Kuş Cinsiyetleri Hakkında Yeni Bir Düşünce Yolu
Bahar geldi ve bahçenizde bir çift küçük kahverengi ötücü kuşu izliyorsunuz. Beyaz boğazları güneşte parlıyor. Kuşlardan biri taç bölgesinde çarpıcı siyah-beyaz şeritlere sahip ve ara sıra “Old Sam Peabody, Peabody, Peabody” diye şarkı söylüyor. Partneri ise daha sade, başında kahverengi çizgiler ve beyaz boğazında kahverengi lekeler var. Ötücü kuşlar hakkında bilinen geleneksel bilgiye göre erkekler gösterişli ve dikkat çekici olurken dişiler daha kamufle ve sessiz olur. Bu nedenle şarkıcı kuşa Romeo ve daha sade olanına Juliet adını veriyorsunuz.
Ancak o günün ilerleyen saatlerinde Juliet’ı çitleme tırmanmış, şarkı söylüyor bir şekilde görüyorsunuz. Juliet’ın şarkısı, Romeo’nunkinden daha yüksek sesli ve dikkat çekici. Erkek kuşun yuva için bir dal getirdiğini fark ediyorsunuz. Kuşlarla ilgili rehberiniz, bu türde dişinin yuva yapımını tek başına yaptığını söylüyor. Peki ne oluyor?
Çıkan sonuca göre, Romeo ve Juliet’ı adlandırdığınızda, 19. yüzyıl sanatçısı ve doğabilimci John Audubon’un yaptığı hatayı da yapmış oluyorsunuz. Audubon, bu türün parlak üyesini “erkek” ve sade olanı “dişi” olarak etiketlemişti. Romeo, bir kuş uzmanı olan Audubon’a bile erkek gibi görünebilir, ancak yuva yapar ve içinde yumurtlar. Juliet, dişi gibi görünebilir, ancak testislere sahiptir ve Romeo ile birlikte şarkı söyleyerek çiftlerinin bölgesini savunur.
Juliet ve Romeo Beyaz-gırtlaklı Serçelerdir (Zonotrichia albicollis). Bu tür bir ötücü kuşun üyeleri ilk bakışta oldukça sıradan görünebilir. Örneğin, birçok ötücü kuş gibi, bu serçelerin her eşleşme çiftinin bir üyesi daha çarpıcı tüylere sahiptir – yani, görünüşü geleneksel olarak ötücü kuşlar için erkeksi olarak kabul edilen bir türdür. Çiftin diğer kuşu daha dişilere daha uygun olan daha sade tüylere sahiptir.
Daha yakından incelendiğinde, Beyaz-gırtlaklı Serçeler oldukça dikkat çekicidir. Eğer daha parlak kuşun cinsiyetini erkek olarak varsayarsak, yalnızca yarısı doğru oluruz. Beyaz-gırtlaklı Serçelerin yaklaşık yüzde 50’sinde, daha parlak tüylere sahip olan kuşların yumurtalara sahip olduğu ve daha sade tüylere sahip olan kuşların testislere sahip olduğu görülür.
1960’lardan beri araştırmacılar, Beyaz-gırtlaklı Serçelerde iki renk formunun olduğunu bilmekteler: daha parlak “beyaz-şeritli morf” ve daha basit “kahverengi-şeritli morf”. Morfun cinsiyetle ilgisi olmasa da, her iki morfun da yumurtalara veya testislere sahip olma olasılığı eşittir. Kuşlar, morf seçerken hala morfa dikkat ederler. Erkek veya dişi olsun, kahverengi-şeritli kuşlar neredeyse her zaman beyaz-şeritli eşleri seçer ve bunun tersi de geçerlidir. Yani, bir kuşun morfuna bakarak sadece nüfusun yüzde 25’inden bir eş seçersiniz; Eğer yumurtlamak için bir erkek eş arayan bir kahverengi-şeritli dişiyseniz, aynı morfun erkeği size yeterli olmaz. Başınızdaki beyaz şeritli bir erkekle eşleşmek istersiniz.
