Adaptasyon (Uyum)

Uyum (Adaptasyon)

Uyum ya da adaptasyon sözcüğü yaşam bilimlerinde üç ayrı uyarlanma mekanizması için kullanılır. İlkinde canlılardaki her orga­nın belirli işlevlere uyarlanmış olması, ikinci­sinde her türün özel bir ortama ya da belirli bir yaşam biçimine uyum sağlama yeteneği, üçüncüsünde de değişen çevre koşullarına ayak uydurabilmeleri için canlılarda ortaya çıkan geçici değişiklikler söz konusudur.

Bir makinenin kusursuz işleyebilmesi için her parçasının üstüne düşen görevi eksiksiz yapacak biçimde tasarımlanmış olması gere­kir. Canlılar da, her organı ya da bölümü en ince ayrıntısına kadar işlevine uygun olarak tasarımlanmış kusursuz birer makine gibidir. Örneğin toplardamarların içinde tek bir yöne açılan ve kanın yalnızca kalbe doğru ilerleme­sine izin veren kapakçıklar bulunur. Birbirine eklemlenen kemiklerin uçları, sürtünmeyi en­gelleyerek eklemin hareketini kolaylaştıran kaygan bir kıkırdak örtüsüyle kaplıdır. Üste­lik kemikler dıştan görüldüğü gibi tümüyle tıkız ve yoğun bir dokudan oluşmaz. İçlerin­de, mineral levhacıklar ve kirişlerle örülmüş boşluklu ve çok özel bir doku vardır. Bir yapının hem gerilim ve yüke karşı direncini artırıp, hem ağırlığını azaltmak isteyen mü­hendisler de aynı yöntemi uygularlar.

Bitki ya da hayvan her canlının, bütün anatomik ve fizyolojik özellikleriyle yaşadığı ortama uyum sağlaması da doğanın en çarpıcı yönlerinden biridir. Kurbağa, timsah ve suay­gırı gibi günün büyük bölümünü suda geçiren hayvanların gözleri ile burun delikleri başın tepesine iyice yaklaşmıştır. Böylece hayvan hemen hemen tümüyle suya gömüldüğünde bile çevresini görebilir ve soluk alabilir. Tatlı suların yüzeyinde yaşayan dönerböceklerin gözleri, üst bölümü havadaki, alt bölümü ise suyun içindeki nesneleri görmeye uyarlanmış iki bölmeden oluşur. Su kuşlarının ayakları perdelidir; karada yürümeye pek elverişli olmayan bu ayak yapısı yüzmeyi ve dalmayı çok kolaylaştırır. Çöllerde haftalarca hiçbir şey yemeden uzun yolculuklara dayanabilen develerin hörgücü, hayvanın besin gereksini­mini karşılayan özel bir yağ deposudur. Gene çöllerde ve kurak yerlerde yaşayan kaktüsle­rin yapısı da bu güç koşullara uyarlanmıştır; bitkinin gövdesi bir fıçı gibi bol miktarda su depolarken, dışı da kalın ve mumsu bir katmanla örtülü olduğundan suyun buharlaş­masını önler. Ayrıca birçok hayvanın görünü­mü, biçim ya da renk açısından, yaşadığı çevreyle tam bir uyum içindedir. Örneğin ağaçların ve çalıların arasında yaşayan incecik gövdeli değnekçekirgelerini dallardan, yeşil tırtılları yapraklardan ayırt etmek pek kolay değildir.

Aslında aralarında kesin bir sınır çizilemeyen ilk iki uyum mekanizması, söz konusu canlının kalıcı özelliklerindendir. Genlerde kayıtlı olan bu uyum yetenekleri kalıtım yoluyla kuşaktan kuşağa aktarılır. Çevreye ve yaşama uyumun canlılarda nasıl geliştiği EV­RİM maddesinde ayrıntılı olarak anlatılmış­tır. Ama kısaca şöyle özetlenebilir: Hayvanlar ve bitkiler evrim sürecinde hemen her yönden değişiklik geçirerek ilk atalarından çok farklı özellikler kazanırlar; beslenmelerini, düş­manlarından korunmalarını, üreyerek soyları­nı sürdürmelerini kolaylaştıran, kısacası ya­şam savaşında canlıya üstünlük sağlayan işte bu değişikliklerdir. Koşullara uyum sağlamak üzere değişiklik geçirmeyen canlılar doğal seçme sonucunda elenir ve yok olup giderler.

