Gezegen ısınırken türler hayatta kalabilecek kadar hızlı evrimleşebilir mi?

Kaliforniya’daki şiddetli kuraklığa uyum sağlayan bir kır çiçeğinin öyküsü, evrimin iklim değişikliğinden etkilenen türlerin imdadına yetişeceği umutlarını artırıyor ancak bunun da sınırları var

İlk defa aşırı hava koşulları nedeniyle nesli tükenen bir türün hızlı bir evrim geçirerek toparlandığını gördük. Bu, artan sıcaklıklardan ve diğer zorlu koşullardan giderek daha fazla etkilenen türlerin, gezegen ısındıkça uyum sağlayabilecekleri anlamına mı geliyor?

Evrimin geçmişte sayısız türü iklim değişikliğinden kurtardığı açıktır. Geçtiğimiz yarım milyar yıl boyunca, Dünya’nın iklimi, Kuzey Kutbu’ndaki timsahların bulunduğu şimdikinden çok daha sıcaktan çok daha soğuğa doğru değişti. Bitkiler ve hayvanlar değişen iklimlere uyum sağlamak ve göç etmek zorunda kaldı.

Ama asıl mesele zamandır. Şimdiye kadar bildiğimiz en hızlı iklim değişikliği, yaklaşık 56 milyon yıl önce meydana gelen ve yaklaşık 20.000 yıllık bir süre boyunca sıcaklıkların 5°C’den 8°C’ye yükseldiği Paleosen-Eosen termal maksimumuydu. Artık sıcaklıklar yüzyılın sonuna kadar 4°C’den fazla artabilir. Evrim bu kadar kısa sürede gerçekten bir fark yaratabilir mi?

Bunun cevabı kesinlikle evet, en azından kısa nesillere sahip organizmalar için. En son kanıt, kırmızı maymun çiçeği adı verilen yabani bir bitkiden geliyor (Mimulus kardinalis), 2012 ve 2015 yılları arasında Kaliforniya’yı etkileyen mega kuraklıktan kurtulmayı başardı.

New York eyaletindeki Cornell Üniversitesi’nden Daniel Anstett ve meslektaşları 2010 yılında maymun çiçekleri üzerinde çalışmaya başladılar; bitkilerin her yıl kendi bölgelerindeki çeşitli bölgelerde ne kadar iyi durumda olduklarını değerlendirdiler ve DNA dizilimi için örnekler aldılar.

Anstett, maymun çiçeklerinin akarsu kenarlarında yaşayan, suyu seven bitkiler olduğunu ve bu nedenle kuraklıktan çok etkilendiklerini söylüyor. “Eğer bir tanesini saksıya koyarsanız ve birkaç gün sulamazsanız ölür” diyor.

Gerçekten de üç yerel nüfus yok oldu. Ancak hayatta kalanların çoğunun sadece üç yıl içinde kuraklığa tolerans geliştirdikleri görülüyor; genomlarının bazı kısımlarında iklim adaptasyonlarıyla bağlantılı birçok mutasyon var ve kuraklıktan sonra en hızlı toparlananlar da bu popülasyonlardı.

Biyologların evrimsel kurtarma dediği şey budur; bir tehdit karşısında hızlı evrim yoluyla hayatta kalan bir tür. Birkaç laboratuvarda gösterildi ancak Anstett, bunun vahşi doğada gerçekleştiğinin ilk kez gösterildiğini söylüyor.

“Göstermek çok zor çünkü üç şeye ihtiyacınız var” diyor: Bir popülasyonun bir tehdit nedeniyle azaldığını, buna yanıt olarak genetik olarak uyum sağladığını ve bu genetik değişikliklerin onun iyileşmesini sağladığını göstermek.

Galapagos’taki ispinozların kuraklığa tepki olarak değişmesi, Tazmanya canavarlarının bulaşıcı bir kansere tepki olarak evrimleşmesi, haşerelerin pestisitlere karşı direnç geliştirmesi ve killifishlerin ABD nehirlerindeki aşırı düzeydeki kirlilikle başa çıkmaya uyum sağlaması da dahil olmak üzere evrimsel kurtarmanın pek çok olası örneği var. Ancak Anstett, biyologların bu vakalarda üç kutuyu da işaretleyemediğini söylüyor.

“İyileşmenin hızlı evrimle açıklandığını gösterebilmek için yapılan bu üçüncü bağlantı, daha önce tüm türler ölçeğinde yapılmamıştı” diyor.

Washington Eyalet Üniversitesi’nden Tazmanya canavarları üzerinde çalışan Andrew Storfer bunu kabul ediyor. Storfer, “Açık olmak gerekirse, Tazmanya canavarlarında hızlı bir evrim olduğunu gösterdik” diyor. “Fakat elimizdeki kanıtlarla bunu demografik iyileşmeyle ilişkilendiremeyiz.”

Bütün bunlar, üç yıllık kuraklığın iklimden değil, havadan kaynaklandığını söylüyor. Storfer, “İklim değişikliğine uyumun gösterilmesi biraz zaman alacak” diyor.

Başka bir deyişle, maymun çiçeklerinin aşırı bir kuraklığa dayanacak şekilde evrimleşebildikleri gerçeği, onların bir yüzyıl veya daha uzun bir süre boyunca hızla artan sıcaklıklar ve her zamankinden daha aşırı hava koşullarıyla başa çıkabilecek şekilde evrimleşebilecekleri anlamına gelmiyor. Anstett, “Gelecekteki aşırılıklar, gördüğümüz kuraklığın gölgesinde kalabilir” diyor.

Dahası, popülasyonlar azaldığında, evrimin yakıtı olan genetik çeşitliliği de kaybediyorlar. Eğer popülasyonlar kısa bir süre boyunca tekrar tekrar sert darbelere maruz kalırsa, onların evrimleşme kapasiteleri her seferinde azalır.

Yani küresel ısınma devam ettikçe tehditler daha da büyüyecek, ancak türlerin evrimleşme kapasitesi azalacak. Ve nesil süreleri uzun olan uzun ömürlü türlerin, başlangıçta hızlı evrimleşme kapasitesi çok azdır.

Yine de Anstett bulgularını iyi bir haber olarak görüyor. “Türlerin azalmasına ilişkin mevcut tahminlerin çoğu evrimi hesaba katmıyor” diyor. “Bu bir umut hikayesi.”