Bugün öğrendim ki: Yaklaşık 7000 yıl önce, insan Y kromozomu çeşitlilikte bir kısıtlama yaşadı. Bu dönemde, gen havuzuna katkıda bulunan her on yedi kadına karşılık fiilen bir erkek düşüyordu. Araştırmalar, neolitik toplumun hangi erkeklerin üreme başarısına sahip olabileceğini seçtiğini gösteriyor.
Sayıların keskin bir şekilde azalmasının bir popülasyonun çeşitliliği ve sağlamlığı üzerindeki etkileri
Popülasyon darboğazı veya genetik darboğaz, kıtlık, deprem, sel, yangın, hastalık ve kuraklık gibi çevresel olaylar veya soykırım, tür yok etme, yaygın şiddet veya kasıtlı azaltma gibi insan faaliyetleri nedeniyle bir popülasyonun büyüklüğünde keskin bir azalmadır. Bu tür olaylar, bir popülasyonun gen havuzundaki varyasyonu azaltabilir; daha sonra, daha küçük bir genetik çeşitliliğe sahip daha küçük bir popülasyon, genleri gelecek nesillere aktarmak için kalır. Genetik çeşitlilik düşük kalır, yalnızca başka bir popülasyondan gen akışı olduğunda veya rastgele mutasyonlar meydana geldikçe zamanla çok yavaş bir şekilde artar.[1][kendini yayınlayan kaynak] Bu, popülasyonun sağlamlığında ve iklim değişikliği veya mevcut kaynaklarda bir kayma gibi çevresel değişikliklere uyum sağlama ve hayatta kalma yeteneğinde bir azalmaya yol açar.[2] Alternatif olarak, darboğazdan kurtulanlar en büyük genetik uygunluğa sahip bireylerse, gen havuzundaki daha uygun genlerin sıklığı artar, ancak havuzun kendisi küçülür.
Bir popülasyon darboğazı tarafından neden olunan genetik sürüklenme, alellerin oransal rastgele dağılımını değiştirebilir ve hatta alellerin kaybına yol açabilir. Akraba evliliği ve genetik homojenlik şansı artabilir, muhtemelen akraba evliliği depresyonuna yol açabilir. Daha küçük popülasyon büyüklüğü ayrıca zararlı mutasyonların birikmesine neden olabilir.[3]
Popülasyon darboğazları, koruma biyolojisinde (minimum yaşayabilir popülasyon büyüklüğüne bakınız) ve tarım bağlamında (biyolojik ve zararlı kontrolü)[4] önemli bir rol oynar.
Minimum yaşayabilir popülasyon büyüklüğü
[düzenle]
Ana madde: Minimum yaşayabilir popülasyon
Koruma biyolojisinde, minimum yaşayabilir popülasyon (MVP) büyüklüğü, bir popülasyonun yok olma riski altında olduğu zaman etkili popülasyon büyüklüğünü belirlemeye yardımcı olur.[5][6] Bir popülasyon darboğazının etkileri genellikle darboğazdan sonra kalan birey sayısına ve bunun minimum yaşayabilir popülasyon büyüklüğüyle nasıl karşılaştırıldığına bağlıdır.
Kurucular etkisi
[düzenle]
Ana madde: Kurucular etkisi
Küçük bir grup, örneğin bir kurucu olayı yoluyla, ana popülasyondan üreme açısından (örneğin, coğrafi olarak) ayrılırsa, örneğin bir türün birkaç üyesi yeni bir izole adayı başarıyla kolonileştirirse veya hayvanat bahçesindeki hayvanlar gibi küçük esaret altında yetiştirme programlarından, darboğazın biraz farklı bir şekli ortaya çıkabilir. Alternatif olarak, istilacı türler, istila ettikleri bölgeye girdiklerinde kurucu olaylar yoluyla popülasyon darboğazlarına maruz kalabilir.[7]
Örnekler
[düzenle]
İnsanlar
[düzenle]
1999 tarihli bir modele göre, iki milyon yıl önce Australopithecina grubunda Homo erectus olarak bilinen türe geçiş yaparken şiddetli bir popülasyon darboğazı veya daha spesifik olarak tam teşekküllü bir türleşme meydana geldi. Homo erectus Dünya'da yürümeye başladıktan sonra ek darboğazların meydana gelmiş olması gerektiğine inanılıyor, ancak mevcut arkeolojik, paleontolojik ve genetik veriler bu tür varsayılan darboğazlar hakkında fazla güvenilir bilgi vermek için yetersizdir.[8] Bununla birlikte, 2023 tarihli bir genetik analiz, yaklaşık 930.000 ila 813.000 yıl önce "yaklaşık 117.000 yıl süren ve insan atalarını yok oluşun eşiğine getiren" olası 100.000 ila 1.000 bireyden oluşan böyle bir insan atası popülasyon darboğazını belirledi.[9][10]
