Modern hayvan türlerinin günümüzden yarım milyar yıl önce, evrimin “Büyük Patlaması” olarak bilinen Kambriyen Patlaması’nda son derece hızlı bir şekilde ortaya çıkması, Charles Darwin’den bu yana evrimsel biyologları şaşırtmaktaydı.
Londra Doğa Tarihi Müzesi’nden Greg Edgecombe, Adelaide Üniversitesi’nden Julien Soubrier ve Mike Lee tarafından Current Biology dergisinde dün yayımlanan makalede, Kambriyen Dönemi’ndeki bu hızlı evrimin tek açıklamasının evrimleşme oranlarındaki göreceli olarak küçük artışın, 20-30 milyon yıl boyunca korunması olduğunu ileri sürdüler.
Dikkate değer süreler boyunca oluşan ufak değişimler, bir araya gelerek büyük farklar yaratabilirler: Albert Einstein bunu, “bileşik ilgi” olarak tanımladı ve “evrendeki en güçlü kuvvet” olarak açıkladı. Bu gözlemi, evrimsel biyolojiye de uyarlanabiliyor.
Günümüzden 530 milyon yıl önce, gelişmiş hayvan türlerinin neredeyse aynı zamanda ortaya çıkmasına Kambriyen Patlaması adı veriliyor.
İlk canlılara ait fosiller
Kanıt, Darwin’in yaşadığı zamandan çok daha sonra, erken döneme ait fosil kalıntıları olarak ortaya çıktı. Bu fosiller, Kambriyen patlaması hakkındaki yaratılışçı eleştirileri anlamak için önemlidir. Dünya üzerinde yaşama dair en eski kanıt, paleontologların bulduğu en eski taş kadar eskidir; yaklaşık 3,75 milyar yıl öncesine aittir. Bu fosiller, gerçek organizmalar olarak da hücre olarak da günümüze gelmemiştir. Elimizdeki tek şey, iki karbon türü, 12C ve 13C arasındaki oranın değişim geçirmiş olmasıdır. Bu iki atomik form (izotoplar) doğada, belli bir oranda bulunur. Ancak, bitkiler ve diğer fotosentetik organizmalar, 12C kullanmayı tercih ederler ve bu da dokularında birikir. Organizma öldüğünde, tüm bedeni zaman içinde kaybolabilir fakat topladığı karbon atomları tortusunda kalır ve bu da daha sonra taşa dönüşür. Biliminsanları, bu iki izotopun bir kayaçtaki oranını, fotosenteze özgü olan (ve organik süreçlerin bir niteliği olan) oranla karşılaştırabilirler. Eğer iki oran aynıysa, bu, fiziksel görüntüye dair her ipucu zaman içinde yok olmuş olsa bile, söz konusu kayaçta fosil olarak fotosentetik organizmalar gömülü olduğunun iyi bir göstergesi olur. Bu bilgiyle, 3,75 milyar önce, dünyada fotosentetik organizmalar olduğunu biliyoruz. (4)
Jeolojik kayıtlarda, bundan bir süre sonra, organizmaların bugün düşündüğümüz şekildeki ilk fosil kanıtlarını görüyoruz: 3,5-3,6 milyar yıl yaşındaki kayaçlar, bakteri hücreleri ve stromatolit taşımaktadırlar (Stromatolitler, şimdi de sıcak denizlerde ortaya çıkan, fotosentetik bakteri kolonileridir). Ayrıca, 1,4 milyar yıl öncesine kadar giden ökaryotik hücrelerin fosil kanıtlarına da sahibiz. Bu hücreler, bakterilerden daha karmaşıktır ve günümüzdeki tüm hayvan ve bitki hayatının yapıtaşlarını oluşturur. Bilinen en eski çokhücreli canlılar, 700 milyon yıl yaşındaki fosil kalıntılarında görülür. Bu, (jeolojik açıdan) 570 milyon yıl önce başlayan Kambriyen dönemin biraz öncesidir.
