Bir gün Yeni Zelanda'da yaşayan, kertenkeleye benzeyen tuhaf bir canlı olan tuataraların yakınına düşerseniz başının üstündeki şaşırtıcı bir yapıyı fark edebilirsiniz. Bu yapı, işlevsel bir üçüncü gözdür.
Tuataranın başının yanlarında bulunan daha belirgin gözlere benzer şekilde, canlıdaki bu üçüncü gözün (paryetal göz) de bir merceği, bir ağ tabakası ve beyne giden sinir bağlantıları bulunuyor.
Yaşam ağacında bize oldukça yakın bir konumda yer alan sürüngenler gibi omurgalıların böylesine gelişmiş bir üçüncü göze sahip olması biraz şaşırtıcı gelebilir. Ancak işin aslı, biz insanların da gizli bir üçüncü gözü var.
Bizdeki bu yapıya epifiz bezi adını veriyoruz. Günümüzde beynin derinliklerine gömülü halde bulunan ve uzun zaman önce doğrudan güneş ışığıyla bağı kopan bu bez, vücudumuzun aydınlığa ve karanlığa nasıl tepki vereceğini belirlemede halen çok önemli bir rol oynuyor.
Current Biology dergisinde yayımlanan kapsamlı yeni bir hipotez, bu küçük bezin tam olarak nereden geldiğini açıklamaya çalışıyor. Bulgular, üçüncü gözümüzün en eski atalarımızdan miras kaldığını ortaya koyuyor. Bu yapıyı anlamak, görme evrimindeki en büyük bilmecelerden birini nihayet çözmemizi sağlayabilir.
Omurgalı Gözlerindeki Beklenmedik Sorun
Dünya üzerindeki çoğu hayvana (örneğin bir sinek, ahtapot veya yengeç) yakından baktığınızda gözlerinin şaşırtıcı derecede tutarlı bir taslak üzerinden şekillendiğini görürsünüz.
Bu canlıların yan gözlerindeki ışığı algılayan hücreler, rabdomerik fotoreseptörler adı verilen eski bir aileye aittir. Siliyer fotoreseptörler adı verilen ikinci bir hücre ailesi ise beyinde sessizce bekler ve genellikle gün uzunluğunu takip etmek veya genel ışık seviyelerini algılamak gibi doğrudan görmeyle ilgili olmayan görevleri yerine getirir.
Balıkları, sürüngenleri, kuşları ve bizleri de içeren omurgalılar ise bu kuralı tamamen tersine çeviriyor.
Bizim gözlerimiz, girdi (ışık algılama) kısmında siliyer fotoreseptörlerden inşa edilirken çıktı (sinyal iletimi) kısmında ise rabdomerik kökenli sinir hücrelerine bağlanıyor.
Hayvanlar aleminde bu düzenin başka bir örneğine neredeyse hiç rastlanmıyor. Bugüne kadar da kimse bu tuhaf yapının nasıl ortaya çıktığına dair tatmin edici bir açıklama sunabilmiş değildi. Sussex Üniversitesinde görev alan nörobilimci ve yeni araştırmanın ortak yazarlarından olan Prof. Dr. Thomas Baden, bu durumu şöyle açıklıyor:
Görme duyusunun evrimindeki orijinal çözüm nedir ve farklı türler bu çözümü ne ölçüde kopyaladı veya değiştirerek kendi amaçlarına uygun hale getirdi? Gerçekteki evrimsel örüntüler nelerdir? Bu konu üzerinde uzun süre çalışınca ilk ve orijinal gözün neye benzediğini ister istemez merak etmeye başlıyorsunuz.
Tepegöz Atalarımızın Evrimi
Araştırma ekibi bu sorulara yanıt bulmak için yaklaşık 575 milyon yıl öncesine, bugün karşımıza çıksa neredeyse hiçbirimizin tanıyamayacağı uzak bir akrabamıza odaklandı.
Evrim Ağacı'ndan Mesaj
Aslında maddi destek istememizin nedeni çok basit: Çünkü Evrim Ağacı, bizim tek mesleğimiz, tek gelir kaynağımız. Birçoklarının aksine bizler, sosyal medyada gördüğünüz makale ve videolarımızı hobi olarak, mesleğimizden arta kalan zamanlarda yapmıyoruz. Dolayısıyla bu işi sürdürebilmek için gelir elde etmemiz gerekiyor.