1990'ların sonlarından 2000'lerin başına kadar sunulan tartışmalı Toba felaketi teorisi, yaklaşık 75.000 yıl önce Endonezya'da meydana gelen süper volkan patlamasının 10.000-30.000 bireye kadar bir insan popülasyon darboğazına neden olduğunu öne sürdü.[11] Hipotez, ani iklim değişikliğinin jeolojik kanıtlarının, bazı genlerin birleşme kanıtlarının[12] ve insanlardaki nispeten düşük genetik varyasyon seviyesinin[11] görünen tesadüfüne dayanıyordu. Bununla birlikte, özellikle 2010'larda yapılan sonraki araştırmalar, hem genetik argümanı hem de o zamanki iklim değişikliğinin kapsamını çürütmüş gibi görünüyor.[13]
2000 yılında, Moleküler Biyoloji ve Evrim adlı bir makale, sınırlı genetik varyasyonu açıklamak için felaket bir çevresel değişiklikten ziyade bir nakil modeli veya 'uzun bir darboğaz' önerdi.[8] Bu, Sahra altı Afrika'da sayıların belki 100.000 yıla kadar 2.000 kadar düşük seviyelere düşmüş olabileceği ve sayıların Geç Taş Çağı'nda tekrar genişlemeye başlamadan önce bu şekilde kalmış olabileceği önerileriyle tutarlı olacaktır.[14]
Neolitik Y kromozomu darboğazı, erkek y kromozomundaki çeşitliliğin Afrika, Avrupa ve Asya genelinde MÖ 5000 civarında erkek ve kadın oranı 1:17 arasında bir oranda üremeye denk bir seviyeye kadar ani bir şekilde düştüğü bir dönemi ifade eder.[15] 2015 yılında keşfedilen araştırma, darboğazın nedeninin erkek sayısındaki azalma olmayabileceğini, ancak önceki avcı-toplayıcılara kıyasla agro-pastoralist kültürlerinde üreme başarısına sahip erkeklerin yüzdesinde sert bir düşüşü[16] gösteriyor.[17]
Diğer hayvanlar
[düzenle]
Yıl Amerikan
bizonu (tahmini) 1492'den önce 60.000.000 1890 750 2000 360.000
Avrupa bizonu, visent (Bison bonasus) olarak da adlandırılır, 20. yüzyılın başlarında yok olma tehdidiyle karşı karşıya kaldı. Bugün yaşayan hayvanların tamamı 12 bireyden türemiştir ve son derece düşük genetik varyasyona sahiptirler, bu da boğaların üreme yeteneğini etkilemeye başlıyor olabilir.[18]
Amerikan bizonunun (Bison bison) popülasyonu aşırı avlanma nedeniyle düştü ve yaklaşık 1890 yılında neredeyse yok olmaya yol açtı, ancak o zamandan beri iyileşmeye başladı (tabloya bakınız).
Bir popülasyon darboğazının klasik bir örneği, popülasyonu 1890'larda yaklaşık 30'a düşen kuzey fil fokudur. Şu anda sayıları yüz binlerdeyse de, koloniler içinde darboğaz potansiyeli kalmaktadır. Baskın boğalar en fazla sayıda dişiyle çiftleşebilir - bazen 100'e kadar. Bir koloninin yavrularının çoğu yalnızca bir baskın erkeğin soyundan geldiğinden, genetik çeşitlilik sınırlıdır ve türleri hastalıklara ve genetik mutasyonlara karşı daha savunmasız hale getirir.
Altın hamster, benzer şekilde darboğaz geçiren bir türdür; evcil hamsterlerin büyük çoğunluğu 1930 civarında Suriye çölünde bulunan tek bir yavrudan türemiştir ve çok az sayıda yabani altın hamster kalmıştır.
Bir popülasyon darboğazının aşırı bir örneği, günümüzde her örneği Eski Mavi olarak adlandırılan tek bir dişinin soyundan gelen Yeni Zelanda kara robinidir. Kara Robin popülasyonu, 1980'de yalnızca beş bireyden oluşan düşük noktasından hala kurtuluyor.
Dev pandanın genomu, yaklaşık 43.000 yıl önce şiddetli bir darboğaz kanıtı göstermektedir.[19] Ayrıca, bu zaman diliminde darboğaz geçiren altın burunlu maymun gibi en az bir primat türü için de kanıt vardır. Gözlemlenen her iki türdeki darboğazlara da bilinmeyen bir çevresel olayın neden olduğu şüpheleniliyor. Darboğazlar muhtemelen her iki türde de gözlemlenen düşük genetik çeşitliliğe neden olmuştur.
