İşitmenin Evrimi

İşitmenin Evrimi

Bildiğimiz modern anlamıyla işitmenin evrimi çok eskilere, ilk kara omurgalılarına kadar dayanmaktadır. Bilindiği gibi amniyotik kara omurgalıları (kuşlar, memeliler ve sürüngenler), daha ilkin amfibilerden (çiftyaşamlılar) evrimleşmiştir ve amfibiler de onlardan da önce gelen balıklardan evrimleşmişlerdir. 

Canlılarda, kulak yapılarının içten dışarıya doğru evrimleştiği bilinmektedir. Günümüzdeki iç kulak yapısına evrimleşecek olan ilkin yapıların ilk defa Devonyen Dönem’de, en erken amfibilerde evrimleşmeye başladığı düşünülmektedir. İç kulağın evrimsel kökenine ait iki ayrı teori bulunmaktadır:

İlki, balıklarda ve amfibilerin bir kısmında bulunan ve yanal çizgi sistemi (lateral line system) adı verilen ve basınç değişimlerine duyarlı bir duyu organı olan yapının iç kulağa doğru evrimleştiği üzerine kurulu bir kuramdır. İkinci kuram ise iç kulağın bu yapıdan bağımsız olarak evrimleştiğini ileri sürmektedir ve 1974 yılında Wever, 1980 yılında Northcutt ve 2001 yılında Streit tarafından desteklenmiştir. İki durumda da ilkin amfibiler ile balıkların kulakları benzer şekillerde çalışmaktadır.

Yukarıdaki şekilden de basitçe görülebileceği gibi, sağ yüzeydeki kemik (dense bone) yapısı sayesinde, yerden ve havadan alınan titreşimler doğrudan elektriksel sinyale dönüştürülmektedir. Günümüzde, bazı semenderlerin halen buna benzer bir kulak yapısı bulunmaktadır. İlginç bir şekilde, titreşimler bu hayvanda sadece kulak bölgesine ait kemiklerle değil, vücudun her yanındaki kemiklerle alınıp, birbirleri üzerinden bu yapıya iletilmektedir. Vücudun her bir yanından alınan titreşimler, sıvı dolu boşluk (fluid-filled cavity) içerisinde bulunan ilkin kılsı hücreler (primitive hair cells) tarafından, elektrokimyasal sinyallere dönüştürülmektedir. Bu da aslında bir yerde günümüz modern kulağında hala neden pek çok kemik yapısının bir arada çalıştığını açıklamaktadır. 

Bu modelin bir diğer açıklayıcı gücü, yukarıdaki sistemin su içerisinde oldukça iyi şekilde çalışabilmesidir. Dolayısıyla balıklar ve genellikle su civarında yaşayan amfibiler için bu kulak yapısı yeterince iyidir. Ancak tamamen kara yaşamına geçildiğinde, kulak yapısının da evrimleşmesi şarttır. İlkin semenderlerin, karada yaşamalarına rağmen topraktan titreşimleri alarak, yine vücutlarındaki kemikler üzerinden bu titreşimin kulağa iletildiği bilinmektedir. 1998 yılında Manley’nin de belirttiği gibi, bu ilkin kulak yapısı kara hayvanlarının iç kulaklarının ilk adımlarını atmıştır.

Sürüngenler, dolayısıyla ilk zarsı yapılara sahip (amniyotik) canlılar Orta Karbonifer Dönemi’nde, amfibilerden evrimleşmiştir. Bu kara hayvanlarındaki işitme organı olan basilar papilla, yukarıda gösterilen ilkin amfibi kulak yapısından evrimleşmiştir. Kara hayvanlarının çeşitlenmesiyle birlikte, kulak yapısı da gittikçe karmaşıklaşmıştır. Yine de, hala ilkin bu kulaklar karada duyabilmek için yeterince iyi değildir. 

Aşağıda, sürüngenlerin kulak yapısını görmekteyiz.

Görüldüğü gibi, sürüngenlerde kulak zarından, kohlear kanala iletim tek bir kemikle (stapes = üzengi) ile sağlanmaktadır. Evrimsel süreçte, ilkin sürüngenlerin kulak yapısı, yukarıda görünenden de basittir; ancak gittikçe karmaşıklaşmıştır: öncelikle, yukarıda belirtilen basilar papilla yapısı farklılaşmış ve hatta kimi billim insanına göre gelecekte salyangoz yapısını oluşturmuştur. Kimine göre ise bu yapı sonradan, bağımsız olarak evrimleşmiştir. Bu konulardaki araştırmalar halen sürmektedir. Zaman içerisinde, bu bölgede bulunan hücrelerin seçilim sonucu özelleşmesiyle daha fazla kılsı yapı işitmeye katılmış ve sesler daha net olarak algılanabilmeye başlanmıştır. Sonunda, Triyasik Dönem’de ise ilk defa kulak zarı yapısı evrimleşmeye başlamıştır ve bu, kara ortamında seslerin iletilebilmesinde çok ciddi bir adım olmuştur. Ayrıca böylece ilk defa orta kulak yapısı evrimleşmeye başlamıştır. Bu sayede kulağın içi ile dış dünya birbirinden ayrılabilmiştir ki bu da canlının hem sağlığı bakımından, hem de seslerin algılanabilmesindeki netlik bakımından çok önemli bir avantaj sağlamıştır.

Karbonifer Dönem’de ilk defa memeli benzeri sürüngenler görülmeye ve evrimleşmeye başlamıştır. Ancak bu “ilkin-memeliler”, memelilerden çok sürüngenlerin özelliklerini taşımaktadırlar. Gerçek anlamda memelilerin evrimleşebilmesi için, birkaç on yıl daha beklenmesi gerekmektedir. Gerçek memlileri, ilkin memelilerden ayıran en temel özellik, üç kemikli orta kulak yapısının evrimleşmesidir. Bu yeni adaptasyonsayesinde memeliler çok geniş bir frekans aralığını duyabilmeye başlamışlardır. Ayrıca kohlear kanalın kendi üzerine sarılıp salyangoz yapısına ulaşması, bu sayede daha fazla sıvı barındırabilmeye başlaması da bu döneme denk gelmektedir. Bundan bir süre sonra ise, ilk defa dış kulak yapısı evrimleşmiştir ve kulak kepçeleri özelleşmeye başlamıştır. Bu da, yukarıda açıklandığı gibi dış seslerin toparlanmasında çok büyük önem arz etmiştir.

Kolayca anlaşılabileceği gibi, kulağın evrimi içten dışa doğru, kademeli ve on milyonlarca yıl süren bir zaman dilimin evrimleşebilmiştir. Her şey adım adım ilerlemiş ve her bir adaptasyon, duyma konusunda, özellikle de kara ortamında duyma konusunda bir önceki basamağa göre canlıya daha fazla avantaj sağlamıştır. 

Kaynak: EvrimAğacı