Charles Darwin

Shrewsbury’den doğa bilimlerine: Darwin’in eğitim yolculuğu

Charles Robert Darwin 12 Şubat 1809’da İngiltere’nin Shrewsbury şehrinde doğdu. Babası Robert Waring Darwin doktordu ve Charles’ın da tıp eğitimi almasını istiyordu. Darwin bu amaçla Edinburgh Üniversitesi’ne başladı; ancak tıp derslerine ilgisi sınırlı kaldığı için bu eğitimini tamamlamadı.

Daha sonra Cambridge Üniversitesi’nde teoloji eğitimi görmeye başladı. Bu dönem, onun doğa bilimlerine ilgisinin güçlendiği yıllardı. Özellikle böcek koleksiyonculuğu ve jeolojiyle ilgilenmesi, canlıları yalnızca sınıflandırmak yerine onları yaşadıkları çevre, coğrafya ve geçmişle birlikte incelemesine zemin hazırladı.

Buradaki önemli nokta, Darwin’in düşüncesinin tek bir anda ortaya çıkmamasıdır. Eğitim hayatındaki yön değişikliği, doğa gözlemleri ve jeolojik incelemeler birikerek ileride türlerin değişimi hakkında kuracağı açıklamanın altyapısını oluşturdu. Bu nedenle Darwin’i yalnızca bir kitapla tanımlamak yerine, uzun süreli gözlem ve değerlendirme sürecinin ürünü olarak ele almak gerekir.

HMS Beagle seferi neden Darwin’in düşüncesini değiştirdi?

Darwin, 1831-1836 yılları arasında HMS Beagle adlı araştırma gemisiyle yaklaşık beş yıl süren bir dünya yolculuğuna katıldı. Bu sefer sırasında Güney Amerika kıyıları, Galapagos Adaları ve Avustralya gibi farklı coğrafyaları gözlemledi; bitki, hayvan ve fosil örnekleri topladı.

Seferin bilimsel değeri, Darwin’in birbirinden farklı çevrelerde yaşayan canlıları karşılaştırabilmesiydi. Aynı canlı grubuna ait örneklerin farklı bölgelerde farklı özellikler gösterebilmesi, coğrafya ile canlı özellikleri arasında ilişki kurulabileceğini düşündürdü. Fosiller ise geçmişte yaşamış canlılarla günümüzdeki canlılar arasındaki değişim fikrini değerlendirmesine katkı sağladı.

Galapagos Adaları’ndaki ispinozlar, bu gözlemlerin en bilinen örneğidir. Farklı adalarda yaşayan ispinozların gagalarında farklılıklar gözleniyordu. Bu farklılıklar, her adanın kendine özgü çevre koşulları ve besin kaynaklarıyla ilişkilendirildi. Ancak bu gözlem, tek başına ‘bir birey ihtiyacı olduğu için organını değiştirir’ anlamına gelmez. Darwin’in açıklamasında önemli olan, popülasyon içinde bulunan farklı özelliklere sahip bireylerden bazıları çevreye daha uygun olduğunda onların hayatta kalma ve üreme olasılığının artmasıdır.

Darwin İngiltere’ye döndükten sonra örneklerini ve notlarını yıllar boyunca değerlendirdi. Dolayısıyla HMS Beagle yolculuğu, teorinin tamamlanmış hâli değil; teorinin oluşmasını sağlayan gözlem ve veri toplama dönemidir.

Doğal seçilim hangi koşullarda işler?

Doğal seçilim, bir popülasyondaki bireylerin aynı özelliklere sahip olmadığı ve bu farklılıkların en azından bir bölümünün sonraki nesillere aktarılabildiği durumlarda açıklayıcı olur. Ayrıca çevre koşulları, bireylerin hayatta kalma veya üreme başarısını eşit bırakmamalıdır.

Mekanizma şu zincirle kurulabilir:

1. Popülasyonda bireysel farklılıklar bulunur.
2. Kaynaklar sınırlı olduğundan bireyler arasında yaşam ve üreme bakımından rekabet oluşabilir.
3. Çevre koşullarına daha uygun özellik taşıyan bireylerin hayatta kalma ve üreme şansı daha yüksek olabilir.
4. Bu bireyler daha fazla yavru bıraktığında, söz konusu özellik sonraki nesillerde daha sık görülebilir.
5. Bu değişim tek bir bireyin yaşamı içinde değil, popülasyonun nesiller boyunca değişmesiyle ortaya çıkar.

