Mutasyon ve Adaptasyon

Konu Anlatımı

Bu derste ne öğreneceğiz?

Bu derste Mutasyon ve Adaptasyon konusunu gözlemden çıkarıma doğru kuracağız. Önce ne olduğunu göreceğiz, sonra neden böyle olduğunu açıklayacağız.

Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:

• Kazanım 1: Mutasyonun ne anlama geldiğini ve genetik yapıda nasıl oluştuğunu açıklar.
• Kazanım 2: Gen mutasyonu, kromozom mutasyonu ve somatik mutasyonu birbirinden ayırır.
• Kazanım 3: Radyasyon, kimyasal madde ve baz çarpıklığının mutasyon nedeni olduğunu belirtir.
• Kazanım 4: Adaptasyon kavramını açıklar ve uyarlamanın kalıtsal olduğunu gösterir.
• Kazanım 5: Doğal seçilim ilkesini günlük hayattan örneklerle ilişkilendirir.
• Kazanım 6: Türlerin oluşumu ve çeşitlenmesinin uyarlanma birikimiyle gerçekleştiğini açıklar.

Ön bilgi: bundan önce gördüğümüz

Bu konu, Mitoz ve Mayoz Bölünme başlığında öğrendiklerimizin üzerine kurulur. Önceki konudaki kavram burada yeniden kullanılıyor; bu yüzden o adımı atlamamak önemlidir.

• Mitoz ve Mayoz Bölünme — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.
• Kalıtım ve Mutasyon — bu derste kullandığımız temel kavram buradan geliyor.

Mutasyon nedir?

Kalıtım materyali olan DNA'nın yapısında oluşan, sonraki hücrelere ya da sonraki nesillere aktarılabilen kalıcı değişikliklere mutasyon denir. Bir genin yapısı değiştiğinde o genin belirlediği özellik de değişebilir. Mutasyonlar her zaman olumsuz değildir; bazı mutasyonlar canlının o çevrede daha iyi yaşamasını sağlayan yeni özellikler ortaya çıkarabilir.

Mutasyonun çeşitleri

Mutasyonlar iki bakış açısından sınıflandırılır. Birincisi, değişikliğin hangi yapıda olduğudur: tek bir genin nükleotit dizisinde oluşan değişikliğe gen mutasyonu, kromozomun sayısında ya da yapısında oluşan değişikliğe kromozom mutasyonu denir. İkincisi, değişikliğin hangi hücrede oluştuğudur.

Somatik mutasyonun sonuçları

Vücut hücrelerinde oluşan mutasyon, hücrenin bölünüp çoğalmasıyla oluşturduğu hücrelere aktarılır. Örneğin deri hücresinde oluşan böyle bir değişiklik, o deri bölgesindeki hücrelerde görülür ve eşey hücrelerine ulaşmaz. Bu yüzden vücut hücrelerinde oluşan mutasyonlar çocuklara kalıtılmaz. Buna karşılık eşey hücrelerinde oluşan mutasyon, döllenme yoluyla yavruya geçer ve sonraki kuşaklarda da etkisini sürdürebilir.

Mutasyonun nedenleri

Mutasyonlar kendiliğinden oluşabildiği gibi dış etkenlerle de gerçekleşebilir. Başlıca nedenler şunlardır:

• Baz çarpıklığı: DNA eşlenirken bazlar yanlış yere oturabilir ve hatalı baz çifti oluşabilir.
• Radyasyon: X ışını, gama ışını ve morötesini gibi ışınım, DNA yapısını bozarak mutasyona yol açabilir.
• Kimyasal maddeler: Kimyasal yapıda olan bazı maddeler hücre içindeki kalıtım materyalinin yapısını değiştirebilir.
• Biyolojik etkenler: Bazı virüsler kalıtım materyalına yerleşerek genetik yapıda değişiklik oluşturabilir.

Adaptasyon (uyarlama) nedir?

Bir canlının bulunduğu çevrenin koşullarına uyum sağlamasına adaptasyon ya da uyarlama denir. Uyarlamalar iki farklı yolla gerçekleşebilir. İlk yolda, değişiklik bireyin vücudunda olur; bu değişiklik nesilden nesile aktarılmaz ve yalnızca o bireyi etkiler. İkinci yolda ise bireyin taşıdığı kalıtsal özellikler sayesinde nesiller boyunca daha iyi uyum sağlayan bireyler seçilir. İkinci yolda ortaya çıkan uyarlamalar kalıtsaldır ve türlerin değişmesinde temel rol oynar.

