#gliyal hücreler | Explore Tumblr Posts and Blogs

kaptansaldivar · 4 years

Text

Ortaya çıkış ve oluşum teorisi

Hayır hayır evrimden bahsetmeyeceğim. Bu, akıllı ve karmaşık sistemlerin -beyin, karaciğer veya karınca kolonisi gibi- nasıl oluştuklarıyla ilgili bir teori!

Fakat öncelikle teorinin ne olduğunu açıklığa kavuşturalım: Sizce teori “bir fikir işte yahu” mu demek yoksa “yüzlerce ve hatta belki binlerce kez denenmiş fakat aksi ispatlanamamış bilgi” mi? Bingo! İkincisi. Hayatımıza bunu unutmadan devam ediyoruz. Diyelim ki arkadaşımızla Ekvator’da bir tatile çıkıyoruz ve Kenya Dağı’nın karlı tepelerine tırmanıp ortalama 1500 metre yüksekliklerde dolaşmaya başlıyoruz; çünkü bizim eğlence anlayışımız bu. Bir begonville veya portakal ağacıyla karşılaşabilir miyiz? Hayır. Bu yüksekliklerde kaktüs benzeri, geniş yapraklı kocaman gövdeli bir hayli ilginç ve akılda kalıcı bitkiler var. Bir başka gün, aynı mevsimde, ekvatorun diğer tarafında aynı enlemdeki And dağlarına tırmanıyoruz bu sefer. Aynı rakımda dolaşırken birden: Onlar da ne? Hey! Bunlar Kenya’daki bitkilerin aynısı değil mi? Çok heyecanlanıyoruz -çünkü biz böyle insanlarız- ve iki bitkinin arasında herhangi bir ilişki bulunup bulunmadığını öğrenmek adına arkadaşımızı hemen örnek alması için Kenya’ya geri gönderiyoruz (ikisi kıtalar ayrılmadan önce beraberlerdi belki? Ya da bizden daha eğlenceli biri gelip o bitkinin tohumlarından serpiştirmiştir bu koca dağın her bir yanına?)... Sonunda laboravutardayız -bir sürü test yapıyoruz- ve taksonomik açıdan ikisi arasında hiçbir ilişki bulamıyoruz! Peki bu iki bitkinin birbirine bu denli benzemesi için aralarında ilişki olması şart mı? İşte ortaya çıkış (emergence) teorisi bunu açıklıyor.

Canlıların belirli koşullarda var olabilmesinin ancak birkaç farklı yolu vardır.

Öncelikle:

1) Hiçbir canlının ilk formuna bakıp “bu hayatta kalacak” veya “bunun türü sona erecek” dememiz mümkün değildir. 2) Yaşadığımız hayatın koşulları değişkendir 3) Hem etrafımızdaki aynı tür canlılarla çiftleşmeye devam edip -aynı tür olmazsa doğurganlık kalmaz- hem de hızla değişen koşullara anında adapte olabilecek kadar farklı bireyler ortaya çıkarabilmek pek mümkün değildir.

O zaman elimizde ne var; nasıl var oluyoruz? Şimdi, gözlerinizi kocaman açın, derin bir nefes alın ve önümüzdeki birkaç paragraf boyunca daldan dala atlamama lütfen sabredin... (Hey evrim teorisini de iki cümleyle anlatamazsınız, öyle değil mi?)

