Tetrakromasi Nedir? Tetrakromat Olup Olmadığınızı Nasıl Anlarsınız?

Tetra Chromasi nedir?

Tetrokromat olup olmadığınızı nasıl anlarsınız?

İnsanların genelinin aksine 3 değil 4 renk konisine sahip olan tetrokromatlar türümüzde ne kadar yaygın?

Tetrokromasi Yunanca'da 4 anlamına gelen tetra ve renk anlamına gelen kroma sözcüklerinden türemiştir.

Renk bilgisini iletmek için 4 bağımsız kanada sahip olma veya gözde 4 tip koni hücresine sahip olma durumudur.

Tetrokromasiye sahip organizmalara tetrokromat denir.

Tetrokromatik organizmalarda duysal renk uzayı 4 boyutludur.

Yani görünür spektrumları içinde keyfi olarak seçilen ışık spektrumlarının duysal etkisini eşleştirmek için en az 4 ana rengin karışımı gerekir.

Birkaç kuş türü, balıklar, amfibiler ve sürüngenler arasında tetrokromatlik gösterilmiştir.

Tüm omurgalıların ortak atası bir tetrokromattı.

Ancak memeliler Gecedar Boğazı denen bir olay neticesinde 4 konisinden ikisini kaybederek dikromatik olacak biçimde evrimleşti.

İnsanlara gelen soy hattında ise 3.

bir koni hücresi evrimleşerek Trikomasi ortaya çıktı.

Tetrakromasi nasıl oluşur?

Göz küremizin en arkasında bulunan retinayı inşa eden birçok hücre çeşidi içerisinde kon hücreleri denilen fotoreseptör bir hücre çeşidi bulunur.

Bu koni şeklindeki fotoreseptör hücrelerinden her biri tek bir çeşit ışık emici pigmentinin birçok kopyasını içerir.

Çoğu insanda 3 tip pigmentin proteini yani Opsin bulunur.

Opsinlerin her biri tek bir kon hücresi sınıfında ifade edilir.

Her bir Opsin'in absorbe etmeyi tercih ettiği farklı bir dizi ışık dalga boyu vardır.

Uzun dalga boyu opsini kırmızı ışığın menzilinde bulunan 564 nanometre dalga boyundaki ışığı emer.

Kısa dalga boyu opsini ise 420 nanometre dalga boyundaki mavi ışığa duyarlıdır.

Ve orta dalga boyu opsini 534 nanometre dalga boyundaki yeşil ışığı tercih eder.

Gördüğümüz renkler genellikle çeşitli dalga boylarındaki ışığın oluşturduğu bir karışımdır.

Eğer kırmızı dalga boyları gözümüze ulaşırsa...

Kırmızı konu hücrelerimiz yeşil veya mavi konu hücrelerimize kıyasla çok daha fazla uyarılır.

Ama eğer eşit derecede kırmızı veya yeşil dalga boyları gözümüze ulaşacak olursa görme sistemimiz kırmızı ve yeşil konu hücrelerinin aynı anda uyarılmasını sarı renk olarak yorumlar.

Tıpkı bilgisayarların renk seçme araçlarında bulunan RGB kaydırıcılar gibi görme sistemimiz bu farklı miktarlardaki 3 ana rengi karıştırarak asıl gördüğümüz renkleri oluşturur.

Ana renklerin opsinlerimizin en fazla duyarlı olduğu dalga boyları ile ifade edildiğini unutmamak gerekir.

Bu demek olur ki 4 farklı opsine sahip bir tetrokromat çoğumuzun aksine 3 yerine 4 ana rengi görme yeteneğine sahip olacaktır ve gördükleri her renk uyarılan 4 tip konu yücesine bölünecektir.

Buradan yola çıkarsak gerçek ve güçlü bir tetrokromat olduğunuzu söyleyebilmemiz için şu 3 önemli özelliğe sahip olmanız gerekir.

Birincisi Büyük ölçüde farklı renklere uyarılan 4 konu hücresi sınıfınız olmalıdır.

İkincisi, beyniniz 4 tip konu hücresinin tümünün faaliyetlerini ayırt edebilmelidir.

Üçüncüsü, 4 ana rengi ayırt edebilme yeteneğinizin davranışlarınıza yansımasıdır.

4 tip konu hücresine kimler sahip olabilir?

Üzgünüm ama eğer erkekseniz tetrokromat olma şansınız yok.

