Cope Yasası: Popülasyonlardaki Büyüme Eğilimi

Cope Yasası, popülasyonların evrimsel zaman içinde vücut boyutlarının artma eğilimi olduğunu öne süren bir evrimsel kavramdır. Adını Amerikalı paleontolog Edward Drinker Cope’dan alan bu kural, evrimsel biyoloji ve paleontoloji alanlarında önemli bir rol oynamıştır. Edward Drinker Cope, canlıların evrimsel süreçte artan bir büyüme eğilimi gösterdiğini ilk fark eden bilim insanlarından biridir. Kendisi gördüğü eğilimi doğrudan: “Canlılar irileşmeye meyillidir.” şeklinde ifade etmemiştir. Fakat bu düşüncesi konu üzerinde temel atıcı bir rol oynamıştır. Bu makalede, Cope Yasası’nın tarihçesi, gelişimi ve genel özellikleri gibi konular detaylı bir şekilde incelenecek ve bu kuralın önemi ve sınırları ele alınacaktır.

Bu konularda daha fazla içeriğimize ulaşmak için Biyoloji ve Paleontoloji kategorilerimizi ziyaret edebilirsiniz.

Cope Yasası’nın Tarihçesi

Bu yasanın temelleri, 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında yaşayan Amerikalı paleontolog Edward Drinker Cope’un çalışmalarına dayanmaktadır. Cope, fosil omurgalıların ve özellikle de dinozorların fosilleri üzerine yaptığı kapsamlı araştırmalarla tanınır. Çalışmalarda dikkatini çeken genel konu fosil kayıtlarında belirli grupların zaman içindeki vücut boyutlarında gözlemlenen değişimlerdi. Cope, bu yasayı bizzat sistemli hale getirmese de lineer evrimsel eğilimlerin oluşumunu mantıklı bulmuştur. Yasanın gelişimi, 20. yüzyılın ilerleyen dönemlerinde diğer bilim insanlarının çalışmalarıyla şekillenmiştir. Özellikle Charles Depéret ve Theodor Eimer gibi bilim insanları, vücut boyutlarının evrimsel önemine ve büyüklüğün artma eğilimine dair benzer düşünceleri savunmuştur. Sonuç olarak bu linner eğilime “Cope Yasası” adını veren kişi Alman evrimsel biyolog ve ornitolog Bernhard Rensch olmuştur.

Cope Yasası’nın Genel Özellikleri

Evrimsel süreç boyunca canlıların genel bir eğilimle, giderek büyüdüğü gözlemlenmektedir. Bu eğilim, temel olarak prokaryotlardan ökaryotlara ve daha sonra da çok hücrelilere geçişe kadar gitmektedir. Bu eğilim, bazen devasa boyutlara ulaşan dinozorlarda görülmektedir. Bazı durumlarda ise çeşitli çevresel baskılarla sınırlanmıştır. Ancak birçok canlı türünde, uygun şartlar sağlandığı takdirde, büyüme ve irileşme eğilimi gözlenmektedir. Büyük vücut boyutlarının sağladığı avantajlar, henüz tam olarak kesinleşmemiştir. Bu süreç, çeşitli faktörlerin etkisi altında gerçekleşir. Örneğin; doğal seçilim, büyük vücut boyutuna sahip bireylerin daha fazla hayatta kalma ve üreme şansına sahip olduğu durumlarda büyüme eğilimini destekleyebilmektedir. Aynı zamanda cinsel seçilim de, daha büyük ve güçlü bireylerin eşlerini çekme ve üreme başarısını artırma avantajına sahip olmalarını sağlayabilmek için, büyüme eğiliminin gelişmesinde rol alabilmektedir.

Cope Yasası – R’den K’ya Seçilim

Cope Yasası’nın canlılara bazı avantajları sağlamaktadır. Bunlar; avcıların baskısından kaçma ve avlanma yetenekleri, cinsel seçilimde daha cazip olabilme, dayanıklılık ve uyum, termal düzenleme ve zeka gibi faktörlerdir. Ancak bu avantajlar; daha büyük organizmaların artan besin ve su gereksinimleri ile dengelenmektedir, bu da r’den K’ye seçilime doğru bir kaymayı sağlamaktadır. R’den K’ye seçilim, bir popülasyonun taşıdığı belirli fenotipleri veya genotipleri avantajlı hale getiren doğal seçilim türlerinden birini ifade etmektedir. R-stratejisi, çoğalan bireylerin hızlı bir şekilde çoğalma ve koloni kurma yeteneği üzerine odaklanmaktadır. K-stratejisi ise bireylerin az ama kaliteli yavru üretimi yeteneği üzerinde etkili olmaktadır. Böylelikle bu stratejiler, makroevrimsel ölçekte çevresel değişikliklere hızlı bir şekilde adapte olma yeteneğini kısıtlamaktadır.

