Kambriyen Patlaması Sırasında Hayvan Şubeleri 5 Kat Hızlı Evrimleştiler!

Uyarı: Bu haberi okumadan önce, lütfen buraya tıklayarak Kambriyen Patlaması ile ilgili yaygın soru işaretlerinin cevaplarını öğrenebilir ve halk arasında oldukça çarpık bir şekilde anlatılan konunun bilimsel yüzünü anlayabilirsiniz. Sonrasında bu haberimizde ele alacağımız makalenin, Kambriyen Patlaması ile ilgili geriye kalan nadir soru işaretlerinden birisini nasıl çözdüğünü daha iyi anlayabilirsiniz.

***

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 Flinders Üniversitesi'nden Mike Lee tarafından Current Biology dergisinde yayımlanan makalede, Kambriyen Dönemi'ndeki bu hızlı evrimin, evrimleşme oranlarındaki göreceli olarak küçük artışın, 20-30 milyon yıl boyunca korunması ile açıklanabileceğini ileri sürdüler. 

Dikkate değer süreler boyunca oluşan ufak değişimler, bir araya gelerek büyük farklar yaratabilirler: Albert Einstein bunu, "bileşik faiz" 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.

Jeolojik olarak "kısa" sayılabilecek 20 milyon yıl civarında bir süre içerisinde, tam anlamıyla tüm modern hayvan şubeleri evrim sahnesine çıkmıştır: eklembacaklılar (bugün böcekler, denizel eklembacaklılar ve araknidler ile temsil edilirler), yumuşakçalar (midyeler, salyangozlar, ahtapotlar ve mürekkepbalıkları) ve kordalılar (su fıskiyeleri ve omurgalılar)...

Bu daha tanıdık formlar haricinde bir de oldukça "çılgın" canlılar da evrimleşmişti: Opabinia (5 gözü ve saplı bir çenesi vardı), Diania (yürüyen bir kaktüse benziyordu) ve Anomalocaris (bir ıstakozun kafasının bir mürekkep balığına monte edildiğini hayal edin) gibi...

Evrimin Büyük Patlamasını Hesaplamak

Evrimin büyük patlaması, bilim insanlarını yüzlerce yıldır büyülemekte ve şaşırtmaktadır. Bazı bilim insanları (çok az bir delile dayanarak) hayvanların bu dönemde ışık hızında evrimleştiklerini iddia ettiler; bugünkü evrim hızından yüz binlerce kat hızlı şekilde...

Bu durum, Charles Darwin'i kesinlikle rahatsız etti, çünkü kademeli değişimleri açıklayan doğal seçilime dayanan evrimin bu kadar hızlı değişimleri açıklayamayacağını düşünüyordu. Bunun yerine, türlerin daha yavaş ve yumuşak bir şekilde evrimleşmesi gerektiğini düşünüyordu. Bu tür kafa karışıklıkları ve bilinmeyenler, evrimin karşıtları tarafından düzenli olarak manipüle edildi ve kullanıldı.

Bu zaman dilimindeki evrim hızını ölçmenin ciddi anlamda zor olmasının basit bir nedeni var: Bu tür hesaplar, sıra dışı miktarda fosil kaydına ihtiyaç duyar.

Atasal ve torunsal türleri gözlemleyebilmek ve zaman değişimlerini ölçebilmek için çok iyi bir şekilde korunmuş ve düzenli bir zaman aralığına yayılmış fosil kayıtlarına ihtiyacımız vardır. Ne yazık ki Kambriyen'in fosil kayıtları oldukça bozuktur. İyi durumdaki fosiller zaman ve mekan konusunda dağılmış vaziyettedirler, bu da, kayalara bakarak evrimsel değişim hızlarını okumayı neredeyse imkansız yapar.

Evrim Ağacının Dalları

Sözünü ettiğimiz makalenin ekibi, Dünya tarihinin bu önemli noktasındaki evrimsel hızları ölçmek için yeni bir yöntem kullandı: canlı hayvanları kullanmak! Tıpkı astronomların, Evren'in kökenleri hakkında çıkarımlarda bulunabilmek için günümüzdeki doğayı ve galaksilerin hareketlerini kullanması gibi, biz de Kambriyen Patlaması (modern hayvanların kökeni) hakkında bilgi edinmek için anatomiden, genlerden ve günümüzdeki hayvanların evrimsel izlerinden faydalanabiliriz.

Ekip, Kambriyen'den beri baskın olan ve günümüzdeki hayvan türlerinin %80'ini oluşturan eklembacaklılara odaklandı. Eklembacaklıların detaylı bir evrim ağacını oluşturduk ve günümüzdeki türlere bakarak, bu ağacın her bir dalı üzerinde ne kadar değişim olduğunu çıkardılar. Daha sonrasında, fosilleri, DNA'yı ve bunlara destek olan bir süper-bilgisayarı kullanarak, her bir kolun ne kadar hızla evrimleştiğini analiz ettiler. 

Ortaya çıkan sonuç, Kambriyen türlerinin günümüz türlerinden sadece 5 kat daha hızlı evrimleştiğini gösterdi. Bu oldukça hızlı; ancak bundan önce uydurulan evrim hızı tahminlerine yakın bile değil. Daha önemlisi, bu miktardaki bir evrim hızı, Darwin'in doğal seçilimi ile tamamen uyumlu. Örneğin, günümüzde yeni bir adayı işgal eden memeli türlerinin, anakarada kalan atalarına kıyasla birkaç kat hızlı evrimleştiği, bilinen bir gerçektir.

Bu Patlamayı Ne Ateşledi?

Bu süre zarfında meydana gelen hızlı (ancak imkansız olmacak kadar hızlı) evrimi ne tetikledi? Oyunu değiştirecek kadar önemli olan birçok adaptasyon (görme, avlanma, çukur kazma ve aktif olarak yüzme) bu dönemde evrimleşti.

Bu inovasyonlar türlerin sömürebilmeleri için yepyeni yaşam alanları yaratmaktadır. Dolayısıyla, avlar ile avcılar arasındaki "silahlanma yarışı"nı tetiklemektedir. Bu tür köklü inovasyonların evrimsel etkileri, uzun yıllar boyunca yankısını sürdürmüş olmalıdır. Her ne kadar Kambriyen Patlaması jeolojik ölçekte küçük bir zaman dilimi gibi gözükse de, yine de çok geniş bir zaman aralığını kapsamaktadır.

20 milyon yıl boyunca etki eden 5 kat hızlı evrimsel değişim, aslında 100 milyon yıllık bir değişime bedeldir. Bu da, çok büyük miktarda evrim demektir: balinalar ve yarasalar, kemirgen-benzeri bir atadan 65 milyon yıl içerisinde farklılaşarak evrimleşmiştir.

Bu, Darwin'in ikilemini çözmektedir: orta miktarda hızlanmış evrimsel süreç, Kambriyen boyunca 20 milyon yıl kadar sürdürüldüğünde, kolaylıkla bu kadar geniş bir modern hayvan çeşitliliğinin nasıl oluştuğunu açıklamaktadır.