Doğal seçilim ilkesi

Doğal seçilim, aynı türün bireyleri arasında çevre koşullarına daha iyi uyum sağlayanların hayatta kalma ve üreme şansının daha yüksek olduğu ilkesidir. Bu süreçte üreme, rastlantı değil, özelliklerin avantaj sağlamasına dayanır. Yani kalıtsal özelliklerini kullanan bireyler daha çok yavru bırakır ve bu özellikler bir sonraki nesilde daha yaygın hâle gelir. Doğal seçilim, bireyin kazandığı bir yetenekle değil, kalıtsal özelliklerle ilgilidir.

Türlerin oluşumu ve çeşitlenmesi

Çevre koşullarının farklılaşması, farklı populasyonlarda farklı yönde uyarlanmaların birikmesine yol açar. Aynı türün bireyleri birbirinden ayrılıp farklı yönlerde geliştiğinde, aralarındaki kalıtsal farklılıklar birikir. Bu farklılıklar yeterince büyüdüğünde artık aynı türün bireyleri sayılmaz ve birbirinden farklı türler oluşur. Böylece zaman içinde türleşme ve çeşitlenme gerçekleşir.

Özet: Kalıtım materyalindeki kalıcı değişiklikler mutasyon olarak adlandırılır. Gen ve kromozom mutasyonu değişikliğin yapısını, somatik ve germinal mutasyon ise değişikliğin oluştuğu hücreyi belirtir. Vücut hücrelerindeki değişiklikler yavrulara aktarılmaz. Mutasyon; baz çarpıklığı, radyasyon, kimyasal maddeler ve biyolojik etkenlerle oluşabilir. Canlıların çevreye uyum sağlaması adaptasyondur. Doğal seçilimde çevresine daha iyi uyum sağlayan kalıtsal özellikler nesiller boyunca birikir ve türleşmeyi doğurur.

Sık Yapılan Hatalar: Vücut hücrelerinde oluşan mutasyonun yavrulara aktarıldığı düşünülür; oysa aktarım ancak eşey hücrelerindeki değişikliklerde geçerlidir. Adaptasyonun her zaman kalıtsal olduğu sanılır; vücudun çalışma sırasında kazandığı alışkanlık kalıtsal değildir. Doğal seçilimin bireyin çabasıyla kazandığı özelliklerle ilgili olduğu düşünülür, oysa seçilim kalıtsal özellikler üzerinde işler. Ayrıca mutasyonun mutlaka zararlı olduğu varsayılır; oysa bazı mutasyonlar uygun çevrelerde yaşamı kolaylaştırır.

Günlük hayattan bir uygulama

Konuyu pekiştirmek için günlük hayattan bir uygulamaya bakmak gerekir. Aşağıdaki görev, Mutasyon ve Adaptasyon bilgisini gerçek bir işin içinde kullandırmak için hazırlandı; çözerken hangi adımı nerede kullandığımızı not etmek faydalıdır.

Uygulama sorusu: Çevresel bir değişikliğin bir türde kuşaklar boyunca hangi yollarla etkili olduğunu açıklayınız.

Bu görev için 15 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.

Dersi tekrar ederken bakacağınız notlar

• Mutasyon çeşitlerini ayırırken önce 'ne değişti' sonra 'hangi hücrede değişti' sorusunu sor.
• Somatik ve germinal mutasyonu karşılaştırırken aktarılıp aktarılmadıklarına dikkat et.
• Adaptasyon ile kalıtımı karıştırma; bireysel alışkanlıklar kalıtsal değildir.
• Doğal seçilimde 'çaba' değil, 'kalıtsal özellik' kavramının önemli olduğunu hatırla.
• Türleşmeyi, uyarlanmaların birikmesiyle açıkla; tek bir bireyde değişiklik yeterli değildir.

Adım adım çözülmüş örnekler

İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.

Örnek 1: Mutasyon çeşitlerini sınıflandırma

Soru: Aşağıdaki olayların hangisi gen mutasyonu, hangisi kromozom mutasyonudur? (a) Göz rengi genindeki tek bir nükleotidin değişmesi, (b) Vücut hücresindeki kromozom sayısının değişmesi.

