Carl Zimmer / The New York Times
Bilim insanlarının yakın zamanda Nature dergisinde yayınladığı çalışmaya göre birçok Avrupalı, atalarını hıyarcıklı vebadan koruyan genetik mutasyonlar taşıyor. Kara Veba, 1348’da Avrupa’yı vurduğunda, bakteriyel enfeksiyon kıtada çok sayıda insanın ölümüne neden oldu. Ancak yeni çalışma, bu salgının insanlarda, şimdiye kadar ölçülen en güçlü doğal seçilimi tetiklediğini ortaya koydu. Bazı genetik varyantların, insanların vebadan kurtulma olasılığını artırdığı ortaya çıktı.
Yan etkisi de var
Ancak bu korumanın bir bedeli var. Vebaya dirençli mutasyonları kalıtsal olarak alan kişiler, Crohn hastalığı gibi daha yüksek bağışıklık sorunları riski taşıyor. Kanada'daki McMaster Üniversitesi'nde genetikçi ve yeni çalışmanın yazarı olan Hendrik Poinar, “Bunlar, koruma için uzun vadeli seçimin talihsiz yan etkileri” dedi.
Hıyarcıklı vebaya, pireler tarafından yayılan bir bakteri türü olan Yersinia pestis neden olur. Binlerce yıldır insanlar vebaya yakalansada, salgın ortaçağ Avrupa’sını ağır bir şekilde etkiledi. Bu durum bilim insanlarını Kara Veba’nın, Avrupa’nın genetik yapısını değiştirip değiştirmediğini merak etmeye yöneltti. Poinar, büyük bir değişim beklediklerini söyledi.
Bu fikir evrensel anlamda mantıklı. Birçok organizma öldüğünde, hayatta kalanlar onları ölümden koruyan mutasyonları aktaracaktır. Örneğin Sanayi Devrimi sırasında, biberli güveler açık benekli bir renkten koyu renge dönüştü. Bu değişim, güvelerin dinlendiği ağaçları karartan kömür dumanı nedeniyle gerçekleşti. Kara güveler kuşlardan daha iyi saklanabiliyor ve genlerini aktarmak için hayatta kalıyordu.
Bilim insanları 90'larda araştırmaya başladı
Kara Veba yayıldığında, etkisini belgeleyecek evrimsel biyolog yoktu.1990'larda bazı bilim insanları, yaşayan Avrupalıların DNA'sını inceleyerek ipuçları aradılar. Bir gende CCR5 adı verilen mutasyon Avrupalıların yüzde 10'unda bulunuyor ancak diğer insanlar arasında nadir görülüyor. 1998'de araştırmacılar, genin Kara Veba sırasında koruma sağlayabileceğini öne sürdüler.
Ancak daha sonraki araştırmalar, CCR5 mutasyonunun tarihin başka bir döneminde başka bir hastalığa yanıt olarak yayıldığını göz ardı etmenin imkansız olduğunu gösterdi. Chicago Üniversitesi'nde popülasyon genetikçisi ve yeni çalışmanın yazarlarından biri olan Luis Barreiro, “Pek çok insanın bahsettiği ama ispatlaması çok zor olan bir şey” dedi.
Mezarlıkları incelediler
Barreiro, Poinar ve meslektaşları, yaşayan insanları incelemek yerine, yüzyıllar önce yaşamış insanların DNA'larını incelediler ve üç Londra mezarlığına gömülü insan kalıntılardan genetik materyal çıkardılar. 1000 ile 1500 yılları arasında yaşamış 318 iskelette DNA parçaları buldular. Kalıntılar arasında Kara Veba’dan ölen 42 kişi bulunuyordu. Bilim insanları, vebadan önceki ve sonraki kemikleri karşılaştırarak, DNA'da çarpıcı bir fark buldular. Bağışıklık ile ilgili genlerdeki yüzlerce mutasyon, salgından sonra daha yaygın hale geldi.
Bu değişim, mutasyonların bazı evrimsel avantajlar sağladığının tek başına kanıtı değildi. Biyologlar, genetik sürüklenme adı verilen süreç sayesinde bir popülasyonda mutasyonların daha yaygın hale gelebileceğini uzun zamandır biliyorlar. Ortak bir mutasyonun genetik sürüklenme mi yoksa doğal seçilimden mi kaynaklandığını belirlemek zor olabilir. Bu farkı ayırt etmenin yollarından biri hız. Ağır koşullar altında doğal seçilim, bir mutasyonun genetik sürüklenmeden çok daha hızlı bir şekilde yayılmasını sağlayabilir.