Ancak Cope Yasası’nın sağladığı avantajlarla birlikte bazı dezavantajlar da bulunmaktadır. Bunlar arasında besin ve su gereksinimlerinin artması, uzun nesil zamanı ve hızlı çevresel değişikliklere uyum sağlama zorluğu gibi faktörler yer almaktadır. Ayrıca büyük vücutlu canlıların kemiklerinin, dayanabileceği kuvvetlerin bir sınırı olduğu göz önünde bulundurulmalıdır. Örneğin, böceklerin vücutlarının her yerine oksijenin etkili bir şekilde dağılabilmesi için küçük olmaları gerekmektedir. Aynı şekilde kuşlar; uçabilmek için hafif olmalıdır. Zürafalar gibi uzun boyunlu hayvanların boyunlarının, kalplerinin üretebildiği kan basıncıyla sınırlı etmenler bulunmaktadır. Bunlara ek olarak eğer bir ekosistemde belirli bir boyutta bir niş halihazırda optimal durumdaysa baskı, daha büyük boyutlara doğru evrimi engellemektedir. Tüm bu faktörler, evrimsel süreçte dengeleyici bir rol oynamaktadır. Canlıların vücut boyutlarının karmaşık bir denge içinde evrimleştiği gözlemlenmektedir.

Yönlendirilmiş Seçilimin Popülasyonların İrileşmesindeki Rolü Nedir?

Yönlü veya yönlendirilmiş seçilim (İng.: directional selection), belirli bir fenotipik özelliğin popülasyon içindeki sıklığını değiştiren doğal seçilim türüdür. Çevresel faktörlerle ortaya çıkan yön seçici baskı, belirli bir yönde olan fenotipik değişimleri teşvik etmektedir. Yön seçici baskı (İng.: direction selective printing) popülasyonların irileşmesi sırasında etkili olmaktadır. Yönlü seçilim, canlıların büyümelerini destekleyerek ya da sınırlandırabilmektedir böylelikle de Cope Yasası’nın çalışmasını etkilemektedir. Yön seçici baskı, diğer morfolojik özellikler üzerinde sınırlı olsa da çiftleşme başarısı ve hayatta kalma oranı açısından çeşitli avantajları sağlayabilmektedir. Diğer yandan yönlü seçilim, her zaman artan boyut eğilimine yol açmamaktadır. Çevresel faktörler ve adaptasyon gereksinimleri, bazı durumlarda daha küçük boyutlu bireylerin avantajlı olmasını sağlamaktadır. Bu durumlarda yön seçici baskı, popülasyonun boyutunu da azaltarak popülasyonların küçülmesine yol açabilmektedir. Örneğin, belirli bir gölde yaşayan balıkların avcılarından kaçma yeteneklerini artırmak için daha ince ve daha uzun vücutlar geliştirmesi gibi.

Doğadan Cope Yasası Örnekleri

Daha büyük vücut boyutuna yönelik evrimsel eğilim, memeliler arasında oldukça yaygındır. Cope, Senozoik Dönem’de memelilerin küçük bireyler olarak ortaya çıktığını ifade etmiştir. Ayrıca bu memelilerin zamanla vücut kütlesinin arttığını fark etmiştir. Yırtıcı hayvanların boyutundaki evrim büyük oranda avların boyutundaki değişikliklerden etkilenmektedir. Senozoik Dönem’de Kuzey Amerika memelileri arasında, hem otçul ve etoburlar dahil olmak üzere, büyük boyuta doğru yönelimli bir eğilim fark edilmektedir. Dinozorların evrimsel tarihi de incelenirse Cope Yasası’na dair veriler elde edilebilmektedir. Genel olarak, dinozorlar evrimleri boyunca vücut uzunluklarında bir artış göstermektedir. Özellikle, Jura ve Kretase dönemlerinde büyük boyutlu dinozor türlerinin ortaya çıkması da bir başka örnektir. Ayrıca Fanerozoik Dönem boyunca deniz omurgasızlar arasında görülen büyüme eğilimi de diğer bir örnektir. Kambriyen Dönemi’nden Permiyen Dönemi’ne kadar deniz omurgasızlarının çoğu da belirgin boyut artışı sergilemiştir.