Sık sık değişen ya da belirli bir çevrimle yinelenen koşullara uyum sağlamanın yolu ise geçici değişikliklerle önlem almaktır. Örneğin insanın ve birçok hayvanın "biyolojik saat" mekanizmasıyla gece-gündüz ritmine uyarlan­mış olması, bazı hayvanların kış uykusuna yatması bu tip uyumun en bilinen örnekleridir. Ayrıca, insanlar, memeliler ve kuşlar gibi bütün sıcakkanlı hayvanlar, çevre sıcaklığı düştü­ğünde titreyerek, yükseldiğinde terleyerek vücut sıcaklıklarını hep aynı düzeyde tutabi­lirler. Havanın daha seyreltik ve oksijen oranının daha düşük olduğu dağlık yörelerde yaşamaya başlayan kişilerde de birkaç hafta içinde yeni bir uyum mekanizması gelişir. Akciğerlerden öbür dokulara yeterince oksi­jen taşınabilmesi için, vücut eskisinden daha çok alyuvar yapmaya başlar. Güneş enerjisini ve havadan aldıkları karbon dioksidi kullana­rak kendi besinlerini üretebilen yeşil bitkiler­de de başka bir uyum mekanizması gelişmiş­tir. Fotosentez denen bu olay yalnızca ışıkta gerçekleştiğinden, bitkinin daha çok ışık ve karbon dioksit alabilmesi için yapraklarındaki gözenekler parlak gün ışığında daha çok açılır.

Adaptasyon

Adaptasyon veya uyum, doğal seleksiyonda başarılı olmuş, ona sahip olan organizmayı evrimsel olarak daha uyumlu kılan bir özelliktir. Sıfat olarak, yani böylesi bir özelliği tarif etmek için, adaptif terimi kullanılır.
Adaptasyon, canlıların ortamlarında başarılı bir şekilde yaşamasını sağlayan kalıtsal değişikliktir. Adaptasyon, yapısal, davranışsal, veya fizyolojik olabilir. Yapısal adaptasyonlara örnek olarak, deri rengi, vücut şekli, vücut örtüsü verilebilir. Davranışsal adaptasyon için fototropizma örnek verilebilir. Fizyolojik adaptasyonlara örnek olarak bir zehir üretmek, sümük salgılamak, homeostaz gibi biyokimyasal yollar veya sistemler gösterilebilir.
Adaptasyon, doğal seçilimle seçilmiş özelliklerdir. Adaptif özelliği belirleyen genetik temel çevre yüzünden oluşmaz; genetik varyant öncede vardır ve onu taşıyan bireye bir avantaj sağlaması yüzünden seçilir. Genetik varyantların önceden var olduğunun ilk deneysel kanıtı Luria and Delbrück tarafından gösterilmiştir. Bu araştırmacılar, sendelenim testi (İng. fluctation test) ile Escherichia coli bakterisinde meydana gelen rasgele değişikliklerin nasıl antibiyotik direncine yol açtığını gösterdiler.
Çevrelerine yeterince uyum sağlayıcı adaptasyonlara sahip olmayan organizmalar ya bulundukları ortamdan gitmek zorunda kalırlar ya da soyları tükenir. Bu bağlamda soy tükenmesi terimi, ölüm hızının doğum hızından daha fazla olması sonucu, zaman içinde bu türün yok olması demektir.

Bunun zıt anlamlısı seçilimdir, yani adaptif özelliği taşıyan bireylerin doğum oranının, bu özelliği taşımayanlara kıyasla daha yüksek olmasıdır.
Canlılarda görülen bazı özelliklerin bariz adaptif amaçları olmasına karşın, çoğu özelliğin mecudiyetinin nedeni aşikar değildir. Bunun çeşitli nedenleri olabilir: bir özellik eskiden yararlı olmasına rağmen artık olmayabilir; bir özelliğin faydası vardır ama bu henüz bilinmiyordur; özellik başka bir özelliğe bağlı olarak faydalıdır (Spandrel olgusu). Bu gözlem iki temel ilkenin altını çizer: genetik varyantlar rasgele meydana gelir ve bir canlının çevresi sürekli bir değişim içinde olduğu için adaptasyonların yararlılığı da gelip geçicidir.