Doğal seçilim ve genetik sürüklenmeyi karşılaştırmak için Barreiro ve meslektaşları Londralıların DNA'sına geri döndüler. DNA'mızın büyük bölümlerinin çalışan genler içermediği gerçeğinden yararlandılar. Bu mutasyonların herhangi bir zarar vermesi olası değil. Ancak herhangi bir faydaları da yok. Sadece genetik sürüklenme sayesinde yayılırlar.
Barreiro ve meslektaşları, bu nötr mutasyonların bazılarının Kara Ölüm'den sonra daha yaygın hale geldiğini buldu. Ancak bağışıklık genlerindeki mutasyonların 35'i, nötr olanlardan çok daha hızlı yayıldı. O kadar hızlı ki, yalnızca doğal seçilim onların başarısını açıklayabilir.
Dört mutasyon keşfettiler
Başka bir test için, bilim insanları deneylerini bu sefer Danimarka'da tekrarladılar. 850 ile 1800 yılları arasında yaşayan 198 Danimarkalının iskeletlerinde DNA buldular. Bağışıklık genlerindeki mutasyonlar da Kara Veba’dan sonra Danimarka'da hızla yayıldı.
Bilim insanları Londra ve Danimarka örneklerinden mutasyonları sıraladıklarında, her iki popülasyonda da yayılmış dört tane buldular. Bu dört mutasyon Londra ve Danimarka'da o kadar hızlı yayıldı ki vebaya karşı etkileyici bir koruma sağlamış olmalı. Barreiro, araştırmacıların, örneğin ERAP2 adlı genin iki koruyucu versiyonunu taşımanın, insanları Kara Ölüm'ü atlatma olasılığını yüzde 40 oranında artırdığını bulduklarını söyledi. Bu, insanlarda bulunan en büyük evrimsel avantaj.
Yeni çalışmada yer almayan Arizona Üniversitesi'ndeki evrimsel biyolog David Enard, “Şok edici bir sonuç” dedi. Enard, bilim insanlarının genetik sürüklenmeyi elemesi şekli sayesinde çalışmanın özellikle zorlayıcı olduğunu belirtti ve “Bu çalışmaya gerçekten gücünü veren şey, tüm bu dikkatli karşılaştırmalar ve tasarlama yaklaşımıyla ilgili” diye ekledi.
Bakteriyle test ettiler
Kara Ölüm sırasında, Barreiro ve meslektaşları, doğal seçilimin ERAP2'nin çalışan versiyonunu tercih ettiğini buldu. Nedenini daha iyi anlamak için, Yersinia bakterilerini genin her iki versiyonuna sahip insanlardan gelen bağışıklık hücreleriyle karıştırdılar. Araştırmacılar, ERAP2'nin aktif iki kopyasının, bağışıklık hücrelerinin bakterileri yok etmesine izin verdiğini buldu. Onsuz, hücreler önemli ölçüde daha kötü bir iş çıkardı.
"Bugün de önemli olacak"
Ancak genin bu versiyonu, bağışıklık sisteminin bağırsaktaki dost bakterilere saldırdığı ve zararlı iltihaplanmaya neden olduğu bir hastalık olan Crohn hastalığı riskini de artırıyor. Barreiro, ERAP2'nin işinde çok iyi olabileceğini söyledi. Kendisi ve meslektaşlarının antik DNA'dan tanımladıkları diğer mutasyonlar da bağışıklık bozukluklarıyla bağlantılı.
Barreiro ve meslektaşları, Kara Ölüm sırasında evrimin tercih ettiği genleri incelemeye devam ediyor, sadece tarihin bu bölümünü anlamak için değil, aynı zamanda genlerin kendilerini de anlamak için. Bu kadar güçlü bir doğal seçilim geçirmiş olmaları, büyük olasılıkla hastalıklara karşı mücadelede önemli oldukları anlamına gelir ve belki de sadece vebayla ilgili değildir. Barreiro, “Geçmişte önemliydi ve büyük olasılıkla bugün de önemli olacak” dedi.
© 2022 The New York Times Company
