Londra'daki Francis Crick Enstitüsü'nden bilim insanları, genetik ağların türler arasında çeşitli gelişimsel desenler üretmek üzere nasıl evrildiğine dair önemli bir anlayış geliştirdi. Matematiksel ve Fiziksel Biyoloji Laboratuvarı Grup Lideri Dr. Zena Hadjivasiliou liderliğindeki ekip, bu bulgularını saygın bilimsel dergi PRX Life'ta yayımladı. Bu çalışma, hücre gelişimini yöneten gen düzenleyici ağların evrimini derinlemesine inceliyor.
Araştırmacılar, bu ağları simüle ederek, kelebek kanatlarındaki göz benekleri gibi yeni desenlerin ortaya çıkmasına neden olan belirli mutasyonları belirlediler. Bulguları, mevcut desenleri ince ayarlamanın küçük değişikliklerle mümkün olabileceğini, ancak önemli yeniliklerin genetik ağ içinde köklü değişiklikler gerektirdiğini öne sürüyor. Dr. Hadjivasiliou, bu araştırmanın evrimsel sonuçların öngörülebilirliğini anlamadaki önemini vurgulayarak, "Modelimiz, evrimsel tarihteki küçük, önemsiz görünen olayların, hayvan formlarının gelişimi ve çeşitliliği üzerinde nasıl kalıcı etkilere sahip olabileceğini açıklamada ilerleme kaydediyor" dedi.
Çalışmanın baş yazarı, Crick Enstitüsü'nden matematikçi ve bilgisayar bilimcisi Dr. Harry Booth, gen ağlarının evrimini modellemek için kapsamlı bilgisayar simülasyonlarından yararlandı. 100.000'den fazla simülasyon yürüterek, ekibin evrimin yeni desenler arayışında nasıl ilerlediğine dair istatistiksel bir resim oluşturmasını sağladı. Dr. Booth, "Bu ölçeğe ulaştığınızda, evrimin tüm rastgele özellikleri ortadan kalkar ve geriye kalanlar bu tür süreçlerin genel özelliklerini temsil eder" diye belirtti.
Bu araştırmanın, evrimsel gelişim mekanizmaları ve genetik çeşitlilik ile adaptasyon üzerine gelecekteki çalışmalar için değerli bilgiler sağladığı düşünülüyor. Bilim insanları, evrimin tahmin edilebilirliği konusunda uzun süredir düşünmektedir. Stephen Jay Gould'un ünlü düşünce deneyi, eğer yaşamın bandını yeniden oynatabilseydik, bugün gördüğümüz hayvan krallığı çeşitliliğinin aynı olup olmayacağını sorgular. Hadjivasiliou'nun ekibinin simülasyonları, belirli mutasyonların evrimsel gidişatı önemli ölçüde değiştirebileceğini ve bu durumun, evrimin doğasındaki rastgeleliğe rağmen, belirli bir hedefe doğru yönlendirebileceğini göstermektedir. Bu, geçmişin evrimsel yolları şekillendirmede bir iz bıraktığı fikrini desteklemektedir.
Araştırmacılar, bu tür etkileşimlerin, özellikle yeni bir çizgi sınırının ilk ortaya çıkışı gibi kritik anlarda yaygın olduğunu bulmuşlardır. Bu durum, evrimin genellikle doğru değişiklik kombinasyonu gelene kadar 'kilitli' kaldığı anlamına gelir. Ayrıca, nötr veya zararlı mutasyonların önemli bir rol oynayabileceğini açıklamaktadır; çünkü bunlar gelecekteki faydalı değişiklikler için yeni bir genetik arka plan sağlayabilir ve aksi takdirde kapalı kalacak yolları açabilirler. Bu bulgular, evrimin sadece rastgele bir süreç olmadığını, aynı zamanda belirli ağ mimarileri ve mutasyonların etkileşimiyle yönlendirilebileceğini göstermektedir.