Modern Aynalar
Sperling, Ediakara dönemi okyanuslarına dair çalışmasını, dünyadaki düşük-oksijen miktarına sahip modern denizler üzerinde gerçekleştirdi. Sperling’e göre biyologlar, oksijenin hayvan evrimini şekillendirmesi sorununa geleneksel olarak yanlış açıdan yaklaşıyorlardı.
Sperling de daha önce yayımlanmış olan verileri, kendi bazı verileri ile kombine ederek, minik kurtçukların; yüzeydeki ortalama oksijen seviyelerinin binde beşi (0.5%) kadar oksijen barındıran deniz tabanlarında yaşayabildiğini ortaya koydu. Oksijen açısından fakir olan bu çevrelerdeki besin ağı ise oldukça basit ve hayvanlar direkt olarak mikroplarla besleniyor. Daha yüksek oksijen konsantrasyonuna – deniz yüzeyinin binde beşi ile yüzde üçü arasında oksijene – sahip deniz tabanlarında ise hayvanlar daha yaygın ancak besin ağları limitli : burada da hayvanlar mikroplarla besleniyor. (birbirleri ile değil) Ne var ki, deniz tabanındaki oksijen seviyelerinin %3 ila %10 arasına ulaştığı yerlerde avcılar ortaya çıkıyor ve diğer hayvanları tüketmeye başlıyor.
Elbette bu bulgunun evrim üzerindeki uygulamaları son derece etkin ve derin olacaktır. Sperling’e göre, en mutevazı denilebilecek oksijen artışının Kambriyen’den hemen önce gerçekleşmiş olmalı ki bu da büyük bir değişimi tetiklemek için yeterli olacaktır. Sperling : “Eğer oksijen seviyeleri %3‘lerde seyrediyorduysa ve %10 eşiğini aşacak biçimde arttıysa, bu durum erken dönem hayvan evrimi için devasa bir etki yaratmıştır. Bu seviye artışı ile hayvanlar için ekolojilerinde, yaşam biçimlerinde ve vücut büyüklüğünde dramatik miktarlarda değişecek çok şey gösterilebilir.” diyerek tartışmadaki konumunu belirtiyor.
Avcıların aşamalı biçimde küçük oksijen artışı ile ortaya çıkışı, Ediakara periyodu hayvanlarının belli savunmalara sahip olamadıkları için sorun yaşamasına sebep olmuştur. Bu bahsi geçen hayvanlar çoğunlukla harektsiz, çok yüksek ihtimalle derileri aracılığıyla besinlerini absorbe ederek elde eden, yumuşak vücutlu hayvanlardı.
Namibya’daki tepelerin incelenmesi orataya çıkardı ki; Ediakaran periyodun sonundan itibaren hayvanlar avcılara yem olmaya başlamıştı bile. University of Edinburgh’dan paleobiyolog Rachel Wood taş oluşumlarını incelediğinde, ilkel hayvan Cloudina’nın mikrobiyal resiflerden koparıldığını gösteren noktalar tespit etti. Okyanus tabanına yayılmak yerine, bu koni şeklindeki yaratıklar kalabalık koloniler halinde yaşıyorlardı ve böylelikle yaşamsal vücut kısımlarını avcılardan saklayabiliyorlardı. Bu ekolojik dinamik modern zaman resiflerinde de benzer biçimde gözlenmektedir.
Cloudina, en erken zamanda sert ve mineralize gelişmiş dış-iskelete sahip olan hayvanlar arasında bulunuyor, ancak elbette yalnız da değil. Bu resiflerde iki ayrı hayvan tipinin daha mineralize vücut kısımlarına sahip olduğu biliniyor ki bu da; aynı dönemde farklı gruplarda birbirinden bağımsız grupların farklı evrimsel biçimlerde iskelet kabuklarını evrimleştirdiğine işaret ediyor. Wood bu fenomene ilişkin yaptığı açıklamada, iskeletlerin üretilmesinin ‘pahalı’ bir iş olduğunu ve bir hayvanın bu zahmete girmesine, ‘yeni gelişmiş olan avcılara karşı savunma sağlaması’ haricinde yeterli bir gerekçe bulmanın zor olduğunu belirtmişti. Bu periyoda ait bazı Cloudina fosilleri üzerinde, çok yüksek olasılıkla avcıların bu canlıların kabuklarında açmış olduğu delikler tespit edilmişti.