Burada ‘uyum’ sözcüğü amaç veya bilinç anlamına gelmez. Bir canlı çevreye önceden belirlenmiş bir hedef doğrultusunda uyum sağlamaz. Belirli bir ortamda işe yarayan özelliklere sahip bireylerin daha fazla üremesi, zaman içinde popülasyonun özelliklerinin değişmesine yol açabilir.

Ayrıca bir özelliğin yararlı olması mutlak değildir. Aynı özellik farklı çevrelerde avantaj, dezavantaj veya etkisiz bir özellik olabilir. Bu nedenle doğal seçilim hakkında karar verirken ‘hangi çevrede, hangi zaman aralığında ve hangi yaşam koşulunda?’ soruları sorulmalıdır.

Evrim, adaptasyon ve doğal seçilim arasındaki sınır

Evrim ile doğal seçilim eş anlamlı değildir. Evrim, popülasyonların nesiller boyunca değişmesini ifade eden daha geniş çerçevedir. Doğal seçilim ise bu değişimi açıklayabilen mekanizmalardan biridir. Darwin’in kuramında doğal seçilim, canlıların çeşitliliğini ve çevrelerine uygun özelliklerin yayılmasını açıklayan temel mekanizma olarak sunulmuştur.

Adaptasyon da çoğu zaman doğal seçilimle karıştırılır. Adaptasyon, belirli bir çevrede hayatta kalma ve üreme başarısını artıran ve doğal seçilim sonucunda popülasyonda yayılmış kalıtsal özelliktir. Her yararlı kalıtsal özellik otomatik olarak adaptasyon sayılmaz. Bir bireyin yaşamı sırasında kazandığı ve yavrularına aktarılacağı varsayılan her özellik adaptasyon olarak adlandırılamaz. Örneğin bir canlının egzersiz sonucunda kaslarının gelişmesi, tek başına popülasyonun nesiller boyunca değiştiğini göstermez.

Bir başka sınır durumu, ‘en güçlü olan yaşar’ biçimindeki basitleştirmedir. Doğal seçilimde başarı yalnızca fiziksel güçle ölçülmez. Belirli çevrede daha fazla hayatta kalma ve özellikle daha fazla üreme fırsatı sağlayan özellikler seçilim açısından avantajlı olabilir. Bu nedenle ‘uygunluk’, çevreye göre göreli hayatta kalma ve üreme başarısı olarak yorumlanmalıdır.

Darwin’in açıklamasının bir diğer unsuru ortak atadır. Canlıların farklılaşması, birbirinden tamamen bağımsız biçimde ortaya çıkmış sabit gruplar yerine, geçmişteki ortak atalardan ayrılan soyların zaman içinde çeşitlenmesi fikriyle açıklanır.

1858 ortak bildirisi ve 1859’da yayımlanan eser

Darwin’in ve Wallace’ın doğal seçilim hakkındaki yazıları 1858’de Linnean Society’de birlikte okundu ve yayımlandı. Wallace toplantıya katılmadı; Darwin de bildiriyi bizzat sunmadı. Bu ayrıntı, doğal seçilim fikrinin yalnızca Darwin’in kişisel gözlemlerinden ibaret olmadığını; aynı dönemde farklı bir doğa bilimcisinin de benzer bir açıklamaya ulaştığını gösterir.

Darwin’in en tanınmış eseri, 1859’da yayımlanan Türlerin Kökeni Üzerine’dir. Kitabın tam İngilizce başlığında doğal seçilim yoluyla türlerin kökeni ve yaşam mücadelesinde elverişli özelliklerin korunması vurgulanır. Darwin bu çalışmada türlerin değişebildiğini, canlıların ortak atalarla ilişkili olduğunu ve doğal seçilimin bu değişimi açıklayan temel süreç olduğunu savundu.