Gözlemlenen bir popülasyon darboğazından bazen başka gerçekler de çıkarılabilir. Kendileri bir darboğazın başlıca örneği olan Galápagos Adaları dev kaplumbağaları arasında, Alcedo yanardağının yamaçlarındaki nispeten büyük popülasyon, aynı adadaki diğer dört kaplumbağa popülasyonundan önemli ölçüde daha az çeşitlidir. DNA analizleri, darboğazı günümüzden yaklaşık 88.000 yıl önceye (YBP) tarihlendirir.[20] Yaklaşık 100.000 YBP yanardağ şiddetli bir şekilde patladı ve kaplumbağa yaşam alanının büyük bir bölümünü pomza ve küllerin altına gömdü.
Başka bir örnek, 20. yüzyıla kadar Kuzey Amerika'da yaygın olan büyük çayır tavuklarında görülebilir. Yalnızca Illinois'de, büyük çayır tavuklarının sayısı 1900'deki 100 milyondan fazla sayıdan 1998'de yaklaşık 46'ya düştü.[21] Popülasyondaki bu düşüşler avlanmanın ve yaşam alanının tahrip olmasının sonucuydu, ancak rastgele sonuçlar ayrıca tür çeşitliliğinde büyük bir kayba da neden oldu. 1990'dan ve orta yüzyıldan itibaren kuşları karşılaştıran DNA analizi, son yıllarda dik bir genetik düşüş göstermektedir. Büyük çayır tavuklarının yönetimi artık her popülasyonun genetik çeşitliliğini artırmak için çayır tavuklarının leklere arasında taşınması da dahil olmak üzere genetik kurtarma çalışmalarını içerir.[21]
Popülasyon darboğazı, tür popülasyonlarının istikrarı için de büyük bir tehdit oluşturmaktadır. Papilio homerus, Amerika'daki en büyük kelebektir ve IUCN'ye göre nesli tükenmekte olan bir türdür. Merkezi bir popülasyonun yok olması, büyük bir popülasyon darboğazı tehdidi oluşturmaktadır. Kalan iki popülasyon artık coğrafi olarak izole edilmiştir ve popülasyonlar, sınırlı kalan gen akışı fırsatıyla istikrarsız bir gelecekle karşı karşıyadır.[22]
Çitalarda genetik darboğazlar mevcuttur.[23][24]
Seçici yetiştirme
[düzenle]
Safkan hayvanlar arasında da darboğazlar vardır (örneğin köpekler ve kediler: puglar, Pers kedileri), çünkü yetiştiriciler gen havuzlarını görünümleri ve davranışları için birkaç (şov kazanan) bireyle sınırlar. İstenen bireysel hayvanların diğerleri hariç tutularak yoğun kullanımı, popüler bir baba etkisiyle sonuçlanabilir.
Köpek ırklarının seçici yetiştirilmesi, ırka özgü darboğazların daralmasına neden olmuştur.[25] Bu darboğazlar, köpeklerin gri kurtlara göre ortalama %2-3 daha fazla genetik yük taşımasına neden olmuştur.[26] Sıkı yetiştirme programları ve popülasyon darboğazları, evcil köpeklerde kalp hastalığı, körlük, kanserler, kalça displazisi ve katarakt gibi hastalıkların yaygınlaşmasına yol açmıştır.[25]
Yüksek verimli ürünler üretmek için seçici yetiştirme, bu ürünlerde genetik darboğazlara neden olmuş ve genetik homojenliğe yol açmıştır.[27] Birçok üründeki bu azalmış genetik çeşitlilik, yeni hastalıklara veya zararlılara karşı daha geniş bir duyarlılığa yol açabilir ve bu da küresel gıda güvenliğini tehdit eder.[28]
Bitkiler
[düzenle]
Araştırma, Wollemi çamının (Wollemia nobilis) genomunda inanılmaz derecede düşük, neredeyse tespit edilemez miktarlarda genetik çeşitlilik olduğunu göstermiştir.[29] IUCN, 2011 yılında 80 olgun birey ve yaklaşık 300 fide ve genç bireyin popülasyon sayısını tespit etti ve daha önce Wollemi çamının vahşi doğada 50'den az bireyi vardı.[30] Düşük popülasyon büyüklüğü ve düşük genetik çeşitlilik, Wollemi çamının şiddetli bir popülasyon darboğazından geçtiğini göstermektedir.
Nesli tükenmekte olan Mauna Kea gümüş kılıcı (Argyroxiphium sandwicense ssp. sandwicense) koruma çabalarıyla 1970'lerde bir popülasyon darboğazı yaratıldı.[31] Gümüş kılıcın küçük doğal popülasyonu, 1970'lerde dışarıdan eklenen bireylerle artırıldı. Dışarıdan eklenen gümüş kılıç bitkilerinin tamamının sadece iki anne kurucusunun birinci veya sonraki nesil yavruları olduğu bulundu. Dışarıdan eklenen bireylerde az miktarda polimorfik lokus, popülasyon darboğazına yol açarak lokusların sekizinde belirteç alelinin kaybına neden oldu.
Ayrıca bakınız
[düzenle]
Bebek patlaması
Popülasyon azalması
Popülasyon patlaması
Referanslar
[düzenle]