Canlılık Tarihinin En Büyük Yok Oluşunun Suçlusu Metan-Üretici Arke Bakteriler Olabilir!

Suç mahallinde bırakılan kanıtlar çok sayıda ve küresel ölçekte: Fosil kalıntıları gösteriyor ki yaklaşık 252 milyon yıl önce, gezegende meydana geldiği bilinen 5 kitlesel yok oluşun açık ara birincisinde, dünya üzerindeki türlerin yaklaşık yüzde 90'ı bir anda yok oldu. Ancak suçluyu saptamak zor, ve konu tartışmalı.

Şimdi, MIT araştırmacılarından oluşan bir ekip suçlulara hüküm giydirebilmek için yeterli kanıta ulaşmış olabilir, yalnız katilleri görebilmek için bir mikroskoba ihtiyaç duyacaksınız. Bu çalışmada sunulan failler, daha önce gösterildiği gibi asteroidler, yanardağlar ya da öfkeli yangınlar değil. Bunlar yerine bir anda okyanuslarda patlama derecesinde çoğalan, atmosfere olağanüstü miktarda metan salan, ve iklim ve okyanusların kimyasının önemli derecede değişmesine sebep olan mikroplar, daha ayrıntılı tanımlanacak olursa metan üreten Methanosarcina isimli arkeler.

Yanardağlar bu senaryoya göre tam olarak temize çıkmış değil, sadece suç dereceleri azaldı. Mikropların ani büyüme patlaması yaşamasının sebebi, yeni kanıtlara göre, büyümeleri için gerekli bir besinin alımındaki ani artışın katkısıyla zengin bir organik karbon kaynağı kullanma kabiliyeti kazanmaları olabilir: tam o sırada büyük çapta yanardağ faaliyeti sonucu nikel elementi yayılıyordu.

Bu gizeme getirilen yeni çözüm Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinin 25 Mart tarihli sayısında MIT Jeofizik profesörü Daniel Rothman, doktora sonrası araştırmacı Geegory Fournier ile MIT ve Çin'den beş farklı araştırmacı tarafından yayımlandı.^[1]

Araştırmacıların çalışması üç bağımsız kanıt kümesinden oluşuyor. İlki, Permiyan yok oluşunda okyanuslardaki karbondioksidin kat kat artmasını gösteren jeokimyasal kanıt. İkincisi, o dönemde Methanosarcina değişimini ve bunun sudaki karbondioksit birikiminden metan üreten ana kaynak olmasını sağlayan genetik kanıt. Son olarak, tam o dönemde depo edilen nikel miktarının ani artışını gösteren tortular. Karbon birikimi, bir şeyin kitlesel yok oluş döneminde karbon içeren gazlar olan karbondioksit ya da metan üretim miktarında önemli bir sıçramaya yol açtığını gösteriyor.

Bazı araştırmacılar bu gazların Dünya jeolojik tarihinde meydana gelmiş en geniş çaplı volkanik püskürme sonucu oluşan ve büyük, merdiven benzeri volkanik şekiller olan Sibirya basamaklarını oluşturan yanardağ patlamaları sonucu oluştuğu ve yayıldığını öne sürüyor. Ancak MIT ekibinin yaptığı hesaplamalar gösteriyor ki bu patlamalar tortularda görülen karbon miktarı için yeterli değildi. Daha önemlisi, zaman içinde karbon seviyesinde gözlemlenen değişimler volkanik modelle uyuşmuyor. Fournier şöyle diyor: 

Bir yanardağdan hızla püskürmeye başlayan karbondioksit kademeli bir düşüş göstermeliydi. Ama bunun tersini, hızla devam eden bir yükselmeyi görüyoruz. Bu mikrobik bir genişlemeyi işaret ediyor. Karbon üretimini katlanarak, hatta bundan hızlı artırabilen mikrobik popülasyonun büyümesi sözkonusu. Ancak eğer tüm bu metanı çıkaran canlı organizmalarsa, onlar nasıl canlılardı, ve o dönemde yapmayı seçtikleri neydi?

Bu noktada genom analizi yardıma koşuyor: Methanosarcina başka bir mikroptan gen transferi yoluyla metan üretmenin nispeten hızlı bir yolunu elde etti ve ekibin organizmanın tarihi hakkındaki ayrıntılı çalışması gösteriyor ki bu transfer Permiyan yok oluşunun sonlarında gerçekleşti (daha önceki çalışmalara göre bu olayın tarihi son 400 milyon yılda bir yerde olarak belirtilmişti).

Doğru koşullar sağlandığında, bu genetik kazanım mikrobun büyük bir büyüme atağı geçirmesine, okyanus birikintilerindeki organik karbon rezervini hızla harcayabilmesine zemin hazırlıyor. Ancak yapbozun son bir parçası daha var:

Bu organizmalar, kendilerini destekleyecek doğru minerallerle yeteri kadar beslenmese, o kadar olağanüstü şekilde çoğalamazdı. Bu mikrop için konuşursak, kısıtlayıcı besin, Çin'deki birikintilerin yeni analiz sonuçlarına göre Sibirya patlamalarından (dünyanın en geniş nikel yataklarının oluşmasını sağladığı bilinen) sonra çarpıcı şekilde artan nikel. Methanosarcina'nın büyüme patlaması yaşamasını sağlayan buydu.

Metan patlamasıyla şu anki küresel iklim değişikliğinde beklenene benzer sonuçlar oluştu: sıcaklıklarda ani ve büyük artışlar ve okyanuslarda asit oranı artışı. Permiyan yok oluşunun sonunda da, bu tip kabukluların asitli sularda yaşayamayacakları gözlemiyle paralel olarak hemen hemen tüm kabuklu deniz canlıları yeryüzünden silindi. Rothman şöyle diyor:

Bunun çoğu karbon izotop analizinde yatıyor, jeolojik belgelerin bu kısmı fevkalade güçlü ve açık. Eğer bu kadar sıra dışı bir işaret olmasaydı, diğer olasılıkları elemek daha zor olurdu.

Aynı zamanda MIT Lorenz Merkezinin yöneticisi de olan Rothman, bu antik tükenişte gerçekten ne olduğunu kanıtlayacak tek bir kanıt dizisi olmasa da bütün bunların toplam etkisinin, herhangi birinin tek tek etkisinden çok daha büyük olduğunu söylüyor. Sözlerini şöyle bitiriyor:

Bunlar, sorumlunun gerçekten mikroplar olduğunu kesinlikle kanıtlıyor olmasa da, bazı alternatif teorileri eliyor. Vakayı sağlam ve tutarlı hale getiriyor.