1. Adım 1: Göz rengi geni üzerinde yalnızca bir bazın değişmesi söz konusudur.
2. Adım 2: Bu durum tek bir genin yapısıyla ilgili olduğundan gen mutasyonudur.
3. Adım 3: Kromozom sayısının değişmesi ise kromozomun kendisiyle ilgili olduğundan kromozom mutasyonudur.

Cevap: (a) gen mutasyonu, (b) kromozom mutasyonudur.

Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.

Örnek 2: Somatik ve germinal mutasyon karşılaştırması

Soru: Vücut hücresinde oluşan bir mutasyonun yavrulara aktarılıp aktarılmadığını gerekçesiyle açıklayınız.

1. Adım 1: Vücut hücresi eşey hücresi değildir, yalnızca kendi bölünmesiyle çoğalır.
2. Adım 2: Bu nedenle değişiklik yalnızca o hücrenin oluşturduğu hücrelerde görülür.
3. Adım 3: Eşey hücrelerine ulaşılamadığı için döllenme yoluyla yavruya geçmez.

Cevap: Aktarılmaz; çünkü yalnızca o vücut hücresinin soyunu etkiler.

Kavram karşılaştırma tablosu

Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.

Kural, formül ve ölçü tablosu

Aşağıdaki tablo bu konudaki kuralları tek bakışta toplar. Karar verirken önce bu tabloya bakmak, kuralı hatırlamakta işe yarar.

Sık Yapılan Hatalar

Aşağıdaki hatalar bu konuda en sık görülenlerdir. Her biri için önce hatanın kendisi, sonra neden yanlış olduğu ve doğrusu anlatılmıştır.

• Somatiği germinal sanma: Vücut hücresinde oluşan mutasyonun yavrulara aktarıldığı düşünülür; oysa aktarım yalnızca eşey hücrelerinde oluşan mutasyonlar için geçerlidir.
• Her uyarlamayı kalıtsal sayma: Bireyin çalışma sırasında kazandığı yetenekler kalıtsal değildir; kalıtsal olan, türün nesiller boyunca biriken uyarlanmalardır.
• Doğal seçilimi çabayla açıklamak: Seçilimde bireyin gösterdiği çaba değil, kalıtsal olarak taşıdığı ve avantaj sağlayan özellik değerlendirilir.
• Mutasyonu hep zararlı sayma: Mutasyonlar yalnızca zararlı değildir; uygun çevrelerde yaşamı kolaylaştıran yeni özellikler de ortaya çıkarabilir.
• Gen ile kromozom mutasyonunu karıştırma: Gen mutasyonu tek bir geni etkilerken kromozom mutasyonu kromozomun sayısını veya yapısını değiştirir.

Özet

Kısaca: Mutasyon, DNA'nın kalıtım materyalinde oluşan kalıcı değişikliktir. Tek bir genin yapısında oluşan değişiklik gen mutasyonu, kromozomun sayısında ya da yapısında oluşan değişiklik kromozom mutasyonudur. Vücut hücrelerinde oluşan somatik mutasyon yalnızca o hücrenin soyunu etkiler ve yavrulara aktarılmaz; eşey hücrelerinde oluşan germinal mutasyon ise sonraki nesillere geçebilir. Mutasyon nedenleri arasında baz çarpıklığı, radyasyon, kimyasal maddeler ve biyolojik etkenler bulunur. Canlının çevre koşullarına uyum s…

Derste gördüğümüz ana fikirler şunlar:

• Mutasyon, genetik yapıda kalıcı bir değişikliktir ve DNA üzerinde gerçekleşir.
• Gen mutasyonu tek bir geni, kromozom mutasyonu ise kromozomun sayısını veya yapısını etkiler.
• Somatik mutasyonlar kalıtılmaz; germinal mutasyonlar nesillere aktarılabilir.
• Mutasyon nedenleri arasında baz çarpıklığı, radyasyon, kimyasal maddeler ve biyolojik etkenler yer alır.
• Adaptasyon, çevre koşullarına uyum sağlamadır; her uyarlama kalıtsal değildir.
• Doğal seçilimde hayatta kalma ve üreme şansı, kalıtsal olarak uygun özelliklere bağlıdır.
• Uyarlanmaların nesiller boyunca birikmesi, türlerin oluşmasını ve çeşitlenmesini sağlar.
• Mutasyonlar her zaman zararlı değildir, bazıları uygun çevrelerde yaşamı kolaylaştırır.

