En Eski Hayvan "Dickinsonia": Hayvanların Kambriyen Patlaması'ndan Önce Ediyakaran Dönem'de Evrimleştiği İspatlandı!

Kambriyen Patlaması Nedir?

Kambriyen Patlaması, birçok hayvan şubesinin birkaç on milyon yılda evrimleştiği döneme verilen isimdir. Aslında fiziksel anlamda bir "patlama" değildir; sadece birçok hayvan şubesinin oluştuğu dönem olduğu için bu sürece "patlama" adı verilmektedir. Günümüzden 542 milyon yıl kadar önce başlayan bu süreç, yaklaşık 22 milyon yıl boyunca sürmüştür. Bu süre dilimi, jeolojik skalada her ne kadar kısmen "kısa" olsa da, evrimsel süreç için fazlasıyla uzun bir süredir.

Evrim Karşıtlığı Bilimsel Temele Dayanmamaktadır!

Ne var ki bu süre zarfında birçok hayvan şubesinin bir arada ve kısmen kısa gözüken bir sürede evrimleşmiş olması, bilim karşıtı çevrelerin bu dönemi evrimsel biyolojiyi karalamak için malzeme olarak kullanmasına neden olmuştur. Bu kişiler, canlıların "bir anda, yoktan, puf diye" var olduğuna inanmaktadırlar ve Kambriyen Patlaması'nın da bu birdenbire ortaya çıkışın kanıtı olduğu inancına sahiptirler. İşin tuhaf tarafı, canlılığın 3.8 milyar yıl önce başlayıp, kademeli olarak karmaşıklaşmasının bu ani var oluşun neresinde olduğunu izah edememektedirler. Ayrıca art niyetli bu kişiler, konuyla ilgili akademik temelden yoksun oldukları için, Kambriyen Dönem'de yaşanan evrimsel sürece yönelik araştırmaları bilmemekte ve görmezden gelmektedirler; dolayısıyla konu hakkında modern bilimin açıklamalarından bihaberdirler.

Evrim, Sabit Hıza Sahip Bir Süreç Değildir!

Her şey bir yana, evrim sabit hıza sahip olan ve her canlının, her evrimsel dönemde eşit hızda değişmesini gerektiren bir süreç değildir. Evrimin birçok evresinde hızlı türleşme dönemleri yaşanmıştır ve Kambriyen Patlaması da bunlardan sadece birisidir - ancak doğrudan doğruya biz insanların içinde bulunduğu Hayvanlar Alemi ile ilgili olduğu için fazlasıyla ilgi çekmiştir. Evrimde mod ve tempo kavramları, farklı canlıların farklı hızlarda ve biçimlerde evrimini tanımlamak için kullanılmaktadır. Bunlarla ilgili olarak Evrenin Karanlığında Evrimin Işığı başlıklı kitabımızın Jeoloji bölümüne göz atabilirsiniz.

Hayvanlar Kambriyenden Önce Ediyakaran'da Evrimleşmiştir!

Dahası da var: Hayvanlar Alemi, Kambriyen Patlaması'ndan çok önce, Ediyakaran Dönem adı verilen ve günümüzden 635 milyon yıl öncesine kadar giden ve özellikle de 571 milyon yıl önce biyota bakımından doruk noktasına ulaşan bir süreçte evrimlerinin erken süreçlerinden geçmişlerdir. Yani hayvanlar, 22 milyon yıllık süreçte "birdenbire" var olmamıştır; 635 ila 542 milyon yıl önce arasındaki 93 milyon yıllık süreçte durmaksızın evrimleşmiş; Kambriyen Patlaması denen sürecin başlangıcında ise hayvan şubeleri birbirlerinden belirgin bir şekilde ayrılmaya başlamışlardır ve bu ayrışma 22 milyon yıllık süre zarfı boyunca devam etmiştir. Bu şekilde okunan ve toplamda 115 milyon yıla yayılan evrimsel tarih, hiç de sıradışı değildir.

Bu, evrimsel biyologlar tarafından uzunca bir süredir bilinmekteydi. Ne var ki Ediyakaran Dönem'de evrimleşen hayvanlar, yumuşak dokulu oldukları için oldukça nadiren fosilleşmişlerdir. Dolayısıyla bu dönemden kalma fosillerin erken hayvan türleri olduğunu göstermek pek kolay olmamıştır. Bu belirsizlik, durdukları yerden mızmızlanıp kendilerine gösterilen kanıtları görmezden gelmekten başka bir şey yapmak zorunda olmayan evrim karşıtları için kolay bir malzeme haline gelmiştir.

