük bir parça bir alana gidiyor ve o alanda yeni bir popülasyon kuruyor ve o popülasyon orada büyüyor. Şimdi ben tabii burada zararlı tür derken, yabancı istilacı türleri kastetmiş oldum.

U.P.: Ben de onu söyleyecektim sana çünkü zararlı tür derken aslında kastettiğimiz istilacı türler.

K.İ.: Aslında onun tanımını da baştan yapabiliriz, belki daha doğru anlaşılmamızı sağlayabilir çünkü zararlı dediğimiz şey aslında insan merkezli bir tanım. Biz pek çok şeye zararlı diyebiliyoruz, bu bizimle ilgili bir şey. Eğer bizim hayatımızı, kendimizi ve ekonomimizi etkileyen bir tür ise yani örneğin bir orman zararlısı tür ve bizim ekonomik olarak ve estetik olarak istifade ettiğimiz ağaçlara bir şekilde zarar yapıyor ise biz ona zararlı diyoruz. Bir türün zararlı hale gelebilmesi için birtakım kriterler var, kritik popülasyon büyüklüğü diye bir şey var. O popülasyon büyüklüğünü aştığı zaman, o türe biz artık zararlı diyoruz ve bununla mücadele etmemiz gerekiyor çünkü ekonomik olarak beni zorluyor, beni tehdit ediyor. Çok tipik bir örnektir; eğer ağaçtan yapılmış bir evde yaşıyorsanız, o ağaçla beslenen termitler mesela sizin için zararlı bir tür olabilir ama eğer betonarme bir evde yaşıyorsanız, termit artık sizin için zararlı bir tür olmaktan çıkar. Oysa insan merkezli bir tanımdır zararlı tanımı ve zararlılar içerisinde de bir kısmı bunların yerli türlerdir yani kese böceği bizim yerli türümüz başka bir yerden gelmiş bir tür değil ama zaman içerisinde çevresel değişikliklerle popülasyon büyüklüğünü artırmış ve ağaçlara gözle görülür bir zarar vermeye başlamış. Tırnak içerisinde ‘zararlı olma sıfatını hak etmiş’ diyebileceğimiz türler bir tanesi ve bir de istilacı türler var. Yabancı istilacı türler ve aslında daha önce bulunmadığı bir yere gelmiş türler bunlar ve genetik olarak bu iki gruba genetik olarak yaklaşırken yani bunların filocoğrafi örüntülerini anlamaya çalışırken farklı bir perspektiften bakmamız gerekiyor çünkü bir tanesi yerli bir türün aslında milyonlarca yıldır bulunduğu bir alanda popülasyon büyüklüğünü yakın bir geçmişte arttırması durumu.

