Bilim adamlarının Nature dergisinde Çarşamba günü bildirdiğine göre, birçok Avrupalı atalarını hıyarcıklı vebadan koruyan genetik mutasyonlar taşıyor.
Yeni çalışmanın bulgularına göre, Kara Veba 1348’de Avrupa’yı vurduğunda, bakteriyel enfeksiyon kıtadaki büyük insan gruplarını öldürdü ve insanlarda şimdiye kadar ölçülen en güçlü doğal seçilim nabzını harekete geçirdi.
Bazı genetik varyantların insanları vebadan kurtulma olasılığını çok daha fazla artırdığı ortaya çıktı. Ancak bu korumanın bir bedeli vardı: Vebaya dirençli mutasyonları miras alan insanlar, Crohn hastalığı gibi daha yüksek bağışıklık bozuklukları riski taşırlar.
Kanada’daki McMaster Üniversitesi’nden genetikçi ve yeni çalışmanın yazarı Hendrik Poinar, “Bunlar, koruma için uzun vadeli seçilimin talihsiz yan etkileri” dedi.
Hıyarcıklı vebaya, pireler tarafından yayılan bir bakteri türü olan Yersinia pestis neden olur. Veba binlerce yıldır insanları enfekte etmesine rağmen, Orta Çağ Avrupa’sını yoğun bir vahşetle vurdu ve bilim adamlarını Kara Veba’nın Avrupa’nın genetik yapısını değiştirip değiştirmediğini merak etmeye yöneltti.
Poinar, “Büyük bir değişim görmeyi bekleriz,” dedi.
Fikir temel evrimsel anlam ifade ediyor: Pek çok organizma öldüğünde, hayatta kalanlar onları ölümden koruyan mutasyonları aktaracaklar. Örneğin, Sanayi Devrimi sırasında, biber güveleri açık benekli bir renkten koyu renge dönüştü. Bu kayma, güvelerin dinlendiği ağaçları karartan kömür dumanı tarafından yönlendirildi. Kara güveler, kuşlardan daha iyi saklanabiliyor ve genlerini aktarmak için hayatta kalıyordu.
Kara Ölüm vurduğunda, etkisini belgeleyecek hiçbir evrimsel biyolog yoktu. 1990’larda bazı bilim adamları, yaşayan Avrupalıların DNA’sını inceleyerek ipuçları aradılar. CCR5 adı verilen bir tekrar, Avrupalıların yüzde 10’unda bulunur, ancak diğer insanlar arasında nadirdir. 1998’de araştırmacılar, yeniden’nin Kara Ölüm sırasında koruma sağlamış olabileceğini öne sürdüler.
Ancak daha sonra yapılan araştırmalar, CCR5 mutasyonunun tarihte başka bir zamanda başka bir hastalığa yanıt olarak yayıldığını göz ardı etmenin imkansız olduğunu gösterdi. Chicago Üniversitesi’nde popülasyon genetikçisi ve yeni çalışmanın yazarı Luis Barreiro, “Bu, birçok insanın bahsettiği ancak kanıtlaması çok zor olan bir şey” dedi.
Yaşayan insanları incelemek yerine, Dr. Barreiro, Dr. Poinar ve meslektaşları, yüzyıllar önce yaşamış insanların DNA’sını incelediler ve Londra’daki üç mezarlığa gömülmüş insan kalıntılarından genetik materyal çıkardılar. 1000 ile 1500 yılları arasında yaşamış 318 iskelette DNA parçaları buldular. Kalıntılar arasında Kara Veba’nın 42 kurbanı da vardı.
Bilim adamları, veba salgını öncesi ve sonrasındaki kemikleri karşılaştırdıklarında DNA’da çarpıcı bir fark buldular: Bağışıklıkla ilgili genlerdeki yüzlerce mutasyon, salgından sonra daha yaygın hale geldi.
Bu kayma, mutasyonların bazı evrimsel avantajlar sağladığının tek başına kanıtı değildi. Biyologlar, genetik sürüklenme adı verilen bir süreç olan tarihin kaprisleri sayesinde bir popülasyonda mutasyonların daha yaygın hale gelebileceğini uzun zamandır biliyorlar.
Ortak bir mutasyonun genetik sürüklenmeden mi yoksa doğal seçilimden mi kaynaklandığını belirlemek zor olabilir. Aradaki farkı anlamanın bir yolu hızdır: Aşırı koşullar altında, doğal seçilim bir mutasyonun genetik sürüklenmeden çok daha hızlı yayılmasını sağlayabilir.