Artık değil.

Hayvanların Ediyakaran Dönem'de Evrimleşmeye Başladığı İspatlandı!

Science dergisinde yayınlanan bir makale, Ediyakaran Dönem'de yaşamış olan Dickinsonia isimli cinsin fosillerinin erken bir hayvan cinsi olduğunu ispatlamayı başardı. Avustralya Ulusal Üniversitesi'nden paleobiyojeokimyager Jochen Brocks şöyle diyor:

O, başından beri bizden biriydi. Bizler gibi bir hayvan türüydü!

Uzmanlar, makalelerinin özetinde şöyle yazıyorlar:

Bizim sonuçlarımız, Ediyakara biyotasının kayaç kayıtlarındaki en eski doğrulanmış makroskopik hayvanlar olduğunu göstermektedir. Bu sonuçlar, Ediyakara biyotasının gerçekten de Kambriyen Dönem'de yaşanan hayvan patlamasından önce var olmuş bir hayvan evrimi dönemi olduğunu doğrulamaktadır.

Dickinsonia günümüzde artık yaşamıyor. Ancak bundan 630 milyon yıl kadar önce gezegenimizde kol gezen, su küresine benzer, yumuşak dokulu bir hayvan türüydü. Bu, evrimsel süreçte tek hücrelilikten çok hücreliliğe geçiş denemelerinden sadece birisiydi. Bu denemelerden birçoğu başarısız olsa da, nihayetinde bir veya birkaç canlı grubu çok hücreli ve stabil yapılar inşa etmeyi başardılar ve böylece tek hücrelilikten çok hücrelilik evrimleşmiş oldu. Çok hücreliliğin evriminin laboratuvarda da tekrarlanmış olması, evrimin açıklayıcı gücünü göstermektedir.

Dickinsonia'nın hayvan olduğunun kanıtlanması bilim için öylesine büyük bir adım ki, Riverside'da bulunan Kaliforniya Üniversitesi'nden paleontolog Mary Droser şöyle diyor:

Bana kalırsa bu araştırma, Dickinsonia ile ilgili anlayışımıza yönelik yapbozun son parçasını da yerine oturtuyor. Zaten geçtiğimiz birkaç yılda, bu cinsin Hayvanlar Alemi'ne ait olduğuna dair paleontologlar arasında yaygın bir kanı oluşmaya başlamıştı. Ancak yeni araştırma, kimyayı kullanarak şüphelerimizi net bir şekilde doğruluyor. Bu, gezegenimizdeki hayvan evrimi öyküsüne Dickinsonia'yı da yerleştirmemizi sağlıyor.

630 Milyon Yıl Öncesini Aydınlatan Kolesterol

Ediyakaran Dönem'de yaşayan canlılarla ilgili en büyük sıkıntı, yumuşak bedenlerinin çok nadiren fosilleşiyor olmasıdır. Geriye kalan fosiller ise pek belirgin olmayan, yüzeysel fosillerdir. Ancak bu demek değil ki bu fosiller üzerinde araştırma yürütülemez; bu demek değil ki bu fosiller bilimsel olarak incelenip, kategorize edilemez.

Paleontologlar, bugüne kadar Ediyakaran Dönem'den kalma fosiller üzerinde yaptıkları çalışmalarla, bu dönemde yaşamış olan canlıların büyüme ve gelişimlerini, hareket biçimlerini, büyüklüklerini ve karmaşıklıklarını çalışmayı başarmışlardı. Science dergisinde yayınlanan makalede ise bilim insanları, bu izlerden toplanan biyolojik ve kimyasal işaretleyicilere odaklandılar.

Birçok canlı arkasında sterol adı verilen kimyasallar bırakır. Her türde bunun özelliği birazcık farklıdır. Hayvanların ürettiği sterollerden birisi kolesterol isimli kimyasaldır. Evet! Tıpkı fast-food restoranlarda yediğiniz yiyecekler içinde olan ve damarlarınızda bulunan kolesterol!