Hücreler arasında işlev açısından farklılık yaratacak kadar çok gen yoktur: Bu hücre bu gen sayesinde kan hücresi oluyor; bu hücre bu gen sayesinde damar oluşumunu sağlıyor; bu şunun sayesinde karaciğerde fonksiyonunu... Yeterli sayıda gen yok! Bunun yerine komut veren “oransal” genler var. Bu ne demek? Bir damara ait olan tüp şeklinde bir yapıyı ele alalım. Genin hücreye verdiği komut: Bu tüpü, uzunluğu genişliğinin 5 katı olacak kadar büyüt ve sonra bölün olacaktır. Tüp her bölündüğünde (Y şeklini düşünün) genişliği daralacak ve dolayısıyla uzunluk da kısalacak ve bu tek komut sayesinde, bir ağaç dalları gibi uzanan bir damar yapısı elde edilmiş olacak. -yalnızca basit bir kural- Garip fakat vücüdumuzdaki hiçbir hücre, bir kan damarına 5 hücreden daha fazla uzak değildir. Ve dolaşım sistemini oluşturan bu damarlar vücudumuzun %5′inden daha fazlasını oluşturmazlar. NE? Her şey nasıl “sığıyor” ki o zaman? Bu noktada oransal genlerin yanına bir de oransal geometri ekliyoruz. Bu şekiller, bir silindirin veya kübün aksine doğada görebileceğiniz şeyler değiller. Şekilleri tarif ederek yazıyı daha da uzatmamak adına linke tıklamanızı rica edeceğim: shorturl.at/ACNQV İşte böyle bir yerleşim sayesinde karışık ve kalabalık bir yapı, neredeyse hiçbir yer kaplamadan “sığışabiliyor”. “Sığışabilmesi” için ortaya bu çıkıyor. Peki ya bu oransal genlerde ufak mutasyonlar gerçekleştiğinde ne olur? Mesela gen, uzunluğu genişliğinin 5 katı olacak demek yerine 4.9 katı kadar olacak derse? Kallmann sendromunu ele alalım: Kokuda ve cinsel organda ayrı ayrı iki soruna sebep olan iki mutasyon yoktur; olan şey tek bir oransal gen mutasyonudur. Genlerden çıkıp cipslere gelelim mi? Herhangi bir maddeyi ısıttığınızda ne olur? Genleşmeye başlar. Yuvarlak diske ısı verdiğinizi düşünün, yanlara doğru büyüyemeyeceği için ortası yükselir: Aynı bir cipsin kızardıktan sonra aldığı şekil gibi! Bunu ona yapmasını söyleyen bir gen yoktur; ısındığında böyle ol! Şeklinde kodlanmamıştır, ama bu koşullarda ortaya bu çıkar.

Peki ya zeka?

Kalabalık bir gruba elinizdeki elmanın ağırlığını sorun: Tüm sonuçların ortalaması doğruya en yakın olacaktır (wisdom of the crowd theory). Sorunuzu bir uzmana sormayın, sorunuzu konu hakkında yeterli bilgiye sahip insanlara sorun ve doğruyu cevaplarının ortalamalarından bulun. Peki bu basit kurallara dayalı oluşumları, koşullar sebebiyle “ortaya çıkma” halini ve topluluğun zekasına dayanan çözüm şeklini doğada bulabilir miyiz? Hem de her yerde! Topluluğun zekası: Ölü bir böceği taşıyan karıncaların hiçbiri yuvalarının tam olarak nerede olduğunu bilmez. Bunun yerine her birinin ve çevredeki diğer karıncaların kendi konumlarına göre yuvanın nerede olduğuna dair az veya çok bilgisi vardır ve böcek taşıyıcılar yol boyunca diğer karıncalardan edindikleri “yuva konum bilgisi” sayesinde yuvalarını bulurlar. Oluşum: Bir karıncayı alın masaya koyun; öylesine dolanmaktan başka hiçbir şey yapamaz. On tanesi? Hiç. Yüzü? Hiç. Fakat ortalama bin tanesini bir araya koyduğunuzda anlamlı ve bir amaca yönelik şekilde hareket etmeye başlarlar. Sayıları arttıkça, kendi başlarına hiçbir şey yapamayan bu karıncalar yalnızca kalabalıklaşmaları sayesinde akıllı bir yapı oluştururlar: Koloninin ısı seviyesini ayarlayabilirler veya mantar üretmeye başlayabilirler!

