Evrimsel gelişim biyolojisinin en temel amacı, organizmaların genotiplerinden oluşan fenotiplerin genel modellerini, mekanizmalarını ve işlevlerini keşfetmektir. Bu tür temel büyüme ve biçimin evrensel modelleri, büyümeyi etkileyen sınırlı sayıdaki fiziksel yasalar ve biyolojik süreçler nedeniyle muhtemelen nadirdir. Bu model dişler, pençeler, boynuzlar ve gagalar gibi biyolojik yapıların büyümesini açıkladığı iddia edilen logaritmik spiraldir. Logaritmik spiral yalnızca yapının uzaydaki yolunu tanımlar, şekilleri oluşturamaz.
Monash Üniversitesi’ndeki disiplinler arası bir ekip dişler, boynuzlar, pençeler, gagalar, hayvan kabukları ve hatta bitkilerin dikenleri ve çalılıkları dahil olmak üzere hayat ağacındaki keskin yapıların şekillerindeki şaşırtıcı benzerlikleri açıklayan yeni bir evrensel büyüme kuralı keşfetti!
Hayvanlar ve bitkiler genellikle altın oranı izleyen logaritmik spiraller gibi belirli modellerde büyürler. Bu kalıpları oluşturan çok basit süreçler bulunmaktadır. Organizmaların neden belirli şekiller aldığını anlamamıza yardımcı olan büyüme kurallarıdır. Örneğin, bir yapının bir tarafı diğerinden sabit bir oranda daha hızlı büyüdüğünde logaritmik olarak bir spiral üretilmiş olur.
BMC Biyoloji’de yeni yayınlanan çalışmada, araştırma ekibi ‘power cascade’ adı verilen yeni bir kuralı gösteriyor. Omurgalılardaki diş şekillerinin çeşitliliğini de açıklayan bu model fil ve kemirgenlerin yaşını tahmin etmek için kullanılabilir (Görsel 1). Bu model dişin genişliği ve uzunluğunun logaritması arasında düz bir ilişki olan matematiksel ilişkidir. Güç yasaları, depremlerin büyüklükleri, şehirlerin boyutları gibi doğanın her yerinde bulunur. Ayrıca dev köpekbalıklarının, Tyrannosaurus rex’in, mamutların ve hatta insanların dişleri de dahil olmak üzere bir çok hayvan için geçerlidir. Dikkat çekici bir şekilde bu güç yasası memelilerin, kuşların ve dinozorların pençeleri, toynakları, boynuzları, örümcek dişleri, salyangoz kabukları, boynuzları ve gagaları içinde geçerlidir. Ekip, hayvanların yanı sıra gül ve limon ağacının dikenlerini de gözlemledi.
Monash Üniversitesi Biyolojik Bilimler Okulu’ndan doçent doktor Alistair Evans ‘‘ Bu kuralı izleyen hayvanların ve hatta bitkilerin çeşitliliği şaşırtıcıdır. Yaşam alemlerine baktığımız hemen hemen her yerde canlı hayvanlarda ve milyonlarca yıldır nesli tükenmiş olanlarda dahil bu oranı bulduğumuzda şaşırdık. ’’
Yeni model Londra’daki St. Paul Katedrali’nin tasarımcısı olan bilge anatomist, fizikçi ve matematikçi Christopher Wren’in fikirlerini genişletiyor. 1659’da Wren, bir salyangoz kabuğunun logaritmik bir spiral olacak şekilde bükülmüş bir koni olabileceğini öne sürdü. Yeni çalışmada elde edilen güç kademeli model, logaritmik spiralden bağımsız olarak çalışır ve çeşitli biyolojik sistemlerde bulunmaktadır. Power cascade modeli, sivri yapıların hayat ağacı boyunca oluşturulması için mekanik bir temel sağlar.
Doçent Ecans, ‘‘ Bu yeni kural, hayvanların ve parçalarının nasıl büyüdüğüne dair 350 yıllık bir bulmacanın eksik parçası. Pek çok yapı bu büyütme modelini takip ettiğinden, onu olası evrim modelini tahmin etmek için kullanabiliriz. Hayvanlar ne zaman diş, boynuz veya pençe geliştirirse büyük olasılıkla bu şekil olacaktır. Hatta ne olacağını tahmin etmemize bile izin veriyor. Artık Game Of Thrones’deki ejderhaların ve Harry Potter’ın fantastik canavarlarının neye benzeyeceğini biliyoruz. ’’
Kaynaklar
- Evans, A.R., Pollock, T.I., Cleuren, S.G.C. et al. A universal power law for modelling the growth and form of teeth, claws, horns, thorns, beaks, and shells. BMC Biol 19, 58 (2021). https://doi.org/10.1186/s12915-021-00990-w
- Researchers discover how animals grow their pointy body parts. [online] Phys.org. Erişim Adresi: https://phys.org/news/2021-03-animals-pointy-body.html [31 Marrt 2021’de erişildi].
- Materials