Ancak kolesterolün tek işlevi bu değildir. Neredeyse tüm canlılarda kolesterol aynı zamanda hücre zarının yapısına katılır ve hücre içine girip çıkan kimyasalları denetlemeye yarar. Algler gibi bazı canlıların ürettikleri tabakalarda bu tarz biyoişaretleyicileri kolaylıkla bulmak mümkündür. Ancak iş hayvan benzeri hareketli canlılara, hele ki Ediyakaran gibi antik zamanlardan kalma hayvanların fosillerine geldiğinde, birçok bilim insanı bu biyoişaretleyicilerin tespit edilemeyeceğine inanıyordu. Bu nedenle de kimse denemeye kalkmamıştı.

Ne var ki bazı Ediyakaran fosillerinde, tespit edilebilir miktarda organik iz bulunuyor. İşte Avustralya Ulusal Üniversitesi'nde okuyan doktora öğrencisi ve bu araştırmanın baş yazarı Ilya Bobrovskiy, bu sıradışı fikri test etmeye karar verdi. Akademik danışmanı Jochen Brocks bunun çılgınca bir fikir olduğunu düşünse de, heyecanlı öğrencisinin araştırma şevkini kırmayarak fikrini test etmesine izin verdi. Sonuç? Palentoloji dünyasının en önemli keşiflerinden biri!

Araştırma Ne Söylüyor?

Bobrovskiy, fosil sterolleri, fosillerin bulunduğu kayaçlardaki diğer kimyasallarla kıyaslayacak bir yöntem geliştirerek işe başladı. Bu yöntemi test etmek için Ediyakaran türlerini kullanan Bobrovskiy, öncelikle Beltanelliformis isimli bir cinsin ne olduğunu tespit etmeye çalıştı. Bu canlının alg, mantar veya bir çeşit denizanası olduğu düşünülüyordu; ancak kimse ne olduğundan emin değildi. Bobrovskiy'in analizi, herkesin hatalı olduğunu gösterdi. Beltanelliformis, bir siyanobakteri idi! Bu bulgularını Nature Ecology and Evolution dergisinde yayınlamayı başardılar.

Sonrasında ise dikkatlerini Dickinsonia'ya çeviren araştırmacılar, kuzeybatı Rusya'nın Beyaz Deniz bölgesinden fosil örnekleri toplamaya başladılar. Brocks şöyle diyor:

Fosilin moleküler kompozisyonu ile, fosilin çıkarıldığı deniz yatağının moleküler kompozisyonu siyah ve beyaz gibiydi. İz fosilin kalıntılarında tespit edilen %93 dolaylarındaki kolesterol içeriği, fosilin bir hayvan olduğunu gösteriyordu. Buna karşılık deniz yatağının kendisinde sadece %11 dolaylarında, yani çok az kolesterol vardı. Bunun yerine bu yatakta ergosteroid denen, yeşil alglerin varlığına işaret eden kimyasalları bulduk.

ABC

Bu izlerin mantarlara ait olmadığını da ispatlamak isteyen araştırmacılar, mantar fosillerine özgü olduğu bilinen kimyasal işaretleyicileri de kontrol ettiler. Rusya'dan alınan Dickinsonia fosillerinde bu işaretleyicilere rastlanamadı. Brocks, şöyle diyor:

Bilim insanları 75 küsür yıldır Dickinsonia ve bazı diğer tuhaf Ediyakaran fosillerinin ne olduğunu tespit etmeye çalışıyorlardı. Bu zorlu sorunun cevabını benim doktora öğrencimin verdiğine inanmakta güçlük çekiyorum. Fosilleşmiş yağlar gösteriyor ki, Dickinsonia bilinen en eski hayvan türü. Böylece onlarca yıldır süregelen bir gizem çözülmüş oluyor. Paleontolojinin Kutsal Kasesi bulunmuş oldu.

Araştırmacı bu kadar etkileyici kılan, kullanılan yöntemin basitliği ve zarafeti. Türlere ait fosillerin ardında bıraktığı izlerin kimyasal kompozisyonuna bakarak alem tespitinde bulunmak, paleontolojide birçok çalışmanın çok daha sağlam temellere oturtulmasını sağlayabilir.

Stanford Üniversitesi'nde mikrobiyolog olan Paula Welander, bu yeni yöntemin eldeki problemi çözmek için çok akıllıca bir yöntem olduğunu söylyor. Dahası, bu yöntem sayesinde Ediyakaran Dönem'den kalma birçok diğer fosilin de hangi alemlere ait olduğu çok daha net bir şekilde tespit edilebilecek.

Biyoişaretleyiciler Nasıl Bu Kadar Uzun Süre Korunuyor?