Basit kurallar: Karıncalar bir yemek kaynağıyla diğeri arasında giderken yol boyunca koku bırakırlar. Yol ne kadar kısaysa koku o kadar güçlü kalır. 7-8 farklı yemek kaynağının olduğu bir ortama karınca kolonisini bırakın. Daha sonra aynı ortama dağınık bir şekilde ikinci nesil karınca sürüsünü bırakın; her bir karınca kendi etrafındaki güçlü kokunun olduğu yerlere yönelir. Bu sayede kokunun güçlü olduğu kısa yollar daha uzun süre daha güçlü kokmaya devam eder ve karıncalar zaman geçtikçe bu yemek kaynakları arasındaki mesafeleri en efektif şekilde -en az yürüyerek- dolaşacakları yolu ortaya çıkarmış olurlar. Son 10 yıldır teknoloji şirketleri programlanmış sanal karıncalar sayesinde ülkeler arasındaki kablolama sistemlerini en efektif şekilde -düşük maliyetle- yerleştirebilecekleri yolları buluyorlar (swarm intelligence).

Fakat karıncalar bunu bilinçli yapmazlar: En efektif yolu bulmak gibi bir amaçları yoktur. “Yapı planı”nı bilen hiçbir karınca yoktur, ortada bir “yapı planı” da yoktur. Başlangıçta durup, “karınca topluluğu bunu yapmaya başlayacak” diyemezsiniz. Yalnızca daha uzun yol daha az koku anlamına gelir ve güçlü bir koku varsa karınca o yola katılıp kendi kokusunu ekler.

Topluluk zekası: Arılar zaman zaman yuva değiştirmek zorunda kalırlar. Bunun için tüm koloni oradan oraya topluca uçmak yerine yuva bulmak için farklı yollara ayrılırlar, karşılaştıkları zaman arılar, dans etmeye başlarlar: Kimin dansı en uzunsa daha çok besinin olduğu yuvayı o bulmuştur ve diğer arı ona katılıp bulduğu yuvaya gider. Daha sonra karşılaştığı her arıya bu bilgiyi aktarır (dans devam eder) ve koloni bu sayede en uzun dans edenin yuvasında (en iyi yuvada) toplanmış olur.

Basit kurala dayalı kalabalık oluşum: Bilgisayarınızda şehir planladığınızı düşünün. Tüm yapıları tek tek yerleştirmenize gerek yoktur. Bir market koyun, etrafına evler yapılandırın. Yeterli kalabalığa ulaşınca bir kahve dükkanı oluşturun. Eğer orada bir kahve dükkanı varsa diğer kahve dükkanı yanına değil, uzağa açılmalıdır. Bu basit kahve dükkanı stratejisine dayalı verdiğiniz çek (attraction) ve ittir (repulsion) komutu sayesinde büyük ve düzenli bir şehir oluşturabilirsiniz. Petri kabına (bakteri üretme tabağı) dağınık nöronlar koyun, iki gün sonra baktığınızda gruplaşmış olduklarını görürsünüz: Bu da yukarıdaki basit “çek” ve “ittir” kuralına dayalıdır. Moleküller de mıktanıslar gibi artı ve eksi yüklenmişlerdir (çek ve ittir). 1950′de yapılan bir deneyde (miller urey deneyi) yeteri kadar organik molekülle bir “çorba” hazırlamışlar ve bu ortama elektirik vermişler. Sonuç? Amino asitler oluşmaya başlamış! Basit bir “mutfak” deneğiyle alın size yaşamın başlangıcı. Yani bir katalizöre gerek olmadığı ortaya çıkmış: Akıllı ve karmaşık yapılar için tek gereken “çek” ve “ittir” gibi oldukça basit birkaç kural. Korteks oluşurken, ilk nesil hücreler radyal gliyal hücrelerdir; karıncalarda ve arılarda olduğu gibi gidilecek ilk yolu onlar oluştururlar. Sonra oluşan nöronlar ise ikinci nesil “rastgele bırakılmış dolaşanlar” gibidir ve bunu yaparken öncesinde uzanmış olan gridyal hücreler boyunca gelişmeye başlarlar. Bunun sonucunda milyonlarca nöron karmaşık korteks yapısını oluşturur. (çek ve ittir)