Bunda elbette ki hiçbir sakınca yok; kimin, ne şartlar altında yayın yapmayı seçtiği büyük oranda bir tercih meselesi. Ne var ki biz, eğer ana mesleklerimizi icra edecek olursak (yani kendi mesleğimiz doğrultusunda bir iş sahibi olursak) Evrim Ağacı'na zaman ayıramayacağımızı, ayakta tutamayacağımızı biliyoruz. Çünkü az sonra detaylarını vereceğimiz üzere, Evrim Ağacı sosyal medyada denk geldiğiniz makale ve videolardan çok daha büyük, kapsamlı ve aşırı zaman alan bir bilim platformu projesi. Bu nedenle bizler, meslek olarak Evrim Ağacı'nı seçtik.
Eğer hem Evrim Ağacı'ndan hayatımızı idame ettirecek, mesleklerimizi bırakmayı en azından kısmen meşrulaştıracak ve mantıklı kılacak kadar bir gelir kaynağı elde edemezsek, mecburen Evrim Ağacı'nı bırakıp, kendi mesleklerimize döneceğiz. Ama bunu istemiyoruz ve bu nedenle didiniyoruz.
Destek Ol
O dönemlerde bizler, sığ denizlerin tabanında sürünerek beslenen, kurtçuğa benzeyen küçük canlılardan ibarettik. Sol ve sağ tarafı bulunan diğer iki taraflı simetrik canlıların çoğunda olduğu gibi, bu atalarımızın da yön bulmak için büyük ihtimalle iki yanal gözü vardı. Bunun yanı sıra, ışık seviyelerini takip etmek ve konumunu korumak amacıyla başının tam tepesinde daha basit yapılı bir "orta göz" (medyan göz) bulunuyordu.
Araştırmacılara göre, evrimsel süreçte bir noktada önemli bir değişiklik yaşandı. Sonunda omurgalılara evrimleşecek olan bu atalarımız, kelimenin tam anlamıyla kafalarını kuma gömmeye başladılar.
Tortunun içine gömülü halde yaşayan ve sudan süzdükleri parçacıklarla beslenen bu canlıların artık çevrelerinde gezinmelerine gerek kalmamıştı. Böylece, artık büyük ölçüde işlevini yitiren ancak enerjetik açıdan oldukça maliyetli olan yanal gözler evrimsel süreçte köreldi.
Geriye sadece tepede bulunan sensör ve fotoreseptör kümesi kalmıştı. Bu yapı, aşağıyı yukarıdan veya geceyi gündüzden ayırt etmek gibi temel işlevler için hâlâ odukça yararlıydı. Dr. Baden, bu evrimsel korunumu şu sözlerle detaylandırıyor:
Eğer derin sularda yaşıyorsanız günün hangi saatinde olduğunuzu veya aşağının ve yukarının neresi olduğunu bilme ihtiyacınız asla ortadan kalkmaz. Biz de tam bu evrede orijinal yanal gözlerimizi kaybettiğimizi, ancak temel işlevleri yerine getirmeye devam ettiği için tepedeki orijinal orta gözü koruduğumuzu düşünüyoruz.
Araştırma ekibi, gömülerek sürdürülen bu yaşam evresinin omurgalıları diğer tüm canlılar arasında böylesine farklı kılan ana etken olduğunu öne sürüyor. Evrim ağacındaki diğer tüm hayvan soyları orijinal yanal gözlerini korurken; bizim atalarımız bu gözleri kaybetmişti ve ilerleyen evrimsel süreçte onları bir anlamda yeniden icat etmek zorunda kalacaktı.
Bir Göz Nasıl Üç Göze Dönüştü?
Neyse ki bu atalarımızın bir kısmı zamanla yuvalarını terk ederek açık sularda serbestçe yüzen ve süzerek beslenen canlılar olarak hayata geri döndü. Yön bulma yeteneği bir kez daha zorunlu hale gelmişti; ancak yeni gözler inşa etmek için elde kalan tek biyolojik malzeme, başın tepesinde bulunan ve hem siliyer hem de rabdomerik hücre türlerini barındıran o karmaşık yapıdaki orta gözdü.