Tüm kimyasallar zamana boyun eğerler: Bir süre sonra her kimyasal bozunur. Kolesterol de bu süreçten bağımsız değildir. Ancak her kimyasalın bozunma süreleri oldukça spesifiktir. Ayrıca bir kimyasalın bozunması, ona dair tüm izlerin yok olması demek değildir. Örneğin kolesterol bozunsa da, bu kolesterolü bir arada tutan "iskelet" halen kimyasal olarak tespit edilebilir şekilde geride kalmaktadır. Bobrovskiy şöyle diyor:

Avustralya'daki Ediyakara Tepeleri gibi yerlerdeki fosillerin birçoğu, aşırı fazla ısı ve basınç altında kalmıştır; yüz milyonlarca yıl boyunca mevsimlenmişlerdir. Bunlar, paleontologların onlarca yıldır çalıştığı fosillerdir. Zaten Dickinsonia'nın kimliğine kafayı bu kadar takmış olmaları da bundandır.

Her ne kadar bilim hiçbir zaman %100 gerçeği vaat edemese de, bu ideal duruma, yani "gerçek olana" en çok yaklaşmamızı mümkün kılan entelektüel çabadır. Her ne kadar bu sonuçlarda da belirli bir belirsizlik olsa da, Dickinsonia'nın en eski hayvan türlerinden biri olmadığını iddia etmeye yarayacak dikkate değer hiçbir kanıt bulunmamaktadır. Tam tersine, eldeki bütün veriler, Dickinsonia'nın en erken hayvan türlerinden biri olduğuna işaret etmektedir. Bu da, Kambriyen Patlaması'nın hayvanların ilk evrimsel dönemi olmadığını ispatlamaktadır. Brocks şöyle diyor:

Bulduğumuz fosilleşmiş yağ molekülleri, hayvanların 558 milyon yıl önce de, yani sanılandan milyonlarca yıl öncesinde de, büyük ve bol miktarda bulunduğunu ispatlamaktadır.

Dickinsonia İlk Hayvan mı?

Evrimsel biyolojide hiçbir canlının, türün, alemin, şubenin, cinsin ilk bireyi bulunmaz. Bu nedenle ilk insan, ilk hayvan, ilk bitki, ilk mantar gibi kullanımlar hatalıdır. Çünkü hiçbir tür, bir diğer türe doğum yapmaz. Hiçbir alem, tek nesilde başka bir aleme dönüşemez. Dolayısıyla Dickinsonia da hiçbir zaman "ilk hayvan" olarak anılmayacaktır. Anılsa da, burada söylenmek istenen, aslında bilinen en eski hayvan türüdür.

Gerçekten de, Dickinsonia Ediyakaran Dönem'den kalma tek hayvan benzeri tür değildir. Örneğin yumuşakça benzeri bir diğer cins olan Kiberella da benzer bir yaşa sahiptir. Solucan benzeri bir cins olan Helminthoidichnites de Ediyakaran Dönem'de yaşayıp, günümüze kadar ulaşan iz fosilleri bırakmış canlılardan birisidir.

Kambriyen "Patlaması" Yanılgısı

Edikaran Dönem'in bitişini, Kambriyen Dönem'inse başlangıcını belirleyen olaylardan birisi, bu erken hayvan gruplarında sert iskeletler evrimleşmeye başlamasıdır. Bu sayede bu iskeletler fosilleşmiş ve günümüze kadar ulaşan çok sayıda fosil bulunmaya başlanmıştır. Böylece fosil kayıtlarına bakan biri, ani bir "patlama" olduğunu düşünmeye sevkedilmektedir. Halbuki böyle bir "patlama" söz konusu değildir. Gerçekte olan, evrimsel süreçte yaşanan büyük bir atılım (iskeletli hayvanların evrimi) sayesinde günümüze ulaşan fosil sayısında bir artış olmasıdır. Bu, hayvanların Kambriyen-öncesi dönemlerde evrimleşmediği anlamına gelmemektedir.

Ediyakaran Dönem, hayvanların daha evrimleşmemiş olduğu zamanlardan, hayvanların ciddi miktarda çeşitlenerek günümüze kadar uzandıkları Kambriyen Dönem'e kadar olan süre zarfını kapsamaktadır. Bu açıdan önemi çok büyüktür. Bu araştırmada geliştirilen yöntem ise, o döneme yönelik bilgilerimizi zenginleştiren yepyeni bir kapıyı aralamaktadır.