Dr. Berreiro ve meslektaşları, doğal seçilim ile genetik sürüklenmeyi karşılaştırmak için Londralıların DNA’sına bir kez daha baktılar. DNA’mızın büyük bölümlerinin hiçbir çalışan gen içermemesi gerçeğinden yararlandılar. Bu uzantılara çarpan mutasyonların herhangi bir zarara yol açması pek olası değildir. Ayrıca herhangi bir fayda sağlamaları da olası değildir. Sadece genetik sürüklenme sayesinde yayılırlar.
Dr. Barreiro ve meslektaşları, bu nötr mutasyonlardan bazılarının Kara Veba’dan sonra daha yaygın hale geldiğini buldu. Ancak bağışıklık genlerindeki mutasyonların 35’i, nötr olanlardan çok daha hızlı yayıldı – o kadar hızlı ki, başarılarını yalnızca doğal seçilim açıklayabilir.
Başka bir test için, bilim adamları deneylerini bu kez Danimarka’da tekrarladılar.
850 ile 1800 yılları arasında yaşayan 198 Danimarkalının iskeletlerinde DNA buldular. Bağışıklık genlerindeki mutasyonların Kara Veba’dan sonra Danimarka’da da hızla yayıldığını buldular. Bilim adamları, Londra ve Danimarka örneklerinden gelen mutasyonları sıraladıklarında, her iki popülasyonda da yayılmış dört tane buldular. Bu dört mutasyon, Londra ve Danimarka’da o kadar hızlı yayıldı ki, vebaya karşı etkileyici bir koruma sağlamış olmalılar.
Araştırmacılar, örneğin ERAP2 adı verilen bir yeniden’nin iki koruyucu versiyonunu taşımanın, insanları Kara Veba’da hayatta kalma olasılığını yüzde 40 artırdığını keşfetti – Dr. Barreiro, insanlarda şimdiye kadar bulunan en büyük evrimsel avantaj.
Yeni çalışmada yer almayan Arizona Üniversitesi’nden evrimsel biyolog David Enard, “Aslında şok edici” dedi.
Dr. Enard, bilim adamlarının genetik sürüklenmeyi reddetme biçimleri sayesinde çalışmanın özellikle ikna edici olduğunu söyledi. “Bu çalışmaya gerçekten gücünü veren şey, tüm bu dikkatli karşılaştırmalar tasarlama yaklaşımıyla ilgili” dedi.
ERAP2, istilacı bakteri ve virüslere karşı bağışıklık tepkisinde yer alan bir protein yapar. Bir bağışıklık hücresi bir patojeni yuttuğunda, yüzeyinde istilacıdan gelen proteinleri sunar. Bağışıklık sisteminin geri kalanı için bir alarm görevi görürler. ERAP2’nin görevi, yabancı proteinlerin parçalarını görüntülenmeleri için hazırlamaktır.
Milyarlarca insan, ERAP2 yine’nin, hücrelerin proteinini yapmasını imkansız kılan bir mutasyona sahip bir versiyonuna sahiptir. Ancak yinenin bu versiyonuna sahip kişiler büyük zarar görmezler. Bunun nedeni büyük olasılıkla insanların bağışıklık sistemine yabancı proteinler sunmaya yardımcı olan birçok başka gene sahip olmasıdır.
Kara Ölüm sırasında, Dr. Barreiro ve meslektaşları, doğal seçilimin ERAP2’nin çalışan versiyonunu tercih ettiğini buldu. Nedenini daha iyi anlamak için Yersinia bakterisini yeniden’nin her iki versiyonuna sahip insanlardan alınan bağışıklık hücreleriyle karıştırdılar.
Araştırmacılar, ERAP2’nin çalışan iki kopyasının, bağışıklık hücrelerinin bakterileri yok etmesine izin verdiğini buldu. Onsuz, hücreler önemli ölçüde daha kötü bir iş çıkardı.
Ancak yeniden’nin bu versiyonu, bağışıklık sisteminin bağırsaktaki dost bakterilere saldırdığı ve zararlı iltihaba neden olduğu bir hastalık olan Crohn hastalığı riskini de artırır. Dr. Berreiro, ERAP2’nin işinde çok iyi olmasının mümkün olduğunu ve hem dostlara hem de düşmanlara alarm verdiğini söyledi. Kendisinin ve meslektaşlarının eski DNA’dan saptadığı diğer mutasyonlar da bağışıklık bozukluklarıyla ilişkilendirildi.
Dr. Berreiro ve meslektaşları, Kara Veba sırasında evrimin desteklediği genleri incelemeye devam ediyor, sadece tarihin o bölümünü anlamak için değil, aynı zamanda genlerin kendilerini de anlamak için. Bu kadar güçlü bir doğal seleksiyondan geçtikleri gerçeği, büyük olasılıkla hastalıklara karşı mücadelede önemli oldukları anlamına geliyor – ve belki de sadece vebaya karşı değil.
Berreiro, “Geçmişte önemliydi ve büyük olasılıkla bugün de önemli olacak” dedi.