Paleontologlar, bunların dışında da Ediakaran periyodun sonunda hayvanların birbirlerini yediklerine dair başka ipuçları da elde etti. Namibya’da , Avustralya’da ve Kanada’da, bir takım deniz tabanı sedimanlarında, henüz bilinmeyen kurtçuk benzeri bir canlı tarafından açılmış ve korunmuş alışılmadık tüneller keşfedildi. Treptichnus sığınakları olarak adlandırılan bu oyuklar dallara ayrılarak geniş bir alana yayılmış biçimde gözlemlenebiliyor. Mikrobiyal yatağın üzerinde av olmaya mahkum hayvanların hemen altında da bu şekilde avcılardan korunma yolu geliştirilmişti ve hatta uygulanıyordu.
Bu dönemde avlanmanın artışı, sakin biçimde ve ‘oturarak’ yaşayan Ediakaran hayvanları için büyük bir dezavantaja dönüştü. Artık olduğun yerde sabit durup, hiç bir şey yapmamak bir anlamda ölüm demekti.
3D Dünya
Ediakaran’dan Kambriyen’e geçiş süreci, Kanada Newfoundland bölgesinin güney sınırındaki antik buzullar ile çevrelenmiş olan bir dizi taş yüzleklerinde kayıt altına alınmıştır diyebiliriz. Bu sınırın hemen altında Ediakaran hayvanlarının kalıntı izlenimleri ve hatta Dünya’nın döneme ait en eski fosilleri bulunuyor. Onların 1.2 metre kadar üzerinde ise, eklemlenmiş bacakları ile yürüyen ve dış iskelete sahip olan hayvanlar tarafından yapıldığı düşünülen çizik izlerini üzerinde taşıyan gri silttaşı bulunuyor. Bu da Dünya’nın artropodlara dair elimizdeki en eski kanıtların bunlar olduğu anlamına gelmektedir.
Oksijenin kompleks hayvanların ortaya çıkışına etkisini anlamak için, bilim insanları döneme ait sediman ve taşlardan daha incelikli ipuçları elde etmeye çalışıyor. Lyons ise, fosiller üzerinde incelemeler yapan bilimcilerin, fosillerini bu oksijen savına dayanarak incelemeleri gerektiğini ve buna teşvik ettiklerini açıklıyor. Çünkü bunun sonucunda, farklı antik çevrelerde ve bölgelerde oksijen seviyeleri ortaya çıkmaya başlayacak ve bu sayısal değerler hayvan fosillerinin sahip olduğu izler, özellikler ve o dönemde geliştirilmiş davranışlarla ilişkilendirilerek bizleri sorunun cevabına biraz daha yaklaştıracaktır.
Geçtiğimiz son bahar aylarında Woods ise aklında bir amaç ile Sibirya’yı ziyaret etti. Bu ziyaretinde Cloudina ve bir diğer iskeletli hayvan Suvorovellaya ait Ediakara periyodu fosillerini topladı. Araştırma yaptığı alan kendisine dönemin okyanusunun farklı derinliklerinden fosiller elde etme şansı sundu. Wood, topladığı fosillere bakarak hayvanların hangi koşullarda daha sert iskeletler geliştirdiklerine, avcıların saldırısına uğrayıp uğramadıklarına ve bu parametrelerden herhangi birinin oksijen seviyeleri ile ilişkili olup olmadığına dair daha derin fikirler edinmeyi bekliyor. Çünkü Wood’a göre, ancak bundan sonra hikayeyi tamamlayabileceğiz.
Kaynak
Evrimagaci.org
Bilimvegelecek.com.tr