Bir özelliğin adaptif olması, yani bir organizmanın evrimsel uyumunu artırır nitelikte olması, onun her zaman öyle olacağını gerektirmeyebilir. Bir organizmanın evrimsel geçmişinin bir noktasında bir özellik adaptif olmuş olabilir, ama organizmanın ortamı veya ekolojik nişi zaman içinde değiştiği için, bir adaptasyon gereksiz ve hatta bir rahatsızlık kaynağı bir hale gelebilir. Bu tür adaptasyonlara vestigial denir.
Bir karşı-adaptasyon, başka bir adaptasyonun neden olduğu seçici baskı sonucu ortaya çıkmış bir adaptasyondur. Bu olgu, evrimsel silahlanma yarışında görülür, bir türü avantajlı kılan bir özellik, başka bir türde oluşup yayılan bir özellik sonucu etkisini kaybeder.

Adaptasyon ve aklimasyon

"Adaptasyon" terimi bazen tek bir organizmanın yaşamı sırasında ortamına daha uyumlu olmak için meydana gelen bir değişiklik için kullanılır. Ancak, bu olguya daha spesifik olarak aklimasyon veya aklimatizasyon denir. Aklimasyon (iklimlenme) titreme gibi kısa vadeli bir tepkidir, aklimatizasyon (iklime uyum) ise güneşten derinin kararması gibi uzun vadelidir.

Develerin neden uzun kirpikleri vardır?
– Çöl ortamına adapte olmuş develer kum fırtınalarından gözlerini korumak için uzun kirpiklere sahiptir.

Develer hörgüçlerinde neden yağ depolar?
– Develerin hörgüçlerinde yağ depolamasının nedeni kurak çöl iklimine uyum sağlamış olmalarıdır. Çölde sürekli su bulamayan develer hörgüçlerindeki yağı suya dönüştürerek ihtiyaçlarını karşılarlar. Bu sayede 3 hafta susuz yaşayabilirler.

Develerin kulakları neden kıllıdır?
– Develer çöl fırtınalarından korunmak için kıllı kulaklara sahiptir. Bu sayede kulaklarının içine kum kaçmamış olur. Bu örnek de çöl ekosisteminde develerin geliştirdiği bir adaptasyon örneğidir.

Nilüferin yapraklarında neden hava boşluğu vardır?
– Nilüfer bitkisi suda yüzeyinde yaşar. Eğer suya batarsa yaşayamaz. Bu yüzden nilüfer çiçeğinin yapraklarının içinde hava bulunur. Bu hava tıpkı bir can yeleği gibi çiçeğin batmasını engeller.

Kutup ayılarının postları neden beyazdır?
– Kutup ayıları sürekli karlarla kaplı bembeyaz alanlarda yaşadığı için dışarıdan fark edilmeleri zordur. Bu da onların daha güvende olmasını sağlar. Kutup ayıları özellikle yavru haldeyken dış dünyanın tehlikelerine karşı renkleri sayesinde kendini korur.

Kutup ayıları vücut sıcaklığını nasıl korur?
– Kutup ayılarının derilerinin altında kalın yağ tabakası vardır. Yağ iyi bir yalıtkan olduğu için soğuk havanın kutup ayısına etkisini azaltır. Bu olay da bir adaptasyondur.

Kutup ayılarının ayakları neden geniştir?
– Kutup ayıları ağır vücutlarını dengede tutmak için kısa bacaklara ve geniş ayaklara sahiptir. Ayrıca ince buz ve yumuşak kar tabakada hareket eden kutup ayıları bu sayede buzları kırmadan ve kara batmadan yürüyebilmektedir.

Kutup ayılarının burunları suda neden kapanır?
– Kutup ayıları iyi bir yüzücüdür. Suda yüzmek için gözleri ve burunları adaptasyon geçirmiştir. Burunlar su içinde kapanarak içeri su girmesi engellenir. Ayrıca kutup ayıları suda gözlerini açabilirler ve bu sayede kolayca avlanabilirler.