Diğer örnekte yani yabancı istilacı örneğinde ise bir türün daha önce bulunmadığı yeni bir alana girmesi ve buraya aslında çok küçük bir örnekleme girmesi. Sonuçta bir tür, bulunduğu popülasyonda, doğal olarak bulunduğu bir yerde belli bir genetik çeşitlilikte bulunur ama yeni bir alan istila edilirken, bu genetik çeşitlilik havuzunun içinden çok küçük bir örnekle gidip orayı istila eder ve siz bu yeni gittiği alanda bir filocoğrafya çalışması yapmaya kalktığınız zaman, klasik filocoğrafyanın, geleneksel coğrafyanın kullandığı prensiplerle bir çalışma yapmaya kalktığınız zaman çoğu kez aslında duvara çarparsınız çünkü yeni kurulan bu popülasyon bizim geleneksel filocoğrafyanın varsaydığı pek çok şeyden yoksundur yani bir genetik dengeden yoksundur diyebiliriz özetle çünkü genetik denge dediğimiz şeyin kurulması, popülasyonun büyümesi için gereken zamandan çok daha fazla zaman isteyen bir şeydir ve istilacı türlerin örneklerinde bu zaman henüz geçmemiştir. O bakımdan günümüzden baktığımız da genetik bir dengede olmayan popülasyonlar ile karşı karşıyayız ve burada yine coğrafyanın prensiplerini kullanıyoruz tabii ama bu durumun farkındalığını da kullanıyoruz yani biz biliyoruz ki klasik filocoğrafyanın varsayımları bu coğrafyada kabul edilemez ve doğru kabul edilemez. Dolayısıyla bu varsayımla birtakım istatiksel analizler yapabiliyoruz, artı her zaman bu mümkün olmuyor. Mesela istilacı bir tür var, yabancı istilacı ve uzak bir yerden gelmiş, örneğin Amerika kıtasından bulaşmış ve Asya'ya, Avrupa'ya, Anadolu'ya her tarafa yayılmış. Bu istilacı türün filocoğrafyasının filocoğrafi çıkarımlarını yapabilmek için bizim aslında Amerika'daki durumunu da anlayabilmemiz gerekiyor. Dolayısıyla bu tip çalışmalar da artık giderek her geçen gün daha da fazla sayıda orijinal popülasyonların  çalışmaya dahil edilmesi söz konusu oluyor. Yani orijinal popülasyonda durum ne, benim istilacı olarak kabul ettiğim popülasyonda durum ne? Buna da karşılaştırmalı filocoğrafya diyoruz yani iki filocoğrafi görüntüyü birbiriyle karşılaştırıp oradan farklar üzerinden bir çıkarım yapma yoluna gidebiliyoruz ve tabii ki bu bizim yabancı istilacı organizmaların bir istila sürecini nasıl gerçekleştirdiği ile de alakalı. Aklımızdaki pek çok soruyu yanıtlayabiliyor. Bir istila sürecinde gen havuzunda ne tip değişiklikler oluyor? Mesela hangi genler daha fazla seçilime uğruyor? Dolayısıyla istilayı yöneten, istila yapılmasını sağlayan birtakım gen bölgeleri var mı ve biz bu gen bölgelerini hedefleyerek istila süreçlerini baskı altına alabilir miyiz? Mesela şu son zamanlarda çok net anlaşıldı ki pek çok böcek de, istilacı böcek de özellikle fenoloji ile alakalı yani böceğin yaşam döngüsü ile alakalı düzenlemeleri yapan gen bölgelerinde önemli pozitif seçilim baskısı olduğu gözleniyor. Dolayısıyla istila süreçlerinin fenolojik olaylarla çok yakından ilişkisi olduğunu anlayabiliyoruz mesela ve aslında bütün bu çerçeve bizim istilayı daha iyi anlamamızı ve akabinde de tabii ki istila süreçlerini daha iyi yönetebilmemizi sağlıyor çünkü küresel iklim krizi ve artan sayıda kıtalararası ticaret, ulaşım, turizm vs. bizim her zamankinden çok daha fazla yabancı istilacı türle karşılaşmamıza neden oluyor ve her zamankinden daha da fazla istilacı türle karşılaşmamıza neden olacak yakın zamanda. O yüzden geleceğin tarımı için, geleceğin ormancılığı için ve geleceğin halk sağlığı için bu süreçlerin çok iyi bir şekilde anlaşılması hayati önem taşıyor. O bakımdan hem kuramsal, hem de uygulamada ifade edilebilen gerçekten önemli bir alan.

U.P.: Çok teşekkürler Kahraman. İstilacı türler deyince WWF'in Yaşayan Gezegen raporunda iklim değişimi hala istilacı türlerden bile alt sıralarda. Gezegeni tehdit eden unsurlar arasında istilacı türler üst sıralarda ve habitat degredasyonu ve ormansızlaşmadan sonra geliyor zannediyorum. İklim değişimi bu hızla devam ederse, aslında insan da empatiden yoksun bir şekilde doğaya bu şekilde bakmaya devam ederse, iklim değişimi önümüzdeki 20 ila 30 yıl içerisinde belki birinci sıraya çıkacak. Ama o arada da tabii ne olacak? Istilacı türler dediğin gibi coğrafyaları değiştirerek nereye ne getirecek, ne düzenlenecek? Genetik çeşitlilik desenleri nasıl değişecek? Bunları bilemiyoruz yani bir şekilde iklim değişiminin önüne geçmemiz gerekiyor. Aksi halde biyoçeşitlilik krizi bambaşka bir boyuta gelecek gibi görünüyor. 

Çok teşekkür ediyorum Kahraman. Bugün ‘Evrim Serisi’nin üçüncü bölümünü yaptık ve yine çok üretken bir söyleşi oldu, katkın çok önemliydi. Genetikten coğrafyaya evrimin izlerini konuştuk, filocoğrafya alanına giriş yapmış olduk ve genetik çeşitlilik desenlerini nasıl anlamlandırıyoruz? Genetik çeşitlilik dediğimizde ne anlıyoruz sorusunun altını doldurmaya çalıştık. Konuğum Hacettepe Üniversitesi Biyoloji Bölümü öğretim üyesi Kahraman İpekdal idi ve bu programla beraber ‘Evrim Serisi’ni kapatıyoruz ve sonlandırıyoruz ama tabii ki önümüzdeki programlar içerisinde, önümüzdeki haftalarda belki yine evrim ile ilgili konular Antroposen Sohbetler'in konusu olmaya devam edecek. Zira Antroposen içinde çok şey hızla değişiyor ve  dolayısıyla biz de doğayı anlamaya, biyoçeşitlilik ve iklim krizine dikkat çekmeye çalıştığımız için konuklarımla beraber bu konuları işlenmeye devam edeceğiz. Kahraman çok teşekkürler.

K.İ.: Ben teşekkür ederim.

U.P.: Önümüzdeki haftalarda Antroposen Sohbetler'de buluşmak üzere, hoşçakalın.