Filogeni ve Filogenetik Ağaçlar

Üzerinde yaşam barındıran ve henüz bu kapsamda bildiğimiz tek gezegen olan Dünya'daki yaşam formlarının tüm varyasyonları, biyoçeşitliliği oluşturur. Milyarlarca yıl önce, ilk yaşam belirtileri oluştuktan sonra meydana gelen primitif canlılar, zaman içerisinde birbirlerinden büyük bir farklılaşmaya uğramış ve 2 milyon-2 trilyon gibi büyük bir tahmin aralığında türlere yayılmıştır. Bu kadar büyük bir global çeşitlilik sisteminde de, yakınlık ve benzerlik ilişkilerinden ötürü bir sınıflandırma bilimi olan taksonomi doğmuştur.

biodiversity-100-007

Biyoçeşitlilikten çok küçük bir kare.

Taksonomik birimler arasında benzerlik ve yakınlık sayısal olarak değerlendirildiği zaman filogenetik sınıflandırma metoduna ulaşılır. Filogeni, organizmalar arasındaki evrimsel ilişkilere verilen addır ve bunu inceleyen bilim dalı da filogenetiktir. Filogenetik sınıflandırma, canlıların DNA benzerliği, hücre yapısı benzerliği, enzim benzerliği, protein benzerliği, anatomik benzerlik, embriyolojik benzerlik, homolog organ (kökenleri aynı, görevlerinden ötürü şekilleri farklı organlar) benzerliği gibi özelliklerine göre yapılır. İçlerinde en çok kullanılanlardan biri ise DNA benzerliğidir.

DNA bazlı filogenetik çalışmalardaki canlı benzerlikleri ve farklılıkları belli genlerin nükleotit sekanslarının (A, G, T, C dizileridir ve suş olarak da bilinir) karşılaştırılması ile gösterilir. Sekanslardaki uyumluluk evrimsel yakınlığı, farklılık ise uzaklığı gösterir. Peki, canlılarda çok fazla sayıda gen ve hele ki türler arasında bu kadar çeşitlilik varken; bu belli genler, yani DNA bölgeleri nasıl seçilebilir? rDNA yani ribozomal DNA ile. rDNA'lar tüm organizmalarda mevcuttur ve canlılığın ortak bir başlangıcına sahiptir. Diğer bir deyişle, evrimsel yönden ortak bir bölgeyi işaret eder. Bu nedenle türler arasında bir filogenetik ağaç oluşturulacaksa belli genler olarak bahsedilen incelenecek bölge, rDNA bölgesi ve buradaki genlerdir.

complex-disease-inset

Sol üstten başlayarak satır satır ilerleyen uzun bir sekansın gösterimi.

Türlerin Kökeni (C. Darwin) adlı eserin ilerleyen zamanlardaki takibinde, organizmaların evrimsel kökenlerini şematik olarak göstermenin en iyi metodu ağaç grafikleri olarak gelenekselleşmiştir. Türlerin sekansları (özellikle rDNA) arası uyum ile ağaç dallarının uzunluğu ters orantılı olacak şekilde, bir ölçek parametresi ile birlikte hazırlanır. Yakınlığı bulunan türlerin ağaç üzerinde gösterimi, bunlara nispeten uzak olan bir dış grup ile pekiştirilir.

abrc-2011-chai

Farklı bal arısı türlerinin filogenetik ağacı. Sekans uyumları (PTP1 adlı gene göre bakılmış) dal ayrımlarında yüzdeler ile verilmiştir ve altta yer alan E. cuniculi türü sistemin dış grubudur.

Emir Haliki

Kaynaklar

  1. Darwin C. On the Origin of Species by Means of Natural Selection 1859; J. Murray, London.
  2. Dahlgren, L.P., R.M. Johnson, M.D. Ellis & B.D. Siegfried - Varroacide Toxicity to Honey Bee Queens
  3. https://sites.google.com/site/abillionlivesintheworld/
  4. http://www.illumina.com/techniques/sequencing/dna-sequencing.html

Emir Haliki

Ege Üniversitesi Fen Fakültesi - Fizik Bölümünde Doktora Sonrası Araştırmacı. Karmaşık sistemler, genetik düzenlenme mekanizmaları ve ağ analizleri çalışma alanı. Aynı zamanda matematik, sayısal çözümleme, biyoloji ve astronomi de ilgi alanları. Bunların yanında zaman zaman amatör olarak gözlemsel astronomi, doğa yürüyüşleri, oyun motorları tasarımları ile ilgileniyor.

Emir Haliki 19 makale yazdıEmir Haliki tarafından yazılan tüm makaleleri gör