Araştırmacılar, bu aşamadan sonra merkezi gözün giderek karmaşıklaştığı yavaş bir evrimsel sürecin başladığını öne sürüyor. Bu süreçte, orta gözden dışarıya doğru, gelen ışığın yönüne duyarlı olan çanak şeklinde uzantılar filizlenmeye başlamıştı.
Bu çanak yapıları yanlara doğru eğildikçe; parlaklığın ve rengin derinliğe, günün saatine veya çevresel koşullara bağlı olarak nasıl değiştiğini algılamaya başladı. Canlının elde ettiği bu yeni bilgiler, yapının daha da gelişmesi yönünde güçlü bir evrimsel baskı yarattı.
Uzun evrimsel süreçlerin sonunda bu çanaklar başın her iki yanına tamamen göç ederek uygun bir yönsel görüşü ve çevresel gezinmeyi destekleyecek konuma geldiler.
Ne var ki orijinal orta göz tamamen ortadan kaybolmadı. Aslanlardan kertenkelelere, hatta biz insanlara kadar neredeyse tüm omurgalılarda halen bulunan epifiz bezi olarak varlığını sürdürmeye devam etti.
Tuataralarda ve bazı diğer sürüngenlerde, bu yapıdaki hücreler varlıklarını tam teşekküllü bir göz formunda korudular. Balıklarda ise halen doğrudan ışığı algılayabilen daha basit bir organ olarak kaldılar. Memelilerde ise doğrudan ışık algılama yeteneğini kaybeden bu yapı, artık sadece asıl gözlerden sinirsel aktarım yoluyla ışık sinyallerini alabiliyor.
Gözün Ortaya Çıkışından Önceki Göz
Gözün evrimine dair bu yeni köken hikayesinin oldukça çarpıcı sonuçları var. Gözünüzün arka kısmında bulunan ışığa duyarlı doku tabakası olan retina için bu durum şu anlama geliyor: Retinanın bir prototip versiyonu muhtemelen çoktan o orijinal medyan gözde şekillenmişti ve günümüz gözlerindeki o muazzam karmaşıklığın büyük bir kısmı sıfırdan icat edilmek yerine, doğrudan bu eski yapıdan miras kalmıştı.
Ancak Dr. Baden, söz konusu medyan yapıyı tam anlamıyla bir göz olarak adlandırmanın biraz iddialı olabileceğini şu sözlerle ifade ediyor:
Atalarımızın başının üstünde bulunan bu orijinal yapı aslında tek bir gözden ibaret değildi. Daha çok bir dizi sensör ve çok sayıda fotoreseptör kümesinden oluşuyordu. Bu nedenle, retinanın evrimsel olarak gözün kendisinden bile eski olduğunu söyleyebiliriz. Bana kalırsa bu durumu özetlemek için harika bir slogan.
Tüm bu tuhaflıklar, evrimsel hikayenin sadece bir başlangıcı. Nature dergisinde yayımlanan yakın tarihli bir başka araştırma, atalarımızın bir dönem tam dört farklı göze sahip olduğunu ve bu gözlerin tamamının mercekler ile retinalarla donatıldığını öne sürüyor.
Bilim dünyası bu teorilerin kesin doğruluğu konusunda henüz net bir karara varmış değil. Yarım milyar yıllık bir evrimsel tarihi eksiksiz bir şekilde bir araya getirmek oldukça zorlu bir görev olsa da araştırmacılar yakın gelecekte kesin cevaplara ulaşabileceğimizden eminler. Dr. Baden bu beklentisini şöyle vurguluyor:
Öne sürdüğümüz teorinin test edilebilir temel noktaları var. Yeterli bir fon desteği ve birkaç yıllık çalışmayla, bu hipotezlerin doğru olup olmadığına dair net bir evet veya hayır cevabı alabileceğimizi düşünüyorum.
Oraya nasıl ve ne zaman yerleşmiş olursa olsun, ortada son derece basit ve büyüleyici bir gerçek var: Kafatasınızın en tepe noktasında, karanlığa gömülmüş halde duran o hücre kümesi, bir zamanlar yukarıya, gökyüzüne bakıyordu. Dahası, evrimsel süreçte bu yapı ortaya çıkmamış olsaydı, şu anda bu makaleyi okumanız muhtemelen imkansız olurdu.