Bu ilginç ve karmaşık durum, bu türün “dört cinsiyetli kuş” olarak adlandırılmasına neden oldu. Ancak açık olmak gerekirse, Beyaz-gırtlaklı Serçelerin dört farklı gonad türü yok. Diğer kuşlar gibi, her birey genellikle sperma üreten iki testis veya yumurta üreten bir yumurtalığa sahiptir. Bununla birlikte, son araştırmalar göstermiştir ki, bu tür, genlerin, seks kromozomlarının karmaşık yapısı ve cinsiyet üreme evrimiyle nasıl etkilenebileceği hakkında bize çok şey öğretebilir. Önemli olan, bu türün, doğanın harika çeşitliliğini iki kategoriye, erkek ve dişiye düzleştirmenin yanlış olduğunu göstermesidir.
Bu heyecan verici ve karmaşık durum, bu türü 25 yıldır inceleyen benim gibi bir araştırmacı için harika bir model oluşturdu. Beyaz-gırtlaklı Serçeler, bu tür araştırmalar için son derece uygundur çünkü cinsiyet ve morf kategorileri özel kromozomlarla ilişkilidir. Kuşlardaki cinsiyet kromozomları, kuşlarda Z ve W olarak adlandırılır ve embriyonik gonadların yumurtalık veya testis olarak gelişip gelişmeyeceğini etkiler. Z ve W’ye sahip kuşlar genellikle bir yumurtalık geliştirirken, iki Z kopyasına sahip kuşlar testis geliştirir. Morf, farklı bir kromozom olan kromozom numarası 2 ile ilişkilidir. Cinsiyet kromozomları gibi, Beyaz-gırtlaklı Serçelerdeki kromozom 2’nin iki versiyonu vardır. İlk versiyon, bilim adamları tarafından dizilen ilk standart versiyondu. Diğeri, teknik olarak bir araya getirilmiş bir dizi gen içeren bir “süpergen” olan yeniden düzenlenmiş bir versiyondur. Standart ve süpergenli kromozom 2’ye sahip kuşlar ayrı morf özelliklerine sahiptir. Bu farklı morfların genellikle ilişkilendirilmediği 1960’ların başlarından beri biliniyor. Beyaz-gırtlaklı Serçelerin kromozom 2’sindeki süpergen, yaklaşık 1.000 geni yakalamıştır. Bu, birlikte miras alındığında birleşik bir fayda sağlayabilecek gen varyantlarının bir koleksiyonuyla sonuçlanır.
Kuşlarda cinsiyet ve cinsiyetle ilişkili davranışların etkilendiği genlerin çoğu cinsiyet kromozomlarına bağlı olmadığı bilinmektedir. Bu türde, bazı genlerin bir araya geldiği ve bir araya geldiğinde bir avantaj sağlayabilecek genlerin bir topluluğunu yakalayan ve bir araya getiren dönüşler olduğu düşünülen inversiyonlarının adaptif olduğunu öne süren Dobzhansky’nin düşüncesi var. Beyaz-gırtlaklı Serçelerde süpergeni oluşturan dönüşlerin, 180 derece döndüğü büyük DNA dizilerinden oluştuğunu gösteren genetikçi James W. Thomas ve ekibinin çalışmaları vardır. Beyaz-gırtlaklı Serçelerdeki kromozom 2’nin yeniden düzenlenmiş bölgesi o kadar büyüktür ki, iki farklı versiyonu yan yana gelemez ve genleri değiş tokuş edemez. Genellikle uyuşmayan diziler büyük bir sorun olmasa da, bir eşleşme ve gen değiş tokuşu yapacak başka bir kromozom versiyonu yoktur. Bu nedenle, süpergen versiyonu içeren kromozoma sahip bireyler genellikle sadece bir kopya alır. Yani, kahverengi-şeritli kuşlar standart kromozomun iki kopyasına serbestçe recombine olabilirken, beyaz-şeritli kuşlar için süpergen versiyonu olan kromozom yalnız kalmış durumda ve başka bir partnerle genleri değiş tokuş edemez.
Bu izolasyon, süpergen içindeki gen dizilerinin standart dizilime göre zamanla farklılaşmasını sağlamış, farklılaşan genlerin artık birbirine benzer olmadığını göstermiştir. Rekombinasyondan kaçınma ayrıca süpergen içindeki genleri bir arada kilitlemiş, yani beyaz-şeritli kuşlar büyük bir farklılaşmış gen bloğu miras alırlar. Bu serçeler için, bu farklılaşmış genler tüy ve davranışlardaki farklılıklara çevrilir.