Kendini dene

Aşağıdaki sorular konunun farklı yönlerini yoklar. Önce kendin çöz, sonra cevap anahtarına bak; eğer bir soruyu yanlış yaptıysan yukarıdaki ilgili bölüme geri dön.

1. Aşağıdaki durumların hangisinde bir özelliğin kalıtsal olduğu söylenemez? (Şıklar: Kalın kabuklu deniz kabuğunun yaygınlaşması · Anne ve babaya benzeyen göz rengi · Eşey hücresindeki değişikliğin yavruya geçmesi · Bir öğrencinin antrenmanla kas yapması)
2. Eşey hücrelerinde meydana gelen bir mutasyonun sonraki nesillere aktarılabilmesinin temel nedeni nedir? (Şıklar: Eşey hücresi daha küçüktür. · Eşey hücresi hızlı bölünür. · Eşey hücresi döllenmeye katılarak yavruya aktarılır. · Eşey hücresi kalıtım materyali taşımaz.)
3. Kalıtım materyalinde meydana gelen ve kalıcı olan değişikliğe ne denir? (Şıklar: Mutasyon · Adaptasyon · Doğal seçilim · Kalıtım)

Cevap anahtarı: 1) Bir öğrencinin antrenmanla kas yapması — Antrenmanla kazanılan kas gelişimi kalıtım materyalında değişiklik oluşturmaz ve sonraki kuşaklara aktarılmaz. Diğer örneklerin tümü kalıtsal özelliklerdir.

2) Eşey hücresi döllenmeye katılarak yavruya aktarılır. — Eşey hücresi döllenme sırasında yavruya katıldığı için bu hücrede oluşan mutasyon sonraki nesillere aktarılabilir. Hücrenin büyüklüğü ya da bölünme hızı ise belirleyici değildir.

3) Mutasyon — DNA'nın yapısında oluşan kalıcı değişikliğe mutasyon denir. Diğer seçenekler genetik yapıdaki değişikliği değil, çevreye uyum ve seçilim süreçlerini anlatır.

İlgili konular

Bu konuyu öğrenmek şu başlıkları da kolaylaştırır. Aynı üniteden ve sonraki üniteden ikişer konu seçtik:

• Basınç — sonraki ünitenin başlangıcı; konuyu genişletir.
• Madde ve Endüstri — sonraki ünitenin başlangıcı; konuyu genişletir.
• Basit Makineler — sonraki ünitenin başlangıcı; konuyu genişletir.
• Enerji Dönüşümleri ve Elektrik — sonraki ünitenin başlangıcı; konuyu genişletir.

Kaynak notu

Bu derste Mutasyon ve Adaptasyon konusu için kullanılan sayısal değerlerin tamamı adım adım gösterilerek hesaplandı; yaklaşık değer gereken yerde yaklaşık ifadesi açıkça yazıldı. Bu anlatım başka bir kitaptan cümle aktarmadan, konunun tanım ve kural düzeni yeniden yazılarak hazırlandı.

Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:

• Çevresel bir değişikliğin bir türde kuşaklar boyunca hangi yollarla etkili olduğunu açıklayınız. (15 puan)
• Vücut hücresinde ve eşey hücresinde oluşan mutasyonların yavrulara aktarılma bakımından farkını tablo hâlinde karşılaştırınız. (12 puan)
• Günlük hayattan bir canlı örneği seçerek bu canlının hangi uyarlamalara sahip olduğunu ve bu uyarlamaların nasıl biriktiğini anlatınız. (18 puan)

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Bir canlı türünün iki farklı çevrede yaşayan popülasyonları zamanla farklılaşarak ayrı türlere dönüşebilir. Bu süreci adımlarıyla sıralayınız.

1. Adım 1: Popülasyonlar farklı çevre koşullarıyla karşılaşır.
2. Adım 2: Her popülasyonda farklı yönde uyarlanmalar birikmeye başlar.
3. Adım 3: Kalıtsal farklılıklar büyüdüğünde iki grup ayrı tür hâline gelir.

Sonuç/cevap: Farklılaşan çevre, farklı uyarlanmalar ve biriken kalıtsal farklılıklar türleşmeyi sağlar.