Eserin etkisi biyolojiyle sınırlı kalmadı. Canlıların kökeni ve çeşitliliği hakkındaki tartışmaları bilimsel gözlem ve kanıt çerçevesinde yeniden gündeme getirdi. Bununla birlikte Darwin’in eserini bir ‘türler aniden ortaya çıkar’ açıklaması gibi okumak doğru değildir. Ana fikir, değişimlerin nesiller boyunca birikmesi ve çevre koşullarının bu değişimlerin yayılmasında rol oynamasıdır.

Çözümlü örnek: Ada ispinozlarında gaga farklılığı

Verilenler: Aynı ispinoz popülasyonunda iki gaga biçimi bulunsun. A tipi gaga sert tohumları kırmada daha elverişli, B tipi gaga ise yumuşak tohumları tüketmede daha elverişli olsun. Kuraklık sonucunda adadaki yumuşak tohumların azaldığını ve sert tohumların baskın hâle geldiğini varsayalım. Bu sayıların Darwin’in gerçek gözlem verileri değil, doğal seçilimi anlamak için hazırlanmış varsayımsal bir örnek olduğunu unutmayalım.

Çözüm adımları:

1. Farklılığı belirle: Popülasyonda A ve B gaga biçimleri vardır. Bu, seçilimin üzerinde etkili olabilecek bir varyasyon örneğidir.
2. Çevre değişikliğini belirle: Kuraklık sonrasında besin kaynaklarının dağılımı değişmiş, sert tohumlar daha önemli hâle gelmiştir.
3. Göreli avantajı karşılaştır: A tipi gaga sert tohumları kırmada daha uygun olduğundan, bu gaga biçimine sahip bireylerin beslenme ve hayatta kalma şansı B tipine göre artabilir.
4. Üreme sonucunu değerlendir: A tipi bireyler ortalama olarak daha fazla hayatta kalır ve daha fazla yavru bırakırsa, bu özelliğin sonraki nesillerde görülme sıklığı artabilir.
5. Doğru sonucu yaz: ‘İspinozlar ihtiyaç duydukları için gagalarını bilinçli olarak sertleştirdi’ denmez. Doğru ifade, mevcut varyasyon içinde sert tohumları kullanmaya daha uygun gaga biçimine sahip bireylerin seçilim avantajı elde etmesidir.

Sonuç: Çevre koşulu değiştiğinde avantajlı özellik de değişebilir. Yumuşak tohumların yeniden baskın hâle geldiği başka bir dönemde aynı gaga biçimi daha az avantajlı olabilir. Bu nedenle doğal seçilim sonucu, çevre koşullarından bağımsız ve tek yönlü bir ilerleme olarak yorumlanmamalıdır.

Çözümlü örnek: Bir özelliğin popülasyonda yayılması

Verilenler: Bir popülasyonda başlangıçta 100 birey bulunsun. Bunların 40’ı çevredeki besinleri kullanmaya daha uygun bir özelliğe, 60’ı ise daha az uygun bir özelliğe sahip olsun. Çevre koşulları değişmesin ve ilk gruptaki bireylerin ortalama üreme başarısı daha yüksek olsun. Buradaki 40 ve 60 sayıları açıklama amacıyla oluşturulmuş örnek verilerdir.

Çözüm adımları:

1. Başlangıç oranını hesapla: Avantajlı özelliğe sahip bireylerin oranı $40/100 = 0{,}40$, yani yüzde 40’tır.
2. Seçilim farkını tanımla: Birinci grup, aynı çevrede ortalama olarak daha fazla hayatta kalıyor veya daha fazla yavru bırakıyorsa seçilim avantajına sahiptir.
3. Nesiller arası aktarımı kontrol et: Özelliğin kalıtsal olması gerekir. Kalıtsallık yoksa bireylerin daha başarılı olması, özelliğin sonraki nesillerde daha sık görülmesini tek başına açıklamaz.
4. Popülasyon düzeyindeki sonucu çıkar: Avantajlı özelliğe sahip bireyler daha fazla yavru bıraktığında, sonraki nesilde bu özelliğin oranı yüzde 40’tan daha yüksek olabilir. Kesin yeni oran, yavru sayılarına ve aktarım biçimine ilişkin veriler verilmeden hesaplanamaz.
5. Sınırı belirt: Bu örnek, özelliğin kesinlikle yüzde kaç olacağını söylemez. Yalnızca seçilim avantajı, kalıtsallık ve nesiller boyunca tekrar eden farklı üreme başarısı varsa özelliğin sıklığının artabileceğini gösterir.

