Beynin evrimi
| Biyoloji alt dalı |
| Evrimsel biyoloji |
|---|
 |
| Kategori•Kitap |
Beynin evrimisürecinde etkili olan ilkelerle ilgili belirsizlikler günümüzde hala çözülememiştir. Beyin-vücut oranıallometrikolarak ölçeklenir.[1]Küçük vücutlu memeliler vücutlarına kıyasla nispeten büyük beyinlere sahipken, büyük memeliler (balinalar gibi) daha küçük beyin-vücut oranlarına sahiptir. Primatların beyin ağırlıklarının vücut ağırlıklarına oranları, primat türünün beyin gücünü yönelik fikir verebilmektedir. İnsanlarda bu oran diğer primat türlerine göre çok daha yüksektir, bu da insanlarınbeyin kitle indeksinindiğer primatlara göre daha yüksek olduğunu gösterir.[2]
Beyin gelişiminin erken tarihi
[değiştir|kaynağı değiştir]Beyin evrimini anlamaya yönelik yaklaşımlardan birisi, kimyasal ve elektriksel sinyallere izin veren yapılarda giderek artan karmaşıklığı gözlemleyebilmek için birpaleoarkeolojikzaman çizelgesi kullanmaktır. Beyinler ve diğer yumuşak dokular, mineralize dokular kadar kolay fosilleşmediğinden, bilim adamları beynin evrimine yönelik kanıtları genellikle fosil kayıtlarındaki diğer yapılarda ararlar. Ancak bu durum, kimyasal ve elektriksel sinyalleşme kanıtlarından çok önce koruyucu kemik veya diğer koruyucu dokulara sahip daha karmaşık sinir sistemlerine sahip organizmaların fosillerinin ortaya çıkması ile beraber bir ikileme yol açmıştır.[3][4]Son kanıtlar, elektriksel ve kimyasal sinyalleri iletme yeteneğinin, daha karmaşık çok hücreli yaşam formlarından önce bile var olduğunu göstermiştir.[3]
Belirli durumlarda beynin veya diğer yumuşak dokuların fosilleşmesi mümkündür ve bilim adamları, ilk beyin yapısının en az 521 milyon yıl önce ortaya çıktığını ve olağanüstü ortamlarda fosil beyin dokusunun korunabildiğini söylemişlerdir.[5]
Beyin evrimini anlamak için başka bir yaklaşım, karmaşık sinir sistemlerine sahip olmayan mevcut organizmalara bakmak, kimyasal veya elektriksel mesajlaşmaya izin veren anatomik özellikleri karşılaştırmaktır. Örneğin,koanoflagellatlar,elektrik sinyalizasyonu için çok önemli olan çeşitlimembran kanallarınasahip organizmalardır. Koanoflagellatların zar kanalları, hayvan hücrelerinde bulunanlarlahomologdurve bu, erken koanoflagellatlar ile hayvanların ataları arasındaki evrimsel bağlantı ile desteklenir.[3]Elektrik sinyallerini iletme kapasitesine sahip mevcut organizmaların bir başka örneği, bir sinir sistemi olmaksızın elektriksel uyarıları yayabilen çok hücreli bir organizma olancam süngerlerdir.[6]
Beynin evrimsel gelişiminden önce birsinir sistemininen basit şekli olansinir ağlarıgelişmiştir. Bu sinir ağları, evrimsel olarak daha gelişmiş beyinler için bir tür öncüydü. İlk olarakKnidliler'de gözlemlendiler ve organizmanın fiziksel temasa tepki vermesine izin veren birbirinden ayrılmış birkaç nörondan oluşuyorlardı. Yiyecekleri ve diğer kimyasalları temel olarak tespit edebilirler, ancak bu sinir ağları, uyaranın kaynağını tespit etmelerine izin vermez. AyrıcaTaraklılarbir beyin veya merkezi sinir sistemi için bu öncü türlere bir örnektir, ancak filogenetik olarakSüngerlerve Knidliler'den önce ayrılmışlardır. Sinir ağlarının ortaya çıkışına ilişkin iki güncel teori bulunmaktadır. Bir teori, sinir ağlarının Taraklılar ve Knidliler'de bağımsız olarak gelişmiş olabileceğidir. Diğer teori ise, ortak bir atadan sinir ağları gelişmiş olabileceğini, ancak bunların Süngerler'de kaybolduğunu belirtir.