Bu dişilerin kazandığı bir cinsiyet savaşı.

Çünkü neredeyse özdeş olan M ve Leopsinin genleri X kromozomu üzerinde bulunur.

Erkeklerde sadece bir tane X kromozomu bulunduğu için her genin sadece bir kopyasını sahip olabilirler.

Eğer bu kopyalardan biri zarara uğrarsa, ki bu genler kromozomda birbirlerine çok yakın ve benzer olup bazen karışabildikleri için yaygındır, erkekleri renk körü olacaktır.

Renk körlüğünün en yaygın formu deuteranopi.

Yani... yeşili algılayan opsinin fonksiyonunu yitirmesidir.

Protonapi ise kırmızıyı algılayan opsinin fonksiyonunu yitirmesidir.

Fakat eğer protein farklı dalga boylarını algılayacak ama fonksiyonunu yitirmeyecek bir şekilde mutasyona uğrarsa erkek birey onormal titrokromat olacaktır.

Bu da erkek bireyin hala görebildiği 3 ana renge sahip olduğu Fakat bunlardan birinin normalden farklı olduğu bir durumdur.

Mutasyona uğramış leopsine sahip anormal titrokromat bir erkek bireyle normal bir titrokromat olan dişi bireyden oluşacak dişi yavrunun bir X kromozomunu anneden, anormal opsini içeren X kromozomunu ise babadan

aldığını düşünelim. Bu dişi yavru normal S opsini ve M opsinden ikişer kopyaya sahip olacaktır.

Aynı zamanda normal bir adet leopsine ve babadan geçen yeni bir adet opsine yani toplam 4 adet opsine sahip olacaktır.

Bu yine obsine de L2 obsin diyelim.

Kadınlar kaliko kedileri gibidir.

2 adet X kromozomuna sahip olmasına rağmen erkeklerin ihtiyacı olduğunun 2 katı kadar proteine ihtiyaçları yoktur.

Bu nedenle proteinlerin dozunu düşürmek için X kromozomlarımızdan biri basitçe susturulur.

Bu duruma X inaktivasyonu adı verilir.

İlginç olan ise...

Bu inaktivasyonun anneden veya babadan gelen X kromozomlarının herhangi birinde rastgele gerçekleşmesidir.

Kaliko kedilerinin yamalı kürk görünümüne sahip olmalarının sebebi de budur.

Kaliko kedilerinde kürk rengine etki eden genler X kromozomlarının birinde taşınır ve kürklerindeki yamalı renge göre hangi kromozomun aktif olduğunu görebiliriz.

Bu kedilerin durumuna benzer bir şekilde X inaktivasyonu az önce bahsettiğimiz dişi yavrunun retinasında sadece L opsini veya L2 opsini içeren parçalar bulunabileceği anlamına gelir.

Dişi yavrunun koni hücresi leopsin türünden bir koni hücresi olmaya karar verdiğinde öncü hücresinde hangi X kromozomunun aktif olduğuna bağlı olarak çoğunlukla aslında L2 tipi bir koni hücresi olacaktır.

Böylece bu birey bir tetrokromat olabilme potansiyeline sahip olacaktır.

Peki 4 koni hücresi tipine sahip birisi bunu ayırt edebilir mi?

Beyinleri insan türünün çoğunun algıladığı gibi 3 rengi algılayacak şekilde çalışamaz mı?

Pek de öyle görünmüyor. Memelilerin beyin palestesi Deneyimlere dayanarak davranışlarını değiştirme veya adapte etme konusunda oldukça yeteneklidir.

Yeni dünya maymunları, gibonlar, sincap maymunları yani tutucu kavrayıcı kuyruklara sahip olan tüm maymunlar dikromattır.

Tabi ebeveynlerinden normalden biraz farklı olan 2 adet opsin alan ve böylece titrokromat olabilen dişi bir yeni dünya maymunu değillerse tanıdık geldi mi?

Ama biz şimdilik erkek sincap maymunları üzerinde yapılan ve 2009 yılında Nature dergisinde yayınlanan hoş bir deneyden bahsedelim.

Bu deneyde sadece bizimkine eşdeğer M ve S eopsinlere sahip yetişkin bir erkek sincap maymunları üzerinde gen terapisi uygulanarak retinalarına bir insan L eopsini yerleştirildi.

