İklim değişikliğinin genetik etkilerinin model organizma Drosophila melanogaster’de uzun dönem izleme çalışması ile araştırılması


Önder B. (Yürütücü)

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Proje Grubu: Fen ve Mühendislik
  • Projenin Yürütüldüğü Birim: Fen Fakültesi
  • Başlangıç Tarihi: Ekim 2023
  • Bitiş Tarihi: Ekim 2026

Özet

Küresel ölçekte artan sıcaklıklar özellikle son yıllarda hız kazanmış; birçok ulusal ve uluslararası kurum tarafından 2010’lu yıllar en hızlı sıcaklık artışlarının gerçekleştiği yıllar olarak kayda geçmiştir. Bu hızla artan sıcaklıkların biyolojik ve ekolojik etkilerini anlamak ise sadece biyoçeşitliliğin korunması için değil aynı zamanda zirai, ormancılık, ekonomik, sosyolojik konular ile ilgili stratejilerin geliştirilmesi bakımından da uluslararası çapta öncelikli konular arasındadır. İklim değişikliğinin biyolojik ve ekolojik etkileri ile ilgili yapılacak araştırmalar tüm bu kapsayıcılığı dolayısıyla önem arz etmektedir.

İklim değişikliğinin biyolojik ve ekolojik etkilerini araştıran birçok çalışma yöntemi vardır. Ancak, bu yöntemlerden uzun dönem izleme çalışmaları bazı kısıtlamalardan dolayı daha az kullanılmaktadır. Oysa ki bir populasyonun doğal yaşam ortamında uzun dönem izlenmesi ve çevresel değişimlere olan tepkilerinin kantitatif olarak ölçülmesi iklim değişikliğinin etkilerinin anlaşılması için önemlidir. Zamansal ölçeklerde populasyonda meydana gelen değişimlerin karşılaştırılması iklim değişiminin yarattığı seçilim nedeniyle gerçekleşen hızlı bir adaptif süreci takip etmemizi sağlamaktadır. Buna karşın uzun dönem karşılaştırmalar yapmak her zaman ve tüm organizmalar için mümkün olmamaktadır. Bu nedenle özellikle 1950’lerden itibaren hızla artış gösteren küresel ısınmanın tüm organizmalar üzerinde neden olduğu etkileri araştırmak ve önümüzdeki süreçte karşılaşabilecekleri riskleri ön görmek oldukça zordur. Ancak organizmaların küresel ısınma ile değişken çevresel döngülere maruz kalan yaşam ortamlarında geleceklerini tahmin etmek için bazı yollar mevcuttur. Bunlardan biri multivoltin (yıldan ikiden fazla kuşak veren) türler ile çalışmak, diğeri ise model organizmaların kullanılmasıdır.

Genetiği çok iyi bilinen, birçok metabolik yolağın işleyişi hakkında bilgi sahibi olunan multivoltin ve model bir tür olan Drosophila melanogaster evrimsel süreçleri ve adaptasyonu çalışmak için oldukça uygun bir organizmadır. Değişen çevre karşısında özellikle stres cevapları ve bunlarla ilişkili genlerde meydana gelen değişimler bize canlının değişen çevresine cevabını ön görmemiz için bir yol sunar. Drosophila, gelişmiş canlılarla hem evrimsel hem de işlevsel ortak gen ve gen ailelerine sahiptir. Bu özelliği nedeniyle sahip olunan ortak genetik mekanizmalar için belirteçlerin ortaya konması birçok canlı için adaptasyon kabiliyeti ve risk hesaplamasına olanak vermektedir.

Önerilen bu projede 2014 yılından günümüze kadar aylık ve yıllık olarak örneklenen D. melanogaster’in Yeşilöz populasyonuna ait uzun-dönem izleme çalışması ile bu model organizmadan iklim değişikliğinin genetik etkileri bakımından belirteç olarak kabul gören inversiyon frekanslarının yanı sıra, iklimsel seçilim altında olan dört tane adaptif lokustaki alel frekansları ve fenotipik karakterler takip edilecektir. Bu çalışma D. melanogaster’in bir populasyonunun on yıl boyunca aralıksız takibine dayanan ilk uzun-dönemli izleme çalışması olacaktır. Sonuçlar bazı temel bilgilere destek sağlamasının yanı sıra birçok başka tür için kullanılabilir bilgiler üretecektir.