Beyaz-gırtlaklı Serçelerin kromozom 2’sindeki evrimsel değişiklikler, cinsiyet kromozomlarının evrimine dair klasik bir teoriyi kabaca özetler. Memelilerde X ve Y kromozomları durumunda, rekombinasyonun baskılanması gen işlevinin ve hatta tam gen kaybının bile yol açtığı hipotez edilmektedir. Zamanla Y kromozomu, X ile yalnızca bir avuç gen paylaşacak şekilde gerilemiştir. Aynı senaryo, memeliler, kuşlar ve birçok böcek türü dahil olmak üzere birçok türde cinsiyet kromozomları için oynamıştır: testis veya yumurtalık gelişimi ile ilişkilendirilen bir kromozom artık eski ortağıyla rekombinasyon yapmayı bırakmış ve önemli ölçüde farklılaşmıştır. Beyaz-gırtlaklı Serçelerdeki süpergen taşıyan kromozom 2’nin, aynı durumda olduğu görünmektedir. Bu paralellikleri daha yakından incelemek için, Georgia Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılarla çalıştık ve Soojin V. Yi liderliğindeki bir çalışma, süpergenin belirgin bir şekilde bozulma belirtisi göstermediğini gösterdi. Yani, süpergen kromozomun, birçok açıdan cinsiyet kromozomu benzer bir sistem evrimini tekrar etse de, yakın zamanda küçük, Y gibi bitmeyen bir durum olduğuna dair açık kanıtlar görmedik.
Beyaz-gırtlaklı Serçelerin kromozom 2’si, memeli X ve Y kromozom sistemiyle benzerdir ve davranışa olan etkileri açısından benzerdir. Bu kromozoma sahip kuşlar, beyaz-şeritli kuşlar, genellikle kahverengi-şeritli olanlardan daha ortalama daha şiddetli bir şekilde yuvalarını savunurken, kahverengi-şeritli olanlar daha fazla zamanlarını yavrularına yiyecek getirerek geçirir. Yani, memelilerde Y kromozomu ile ilişkilendirilen, yani ebeveyn bakımından daha fazla territorial saldırganlığı önceleyen davranışlar, süpergenle ilişkilendirilmiş olsa da, gonadlarla ilişkili değilmiş gibi davranışlarla ilişkilendirilmiştir. Bu ayrımlar, kuşların morfları arasında cinsiyete bağlı davranışlar dağıttığını gösterir.
Beyaz-gırtlaklı Serçeler, davranışlarını beyaz-şeritli kuşlar (alt) ve kahverengi-şeritli kuşlar (üst) olarak öterken.
Glenn Bartley/Minden Pictures (üst); Scott Leslie/Minden Pictures (alt)
Beyaz-gırtlaklı Serçeler, cinsiyet ve morf ile ilişkili genlerin vücut gelişimini yönlendiren moleküler yolların evrimsel olarak istikrarsız ve kırılgan olduğunu gösteren bir model oluşturur. Gonad yapımına katkıda bulunan genler ve proteinler, türler arasında, hatta yakın akraba olanlar arasında aynı değildir. Bu yolların iyi korunmadığı, bu nedenle hala esnek olduğu düşünülmektedir.
Cinsiyetle ilişkili özelliklerin gelişimi, türler arasında olduğu gibi türler içinde de şaşırtıcı derecede çeşitlidir. Her birey, serçe veya insan, erkeksi ve dişil özelliklere sahiptir. Bu çeşitlilik, bireyleri iki kategoriye ayırıp her birini homojen bir grup olarak ele alarak göz ardı edildiğinde gizlenir. Cinsiyetle ilişkili özellikler basitçe sabitlenmiş değildir. Evrimsel biyologlar, cinsiyete bağlı değişkenliğe katkıda bulunan genlerin çoğunun belirli bir genomik mimariyle ilişkilendirilmediğini ve genellikle herhangi bir kromozoma dağıtıldığını biliyor. Her birey, yeni bir kombinasyon oluşturur, hiçbir ebeveynin olmadığı bir genomu barındırır.
Şu ana kadar geleneksel olarak cinsiyet değişen balıklar, sadece dişilerin olduğu kertenkeleler ve “dört cinsiyetli kuş” olan Beyaz-gırtlaklı Serçeler gibi türler, kuralları çiğnenen tuhaf organizmalar olarak görülüyordu. Ancak bu görüş hızla değişiyor. Cinsel gelişimi incelemek için yeni araçlar, kuralları kendilerini sorgulamaya zorluyor. Bu süreçleri inceleyen bir makale yazalım.