Bunun sonucunda önceden M eopsin konileri olan yaklaşık %15 ile %36 kadar hücrede bu yerleştirilen yeni eopsin genini almaya başlayıp tercihini daha uzun dalga boylarına kaydırdı.

Ve bir yıldan kısa bir süre içerisinde bu maymunlar önceden sadece mavi ve sarı renkleri ayırt edebilirken artık kırmızı ve yeşili de ayırt edebilir hale geldi.

Bu durumda görsel korteks içerisindeki nöronlara tam olarak ne olduğunu henüz bilmiyoruz.

Önce araştırmacılar bu davranış değişikliğinin zaman seyri obsin ifadesinin zaman seyrini yakından takip ettiği için retinada büyük oranda bir yeniden yapılanma olmadığını öne sürdüler.

Araştırmacılar bunun yerine renk görüşünde yeni bir boyut kazanmanın beynin mevcut mavi-sarı renk yolunu Bir mavi sarı ve diğer kırmızı yeşil renk görüşü olmak üzere iki sisteme ayırma meselesi olduğunu savundular.

Basitçe anlatırsak beyin iki yolun artık farklı bilgiler verdiğini öğrendiğinde bundan faydalanabiliyor.

Bu hayret verici olsa da bu çalışma ve fareler üzerinde yapılan benzer bir diğer çalışmada beynimizin dünyayı fazladan renklerle algılamayı başarabileceğini savunuyor.

Tek ihtiyacımız olan şey beyne bu girdiği verecek fazladan bir konu hücresi tipi.

Normalden daha fazla renk algılayan insanlar bunu davranışlarına yansıtabilir mi?

İnsanlarda tetrokromesi yaygınlığına dair çok fazla bir çalışma yok.

Çünkü renk algısı oldukça subjektif bir deneyimdir.

Kendi renk ölüşlerinin farklı olduğunu ayırt edebilen insanları bulabilmek de oldukça zordur.

Mesela renk körlüğüne sahip erkekler genellikle bunun farkına varmadan yıllarca yaşayabiliyorlar.

Lakin Cambridge ve Newcastle Üniversitelerinden bir çift araştırmacı tetrokromatları saptayabilmek için onların genetiklerini nasıl kullanabileceklerini çözdüler.

Önceden anlattığımız Babasından farklı bir X kromozomunu alan tetrokromat dişi yavru örneğini hatırladınız mı?

O dişi yavru %50 olasılıkla bu X kromozomunu erkek yavrularına aktarabilir.

Ve bu erkek yavrular büyük babaları gibi normal bir tetrokromat olabilirler.

Araştırmacılar anormal tetrokromat erkekleri test ederek potansiyel tetrokromat anneleri bulabildiler.

15 yıl boyunca süren 2 çalışma boyunca bu kadınlar test edildi.

Ve içlerinden bazıları gerçekten bir tetrokromattan beklenecek davranışların bir kaşını gösteriyordu.

Örnek olarak ilk çalışmada buldukları bayan M.

Takmi isimli bir kadın gökkuşağında çoğumuzun aksine 7 yerine 10 renk tanımlayabiliyordu.

Çalışmalarda raylih eşleştirmesi denilen bir renk görüşü testi uygulandı.

Katılımcılara M ve L konileri uygulanarak fakat S konileri uyarılmayacak şekilde tek bir dalga boyunda sarı ışık gösterildi.

Ardından katılımcılara belirlenen dalga boyundaki kırmızı ve yeşil ışın kontrolü verildi.

Ve her birinin yoğunluğunu karışım sarı ışıkla aynı görünceye kadar ayarlamaları istendi.

Bunu yapmak bir tetrokromat için kolaydır.

Çünkü bunu yapabilecekleri birçok kombinasyon vardır.

M ve L arası fazladan opsine sahip bir tetrokromat için ise bunun imkansız olabileceğini tahmin edebiliriz.

Çünkü zihinlerindeki sarı renk sadece kırmızı ve yeşil değil bunların dışında bir renk daha içerir.

İlk çalışmadaki 8 kadının bütün mümkün eşleşmeleri reddettiği gözlendi.

Karışıma kırmızı renk değil.

daha çok turuncu renk eklemek istediklerini belirttiler.

Veya sonuçta elde edilen rengin yanlış türden bir turuncu olduğunu söylediler.

Ki bu da hipotezi doğruluyor.

2010 yılında yayınlanan başka bir çalışmada araştırmacılar subjektif hükümlere dayanmayan yeni test yöntemleri yarattılar.

