Çok Eşli Kuşlar, Tek Eşlilerden Daha Hızlı Evrimleşiyor

Yeni bir araştırmaya göre, çok eşli dişi sahil kuşu türleri, tek eşli türlere göre daha hızlı evrimleşiyor.

Bath Üniversitesi Milner Evrim Merkezi tarafından yürütülen yeni araştırma, dişilerin her mevsim birden fazla erkekle çiftleştiği sahil kuşu türlerinin, tek eşli türlere göre çok daha hızlı evrimleştiğini gösteriyor. Bulgular, kuşların çiftleşme sistemlerinin evrim oranları üzerinde önceden düşünülenden daha güçlü bir etkiye sahip olduğunu ortaya koyuyor.

Bulgularını “Proceedings of the Royal Society B” dergisinde yayımlayan araştırmacılar, cinsiyet kromozomlarından birindeki genetik değişiklikleri izleyerek farklı çiftleşme sistemlerinin, türlerin evrim hızı üzerindeki etkisini araştırdılar.

(İlgili: Grup Boyutu ve Eş Tercihi, Erkek Sesinin Kalın Olmasında Etkili)

Tüm hayvanlarda, her kromozomun biri anneden, diğeri babadan miras alınan iki kopyası bulunur ve biyolojik cinsiyet, cinsiyet kromozomları tarafından belirlenir. Memelilerde XX (dişi) ve XY (erkek) cinsiyet kromozomları bulunurken, kuşlarda farklı bir sistem vardır; erkeklerde ZZ ve dişilerde ZW kromozomları bulunur.

Daha önce Z kromozomlarının, genomdaki otozom adı verilen diğer kromozomlardan daha hızlı gelişme eğiliminde olduğu gözlemlenmişti: bu olguya “hızlı Z evrimi” adı verildi.

Z kromozomunun daha hızlı evrimi

Kuşlarda Z kromozomlarının daha hızlı evrimleşmesinin genellikle genetik sürüklenme olarak adlandırılan, rastgele şansın bir popülasyondaki mevcut genetik çeşitliliğin sıklığını değiştirmesinden kaynaklandığı düşünülüyor.

Doğal seçilime göre, tesadüfen meydana gelen zararlı mutasyonlar popülasyondan uzaklaştırılır çünkü bu, bireyin üreme ve mutasyonu aktarma olasılığını azaltır. Ancak toplam popülasyonda dolaşan Z kromozomlarının daha az kopyası olduğundan (dişilerde yalnızca bir kopya bulunur), rastgele şansın etkisi daha etkili hale gelir ve zararlı Z kromozomu mutasyonlarının aktarılma olasılığı daha yüksektir.

Sahil kuşlarında daha da hızlı Z evrimi

Araştırmacılar, çiftleşme sistemlerinin Z kromozomu evrim oranları üzerinde bir etkisi olup olmadığını incelediler ve dişilerin bir sezonda birden fazla üreme partneriyle çiftleştiği çok eşli kuş türlerinde hızlı Z evrimi etkisinin daha da hızlı olduğunu buldular.

Bath Üniversitesi’nde gerçekleştirilen araştırmanın ortak baş yazarı olan ve şu anda Kopenhag Üniversitesi’nde bulunan Dr. Kees Wanders, genel olarak kuşlarda genetik sürüklenmenin, Z kromozomunun hızlı evrimini yönlendiren en önemli süreç olduğunu, ancak çok eşli sahil kuşlarında farklı bir tablo olduğunu belirtiyor. Wanders, “Üreme sezonu için eşleşmek yerine cinsiyet oranlarının çarpık olduğu (yani bir cinsiyetin diğerinden daha fazla olduğu) sahil kuşu türlerinde, daha nadir olan cinsiyet birden fazla partnerle çiftleşecek ve yavruları yetiştirme işini onlara bırakacaktır. Yani dişilerin sayısının erkeklerden fazla olduğu popülasyonlarda, dişiler birden fazla erkekle çiftleşecek, bu da her bireyin üreme mevsimi başına tek eşli kaldığı duruma göre daha fazla yavruya sahip olacağı anlamına geliyor.” diyor.

Wanders, “Dişiler yalnızca bir Z kromozomu taşıdıkları için hızlı Z etkisinin kaynağı olduğundan, üreyen erkek sayısıyla karşılaştırıldığında başlangıçta daha az dişinin ürediği çok eşli türlerde daha yavaş Z kromozomu evrimi görmeyi bekliyorduk. Bunun yerine, çok eşlilik altında daha hızlı Z kromozomu evrimi gördük; bunun, eş bulmak için rekabet eden çok eşli dişiler üzerinde etkili olan çok güçlü cinsel seçilimden kaynaklandığını düşünüyoruz.” diye ekliyor.

Wanders’a göre, bu kadar güçlü bir rekabet altında üremeyi başaran dişiler özellikle etkileyici bireyleri temsil ediyor ve taşıdıkları faydalı mutasyonlar popülasyona daha hızlı yayılıyor. Etki özellikle Z kromozomu söz konusu olduğunda güçlü, çünkü dişilerde yalnızca bir kopya bulunuyor. Bu, Z kromozomunda ortaya çıkan herhangi bir faydalı mutasyonun, dişinin rekabet etme yeteneğini etkileyeceği anlamına geliyor; oysa mutasyonlar başka bir kromozomda ortaya çıkarsa, etkileri genellikle ikinci kromozom kopyası tarafından maskeleniyor.

Wanders, farklı türlerdeki evrimi yönlendiren güçleri anlamanın önemli olduğunu, çünkü bunun, türlerin değişen ekosistemlere ne kadar hızlı uyum sağlayabileceğine dair iyi bir tablo sunduğunu söylüyor. Bu, popülasyonların faydalı mutasyonları ne kadar verimli bir şekilde kullanabildiğini ve zararlı olanları gen havuzundan çıkarabildiğini gösteriyor. Araştırma, cinsel seçilimin ve çiftleşme sisteminin bu süreçte önemli faktörler olduğunu ortaya koyuyor.

Araştırmacılar, 23 sahil kuşu türünün genomlarının son ortak atalarından bu yana nasıl farklılaştığını inceledi; bunlar arasında dört tür, çok eşli çiftleşme sistemi sergiliyordu.

Bath Üniversitesi Milner Evrim Merkezi’nden Profesör Tamás Székely’e göre, sahil kuşları, çeşitli çiftleşme davranışları nedeniyle zaten Charles Darwin’in dikkatini çekmişti. Yeni araştırma ise çiftleşme sistemindeki çeşitliliğin genom evrim hızını etkilediğini öne sürüyor.

Bath Üniversitesi. 12 Haziran 2024.

Makale: Wanders, K., Chen, G., Feng, S., Székely, T., Urrutia, A. O., 2024. Role-reversed polyandry is associated with faster fast-Z in shorebirds. Proceedings of the Royal Society B, 291: 20240397.