Sonuç: Doğal seçilimde karar, tek bir bireyin değişip değişmediğine bakılarak değil, popülasyonda bir özelliğin nesiller boyunca görülme sıklığının nasıl değiştiği incelenerek verilir.

Darwin’in bilimsel mirası hangi alanlara uzanır?

Darwin’in çalışmaları, türlerin sabit olmadığı ve canlıların zaman içinde değişebildiği fikrini biyolojinin merkezî sorularından biri hâline getirdi. Ortak ata düşüncesi, canlılar arasındaki benzerlik ve farklılıkların tarihsel bir çerçevede değerlendirilmesine katkı sağladı.

Bu yaklaşım daha sonra genetik, ekoloji ve paleontoloji gibi alanlarla birlikte düşünülmeye başladı. Genetik, özelliklerin aktarımını; ekoloji, canlıların çevreleriyle ilişkisini; paleontoloji ise geçmiş yaşamın fosil kayıtlarını inceleyen alanlardır. Darwin’in çalışmaları bu alanların her birinin bütün ayrıntılarını tek başına açıklamaz; ancak canlı çeşitliliği ve değişim sorununu ortak bir biyolojik çerçeveye yerleştirdi.

Darwin’in güncel önemi, evrimsel düşüncenin yalnızca tarihsel bir teori olarak kalmamasıdır. Antibiyotik direnci, virüslerdeki değişimler, tarımsal ıslah ve biyolojik çeşitliliğin korunması gibi konular canlı popülasyonlarının değişimini anlamayı gerektirir. Ancak bu örneklerde belirli bir sonuca ulaşmak için yalnızca ‘evrim vardır’ demek yeterli değildir; çevre koşulları, kalıtsal farklılıklar ve üreme başarısı birlikte incelenmelidir.

Sık yapılan hatalar ve karıştırılan kavramlar

1. ‘Darwin evrimi keşfetti’ demek: Darwin’den önce ve onun döneminde türlerin değişimi üzerine farklı fikirler bulunuyordu. Darwin’in ayırt edici katkısı, doğal seçilimi türlerin değişimini açıklayan kapsamlı bir mekanizma olarak geliştirmesidir.

2. ‘Bireyler evrim geçirir’ demek: Bireyler yaşamları boyunca gelişebilir veya değişebilir; evrimsel değişim ise bir popülasyonda kalıtsal özelliklerin ya da alellerin görülme sıklığının nesiller boyunca değişmesidir. Yalnızca bireylerin çevreye bağlı olarak yaşamları içinde gösterdiği değişimler evrim sayılmaz.

3. ‘Canlılar ihtiyaç duyduğu özelliği kazanır’ demek: Bu ifade amaçlı değişim izlenimi verir. Doğal seçilim açıklamasında önce varyasyon bulunur; çevre, bu varyasyonlar arasındaki göreli başarıyı etkiler.

4. ‘En güçlü olan kesinlikle yaşar’ demek: Seçilim başarısı yalnızca güçle ölçülmez. Beslenme, saklanma, hastalıklara dayanma veya eş bulma gibi etkenler de üreme başarısını etkileyebilir.

5. Adaptasyonu bireysel alışkanlıkla karıştırmak: Bir bireyin sonradan kazandığı özellik, popülasyonda kalıtsal bir değişim olduğu gösterilmedikçe adaptasyon olarak yorumlanmaz.

6. Evrimi bireyin daha karmaşık hâle gelmesi sanmak: Evrimsel değişim belirli bir ‘mükemmelleşme’ hedefine ilerlemez. Bir özellik yalnızca belirli çevre koşullarında avantaj sağlayabilir.

7. Gözlem ile sonucu karıştırmak: Galapagos ispinozlarında gaga farklılıklarının görülmesi gözlemdir; bu farklılıkların çevre ve besin kaynaklarıyla ilişkili olarak nesiller boyunca seçilime uğraması ise açıklamadır. Sınavlarda verilen veri ile veriden çıkarılan sonucu ayırmak gerekir.