Dayandıkları fikir ise yine aynıydı.

Bu sefer katılımcılardan bir dalga boyu sarı ışık yerine kırmızı ve yeşil karışımı oluşturan 3 renk seçmeleri istendi.

Katılımcılardan bir kadın %100 doğrulukla çok hızlı bir şekilde renkleri seçmeyi başardı.

Sonraki aşamada Araştırmacılar renk algılama testlerinin bir kısmında bazı değişiklikler yaptı.

Böylece sadece bir M-opsin ve bir ara opsine sahip kadınlar testlerden geçebilirdi.

Kadınlardan bazıları tıpkı normal trikromat olan oğulları gibi normal trikromatların ayırt edemediği renkleri algılayabildiler.

Çünkü kadınların hepsinde 3 yerine 4 opsin bulunuyordu ve oğullarının algılayamadığı normal trikromat renkleri de ayırt edebiliyorlardı.

Araştırmacılar testlerden başarıyla geçen kadınların Opsin gemlerini inceleyince gerçekten de hibrit bir opsinlerinin olduğunu keşfettiler.

Bu hibrit opsin bir parça M, bir parça da L opsini içeriyordu.

Ve M ve L opsinin zirve noktaları arasında maksimum ışık tepkisine sahip olduğu tahmin edilebiliyordu.

Fakat bu çalışmada tuhaf olan, fazladan bir ara opsine sahip olma kriterlerini karşılayan her kadının renkleri ayırt etmede normalden daha başarılı olamamasıydı.

31 tane potansiyel tetrokromat kadın içerisinden sadece bir kadın tetrokromat davranışı gösterebildi.

Tüm kadınların %12'sinin 4 farklı opsini olduğu düşünülse de içlerinden çok azı bu çeşitliliği faydalı denebilecek bir şekilde kullanabiliyordu.

Bu durumun nedeni ise tam olarak bilinmiyor.

Bir ihtimal olarak bazı durumlarda yeni opsin normal opsinlerden beynine yeni bilgi sağlayacak kadar büyük oranda farklı olmayabilir.

Beyin yeni opsinin sinyalini asıl opsinlerden çok daha farklı algılamıyor ve yeni obsini normal obsinler ile beraber karıştırıyor olabilir.

Ya da belki retinamızda var olan her bir konu yücesi türünün sayısı ve dağılımı tetrokromatik davranış gösterip göstermeyeceğimizi belirliyor olabilir.

Conchetta Antico, teşhis edilebilmiş tetrokromatlardan biriyle tanışın.

Biraz önce de bahsettiğimiz Haziran 2012 tarihli tetrokromat olup da renkleri trikromatlardan dikkat eder miktarda ayırt edemeyen insan dişileri üzerinde 20 yıl süren bir araştırmanın sonunda sinir bilimci Gabriele

Jordan Denek CDA 29 olarak numaralandırdığı bir örneğe rastladı.

Bu kişi normal bir trikromattan kat kat fazla rengi kolaylıkla ayırt edebiliyordu.

Avusturyalı sanatçı Concetta Antico da 2012 yılında tespit edilmiş tetrokromatlardan birisiydi.

Şu anda Kaliforniya'da yaşayan Antico izlenimci bir sanatçıdır.

İzlenimciler olabildiğince gerçekçi sanat eserleri yaratmak yerine eserlerine fazladan renkler katmaktan çekinmezler.

Bu sayede yaptıkları eserler çok daha dinamik bir görünme sahip olurlar.

Bu da Antiko'da bulunan ekstra renk görüş yeteneğiyle uyuşmaktadır.

Bir cisim bizlere tek renkli yani monokromatik gözükse de aynı cismi Antiko birçok rengin karışımı olan bir mozaik olarak algılamaktadır.

Antiko'nun çocukluğundan beri bir sanatçı olarak yetiştirilmesi renk algısını genişletmiş olabilir.

Elbette bu duruma insanlarda o kadar nadir rastlanır ki daha önce de belirttiğimiz gibi üzerinde çok az çalışma yapılmıştır ve bu duruma dair çok az bilgimiz bulunmaktadır.

Fakat genler yalan söylemez.

Antiko'da gerçekten de 4.

tip koni hücresine neden olan genetik bir mutasyon tespit edilmiştir.

Ancak bu mutasyonun 200'lü olduğu görülmektedir.

