Beyindeki Küçük Değişim Bize Rekabet Avantajı Sağlamış Olabilir

Beyin kimyamızdaki ufak bir değişiklik, Homo sapiens’e Neandertaller ve Denisovalılara karşı üstünlük sağlayan gizli silah olabilir.

Bu düşüncenin merkezinde, DNA, RNA ve diğer önemli biyomoleküllerin temel yapı taşı olan pürinlerin sentezinde rol alan adenilosüksinat liyaz (ADSL) adlı bir enzim bulunuyor.

Enzim, 484 amino asitten oluşan bir zincirden meydana geliyor. Günümüz Homo sapiens’inde bulunan modern ADSL ile Neandertaller ve Denisovalılar gibi soyu tükenmiş homininlerde görülen atasal versiyonu arasındaki tek fark, zincirin 429. pozisyonunda yer alıyor. Atasal formda bu pozisyonda alanin varken, modern formda bunun yerine valin bulunuyor.

Modern varyanttaki bu küçük değişim, enzimi biraz daha az kararlı hâle getiriyor. Ancak yakın zamana kadar araştırmacılar, bunun enzimin çalışma biçiminde gerçekten bir fark yaratıp yaratmadığından emin değildi.

(İlgili: Uzun Çocukluk Dönemi, Daha Büyük Beyinlerin Yolunu Açmış)

Bunu anlamak için Japonya’daki Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü ile Almanya’daki Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nden bilim insanları, ADSL genini içeren bir dizi deney yaptı.

Genetik olarak değiştirilmiş farelerde, modern enzim versiyonuna sahip olanlarda belirli moleküllerin – özellikle beyinde – biriktiği görüldü. Çünkü ADSL aktivitesi azaldığı için bu moleküller yeterince hızlı parçalanamıyordu.

ADSL eksikliği yaşayan insanlarda bilişsel sorunlar görülebildiği bilindiğinden, araştırmacılar bu değişimin davranışları da etkileyip etkilemediğini görmek istedi. Farelerin suya ulaşmak için sesli veya görsel uyarılara yanıt vermesi gereken bir deney düzenlediler.

İlginç bir şekilde, modern enzim versiyonuna sahip dişi fareler susadıklarında suya daha hızlı ve başarılı bir şekilde ulaştı. Bu da bu küçük değişikliğin, kaynakların kısıtlı olduğu durumlarda karar verme veya rekabet gücünü artırabileceğini düşündürdü.

“Oluşan birçok yeni soru var. Örneğin neden sadece dişi farelerin rekabet avantajı kazandığı belirsiz. Davranış karmaşıktır. Suyun verimli şekilde elde edilmesi; duyusal bilgiyi işleme, hangi eylemlerin ödüle yol açtığını öğrenme, sosyal etkileşimleri yönetme, motor planlama ve daha birçok süreci içerir. Bunların her biri birden fazla beyin bölgesini içerebilir. Bu nedenle ADSL’in davranıştaki rolünü anlamak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç var” diyor çalışmanın yazarlarından, Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden Profesör Izumi Fukunaga.

Araştırmacılar insan genomunu daha derinlemesine incelediklerinde, günümüz Homo sapiens’lerinin neredeyse tamamında, ADSL geninin doğrudan protein kodlamayan bir bölümünde genetik değişiklikler bulunduğunu gördüler. Bu değişiklikler insan evrimi sırasında seçilerek avantaj sağlamış görünüyordu. İlginç bir şekilde, bu değişiklikler enzimin aktivitesini artırmak yerine özellikle beyinde daha da düşürüyordu.

“Bu enzimde aktiviteyi azaltan iki ayrı seçilim dalgası gerçekleşti – ilki proteinin kararlılığını değiştiren bir mutasyon, ikincisi ise genin ifadesini azaltan değişimler. Görünüşe göre evrimsel baskı, enzimin aktivitesini farelerde gördüğümüz etkileri yaratacak kadar düşürmeye, ama ADSL eksikliği hastalığına yol açmayacak kadar yüksek tutmaya yönelmişti” diye açıklıyor aynı enstitüden Dr. Shin-Yu Lee.

Genetik kanıtlar, Neandertallerin ve Denisovalıların ADSL’in atasal versiyonuna sahip olduğunu gösteriyor. Bu da değişmiş versiyonun, bizim türümüzün bu homininlerle ortak atadan ayrılmasından sonra, ama modern insanların Afrika’dan göçünden önce ortaya çıktığı anlamına geliyor.

Bu durum araştırmacılara, beyin kimyasındaki bu küçük değişikliğin Homo sapiens’e diğer eski hominin türlerine karşı rekabet avantajı sağlamış olabileceğini düşündürüyor.

“Bulguları doğrudan insanlara uyarlamak için henüz erken; çünkü farelerin sinir ağları çok farklı. Ancak bu değişim, diğer insan türlerine kıyasla belirli görevlerde bize evrimsel bir avantaj sağlamış olabilir” diyor çalışmanın ilk yazarı Dr. Xiang-Chun Ju.

“Modern insanların atalarında evrimsel değişikliklerden etkilenen az sayıda enzim var. ADSL bunlardan biri. Bu değişimlerin bazı etkilerini anlamaya başlıyoruz ve böylece metabolizmamızın son yarım milyon yıldaki evrimini adım adım çözüyoruz. Bir sonraki adım, bu değişimlerin kombinasyonlarının ne gibi etkileri olabileceğini incelemek olacak” diye ekliyor Max Planck Evrimsel Antropoloji Enstitüsü’nden Profesör Svante Pääbo.

IFL Science. 5 Ağustos 2025.