Fareler, tavuklar ve primatlar ile yapılan bir araştırmaya göre beyin evrimindeki bir eğilim, daha gelişmiş türlerin temel davranışlardan sorumlu yapıları koruma eğiliminde olduğu sonucuna varmıştır. İnsan beynini ilkel beyinle karşılaştıran uzun vadeli bir çalışma, modern insan beyninin ilkel arka beyin bölgesini içerdiğini buldu. Çoğu sinirbilimci bunuprotoreptilian beyinolarak adlandırmaktadır. Beynin bu bölümünün amacı, temel homeostatik işlevleri sürdürmektir.Ponsvemedullabu bölgede bulunan başlıca yapılardır. Arka beynin ortaya çıkmasından yaklaşık 250 milyon yıl sonra memelilerde beynin yeni bir bölgesi gelişti. Bu bölgenin başlıca parçalarıhipokampusveamigdaladırve genelliklelimbik sistemolarak bilinir. Limbik sistem, duygusal, cinsel ve savaş ya da kaç gibi davranışlar dahil olmak üzere daha karmaşık işlevlerle ilgilenir. Elbette omurgalı olmayan hayvanların da beyni vardır ve beyinleri ayrı evrimsel tarihlerden geçmiştir.[5]
Beyin sapı ve limbik sistemin kökeni, sıkıca paketlenmiş nöronların toplanmış kümeleri olançekirdeklereve onları birbirine ve diğer konumlardaki nöronlara bağlayanaksonliflerine dayanır. Diğer iki ana beyin bölgesi (SerebrumveBeyincik)kortikaltemele dayanır. Korteksin dış çevresinde, nöronlar birkaç milimetre kalınlığında (tür ve işleve göre sayıları değişen) katmanlar halinde düzenlenir. Katmanlar arasında hareket eden aksonlar vardır, ancak akson kütlesinin çoğu nöronların altında bulunur. Korteksin önemli bir özelliği, yüzey alanı ile ölçeklendiğinden, kıvrımlar oluşturarak kafatasının içine daha fazlasının sığabilmesidir. Artan yüzey alanından yararlanan daha karmaşık davranışa sahip türlerde gelişmişlik derecesi genellikle daha yüksektir.
Beyincik, beyin sapının arkasında ve insanlarda serebrumun oksipital lobunun altındadır. Amacı, ince duyusal-motor görevlerin koordinasyonunu içerir ve dil gibi bazı bilişsel işlevlerde yer alabilir.
Beyinde son zamanlarda en fazla evrimsel değişikliğin olduğu alanneokorteksdir.Sürüngenlerde ve balıklarda bu alanapalyumdenir ve vücut kütlesine göre memelilerde bulunandan daha küçük ve basittir. Araştırmalara göre, beyin ilk olarak yaklaşık 200 milyon yıl önce gelişmiştir ve daha yüksek bilişsel işlevlerden sorumludur. Örneğin, dil, düşünme ve ilgili bilgi işleme biçimleri.[7]Aynı zamanda duyusal girdiyi işlemekten de sorumludur. İşlevinin çoğubilinçaltındadır,yani bilinçli zihnin incelemesi veya müdahalesine açık değildir.
Kaynakça
[değiştir|kaynağı değiştir]- ^Shingleton, Alexander W."Allometry: The Study of Biological Scaling".Nature Education Knowledge.3(10). s. 2. 19 Temmuz 2017 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi:14 Haziran2021.
- ^Boddy AM, McGowen MR, Sherwood CC, Grossman LI, Goodman M, Wildman DE (Mayıs 2012). "Comparative analysis of encephalization in mammals reveals relaxed constraints on anthropoid primate and cetacean brain scaling".Journal of Evolutionary Biology.25(5). ss. 981-94.
- ^abcCai, Xinjiang (Temmuz 2008)."Unicellular Ca2+ Signaling 'Toolkit' at the Origin of Metazoa".Molecular Biology and Evolution.25(7). ss. 1357-1361. 14 Haziran 2021 tarihinde kaynağındanarşivlendi.Erişim tarihi:14 Haziran2021.
- ^Betuel, Emma."Powerful X-Rays Appear to Reveal the Fossil Record's Most Ancient Bone".Inverse.1 Ağustos 2018 tarihindekaynağındanarşivlendi.
- ^abPark TS, Kihm JH, Woo J, Park C, Lee WY, Smith MP, Harper DA, Young F, Nielsen AT, Vinther J (Mart 2018). "Brain and eyes of Kerygmachela reveal protocerebral ancestry of the panarthropod head".Nature Communications.9(1). s. 1019.
- ^Leys SP (Mayıs 1997). "Electrical recording from a glass sponge".Nature.387(6628). ss. 29-30.
- ^Griffin DR (1985)."Animal consciousness".Neuroscience and Biobehavioral Reviews.9(4). ss. 615-22.