Çünkü Antiko'yu tetrokromat yaparken kızının renk körü doğmasına neden olmuştur.

Antiko şu anda halen tetrokromatlar üzerine çalışan bir grup bilim insanıyla yakından irtibattadır.

Eğer Antiko'nun durumunu daha iyi anlayabilirsek, böylesi bir renk algısına neden olan sinirsel yolakları da daha iyi anlayabiliriz.

Böylece diğer insanların da dört rengi algılayabilmelerini sağlayacak yöntemler geliştirebiliriz.

Tetrokroması nasıl evrimleşti?

Evrim oldukça ilginç özelliklerin ortaya çıkmasına ve var olan bazı özelliklerin ortadan kalkmasına neden olabilir.

Örneğin evrim ağacının primatlardan ve maymunlardan insana kadar gelen dalını incelediğimizde atalarımızda ve bizlerde bulunan renklere duyarlı yüce tipi sayısının evrimsel süreçte kademeli olarak değiştiğini görürüz.

Balıkların büyük bir kısmında 4 tip konu hücresi yani tetokromasi bulunur.

Bu sayede kırmızı, yeşil ve mavi rengin üzerine mor etisi ışınları da algılayabilirler.

Balıklardan evrimleşen karasal omurgalıların erken evrelerinde halen 4 konu hücresi görülür.

Ancak evrimsel süreçte belli bir noktadan sonra bu hücre tiplerinin 2 tanesi yitirilmiştir.

Özellikle insanları da kapsayan plasantalı memeli hayvanlar grubunda büyük oranda 2 tip konu hücresi yani dikromasi görülür.

Genellikle bu hayvanlar kırmızı rengi algılayamazlar.

Yani daha önce verdiğimiz örneklerden de anlaşılacağı gibi bizim renk körlüğümüz birçok hayvanın normalidir.

Plasentalı memelilerden oluşan primatların büyük bir kısmında tam da beklendiği gibi dikromasi görülür.

Ancak insana gelen soy hattında insanın da içerisinde yer aldığı eski dünya maymunlarından uzun dalga boyuna sahip kırmızı rengi algılayan 3 tip koni hücresinin evrimleştiği tespit edilmiştir.

Hatta bu renk eklentisinin faydalı meyveleri ayırt etmekte büyük bir avantaj sağladığını, bu sayede evrimin gidişatını kökünden değiştiren bir mutasyon olduğu düşünülmektedir.

İnsanlar da atalarından aldıkları trikromasi özelliğini halen taşımaktadır.

Ancak evrim gibi doğada kusursuz değildir.

Mutasyonlar sürekli olarak yeni çeşitlilikler yaratır.

Kimi zaman var olanı elimizden alır, kimi zamansa hiç var olmayan veya normalde var olmasını beklemediğimiz özellikler kazandırır.

Örneğin bir dikromat, Görüş becerisini destekleyen diğer genlerin etkisiyle kırmızının çok da uzun olmayan dalga boylarını algılayabilir.

Çünkü tüm omurgalı hayvanların gözlerinin içerisinde milyonlarca konu hücresi bulunur ve bunların tekil farklılıkları renk algımızı etki eder.

Örneğin her tir kromat da birbiriyle aynı derecede görüşe sahip değildir.

Kimi biraz daha geniş bir aralığı görür, kimi ise biraz daha dar bir aralığı.

Zaten evrim de bu varyasyonlar arasından ortama en uyumlu olanları seçerek işleri ve türleri değiştirir.

Nadiren beklenmedik bir şey olur.

Kon ücrelerinin özelliklerini kodlayan genlerde meydana gelen bir mutasyon, bazı insanlarda tetrokromasi denen bu durumun oluşmasına neden olur.

Bu mutasyonun gerçekten işlevsel olup olmadığı ise uzun bir süre bir gizem olarak kalmıştır.

Her ne kadar internetteki bazı kaynaklarda tetrokromatların 100 milyon rengi ayırt edebildiği iddia edilse de, ki bu normal insandan 100 kat fazla demektir, henüz tam bir sayı veren bir araştırma bulunmuyor.

Bunun... Onda biri bile doğruysa tek bir mutasyonun müthiş bir renk ayırt etme gücünün sağlayabildiği gösterilmiş olacak.

Ancak ne olursa olsun artık tetrokromatlarda hangi genlere bakmamız gerektiğini çok daha iyi biliyoruz.