Tüm bunlar insanların dünyasına nasıl uyarlanır? İnsanlar ve diğer türler arasındaki fark nedir? Nörolojik açıdan heyecan verici hiçbir fark yoktur. Mikroskopta incelediğiniz bir meyve sineğine ait nöronla insanınkini karşılaştırdığınızda ikisi neredeyse aynıdır ve tek bir nöronu inceleyerek kime ait olduğunu bilemezsiniz. Bir solucanın iyon kanalları ve sinir sistemindeki sinir ileticileriyle bizimki neredeyse aynıdır. Biz, farklı kimyasal iletkenler veya yeni özel hücreler sayesinde insan olmadık. Fakat bizde meyvesineğinin her bir nöronunun sahip olduğu nöronlardan milyonlarca var ve bu daha akıllı ve karmaşık sistemlerin “ortaya çıkış”ına sebep oluyor.

Rus satranç ustası Kasparov 1996′da IBM’in yeni ürettiği Deep Blue satranç oyununda bilgisayarın karşısına oturuyor. İlk oyunda Kasparov bilgisayarı yeniyor fakat ikinci oyundan itibaren kaybetmeye başlıyor. Maçtan sonra arkadaşları Kasparov’a dert etmemesini; çünkü bilgisayarın yalnızca daha çok olasılık üretebildiğini söylüyor. Kasparov’u ise arkadaşlarına cevabı: “olasılıklar başlı başına sayı olabilir, fakat yeteri kadar olduklarında, nitelik kazanırlar”

1 karınca tek başına hiçbir şey yapamaz, 10000 tanesi işleyen ve üreten bir koloni kurar. Bizim de daha zeki nöronlarımız yoktur. Birkaç nöron meyve sineği kapasitesine ulaşırken milyonlarcası doğadaki diğer tüm oluşumlarda olduğu gibi yalnızca basit birkaç kurala dayanarak şiir, felsefe ve bilim üretebilen daha “zeki” oluşumların var olmasını sağlar. Bir şempanzeyle insanın, DNAlarının %98′ini paylaştıklarını duymuşsunuzdur. İnsan genomu projesi sayesinde 10 yıl kadar önce bilimadamları bu iki türün DNA sekansını çıkartmayı başardılar ve bu bilgiyi doğruladılar. Geriye kalan %2 neydi peki? Yarısı, maymunların daha iyi koku alabilmelerini sağlayan ve bizde deaktive olmuş koku hücreleriyle ilişkili ve kalanı da maymunların daha çok kıllı olmalarını ve 4 ayak üzerinde de ilerleyebilmelerini sağlayanlar genler ile hücrelerin bölünmeleri, enzimlerin zincirlenmesiyle ilgili farklı kodlamayı sağlayan genler -Peki ya beyin? İki beyin arasındaki farkı oluşturan ne? Hücrelerin kaç kez bölüneceğini söyleyen “oransal” genler. Tüm bunlardan ortaya ne sonuç çıkıyor?

1) İdeal insan, ideal sistem, ideal görünüm; ideal olan hiçbir şey yoktur. İdeallik tek başlarına özelliksiz ve hatta aptal olup biraraya geldiklerinde ortaya bir yapı çıkaranların var ettiği hayali bir olgudur.

2) Ne herhangi bir şeyi var edebilmek ne de herhangi bir konuda doğru olanı bulabilmek için uzmana gerek vardır; yapı planına ihtiyaç yoktur. Yapı planına ihtiyaç yoksa yapı planını oluşturacak birine de ihtiyaç yoktur.

#bilim #oluşum #ortaya çıkış #karınca #arı #gen #hücre #dna

2 notes · View notes