Bu boyut artışı eğilimi bazen aktifken bazen pasif olarak da ilerleyebilmektedir. Yani maksimum boyutta artılar yaşansa da popülasyonların minimumda değişlik meydana gelmemektedir.

Cope Yasası Ne Kadar Geçerli?

Ancak birçok paleobiyolog, sadece istatistiksel olarak yoğunlaşan kurala şüpheyle yaklaşmaktadır. Cope Yasası’na karşı örnekler, genellikle fosillerin stratigrafik yaşının, fosillerin atasal bir durumdan ne kadar türetildiğinin bir ölçüsü olan “sınıf sıralaması” ile orantılı olmadığı göz önüne alındığında yaygındır. Çoğu durumda, Cope Yasası, belirli taksonomik düzeylerde çalışmaktadır. Bazı durumlarda ise belirli bir taksonun sınırlı sayıdaki sınıflarına uygulanabilmektedir. Hayvanlar üzerinde boyut artışı sık sık meydana gelir ancak evrensel olarak tüm popülasyonlarda gerçekleşmemektedir. Örneğin, Kretase Dönemi’ndeki yumuşakçaların cinsleri arasında boyut artışı, durağanlık veya azalma kadar yaygın değildir. Fakat makalenin önceki bölümlerinde ifade ettiğimiz gibi bu yasayı destekleyen pek çok örnekte bulunmaktadır.

Sonuç

Cope Yasası, evrimsel biyolojide önemli bir kavram olarak karşımıza çıkmaktadır. Genellikle popülasyonların zaman içinde artan vücut boyutlarına doğru ilerlediğini göstermektedir. Ancak, bu eğilim doğada her zaman evrensel değildir. Ayrıca bazı örneklerde belirli taksonomik düzeylerde veya sınıflarda daha yaygın olabilmektedir. Yönlendirilmiş seçilim ile dezavantaj ve avantajları sınırlandırarak popülasyon büyüklük eğilimini kontrol etmektedir. Gelecekteki araştırmalar, bu eğilimin nedenlerini ve sınırlarını daha iyi anlamak için daha fazla veri sağlayacaktır.

Kaynakça

1- Stanley, S. M. (1973). An explanation for Cope’s rule. Evolution, 27(1), 1. [https://doi.org/10.2307/2407115]

2- Hone, D. W. E., & Benton, M. J. (2005). The evolution of large size: how does Cope’s Rule work? Trends in Ecology and Evolution, 20(1), 4–6. [https://doi.org/10.1016/j.tree.2004.10.012]

3- Cope, E. D. (1885). On the Evolution of the Vertebrata, Progressive and Retrogressive (Continued). The American Naturalist, 19(3), 234–247. [https://doi.org/10.1086/273900]

4- Les transformations du monde animal. (n.d.). Google Books. [http://books.google.com/books?id=56wYAAAAIAAJ&oe=UTF-8]

5- How many species on Earth? About 8.7 million, new estimate says. (2011, August 11). ScienceDaily. [https://www.sciencedaily.com/releases/2011/08/110823180459.htm]

6- Hone, D. W. E., & Benton, M. J. (2005b). The evolution of large size: how does Cope’s Rule work? Trends in Ecology and Evolution, 20(1), 4–6. [https://doi.org/10.1016/j.tree.2004.10.012]

7- Roy, S., Brännström, Å., & Dieckmann, U. (2024). Ecological determinants of Cope’s rule and its inverse. Communications Biology, 7(1). [https://doi.org/10.1038/s42003-023-05375-z]

8- Liow, L. H., & Taylor, P. D. (2019). Cope’s Rule in a modular organism: Directional evolution without an overarching macroevolutionary trend. Evolution, 73(9), 1863–1872. [https://doi.org/10.1111/evo.13800]

9- Carrano, M. T., Gaudin, T. J., Blob, R. W., & Wible, J. R. (2006). Amniote paleobiology: Perspectives on the Evolution of Mammals, Birds, and Reptiles. University of Chicago Press.

10- Alroy, J. (1998). Cope’s Rule and the dynamics of body mass evolution in North American fossil mammals. Science, 280(5364), 731–734. [https://doi.org/10.1126/science.280.5364.731]