Kambriyen Patlaması Öncesi Çeşitlilik: Gabon Deniz Ekosistemi İçerisinde Bilinen En Eski Biyoçeşitlilik Keşfedildi!

CNRS, Poitiers Üniversitesi, Lille Üniversitesi, Rennes Üniversitesi ve Fransız Doğa Tarihi Müzesi'nden bilim insanları ortaklaşa bir çalışmayla, Orta Afrika ülkelerinden Gabon'daki kil çökeltileri arasında bildiğimiz en eski çok hücreli canlıları tespit ettiler.

Bölgenin keşfinin 2010 senesinde Nature dergisinde ilan edilmesinden sonra, araştırmalar bütün hızıyla sürmekteydi. 25 Haziran 2014'te PLoS One dergisinde yayımlanan analiz sonuçlarına göre, 2.1 milyar yıl önce yaşadıkları tespit edilen toplamda 400'den fazla fosil toplandı ve bunlar arasında onlarca yeni tür bulunuyor. Bölgede mikroskobik ve makroskobik, boyut ve şekil bakımından yüksek miktar çeşitlilik gösterecek şekilde evrimleşmiş bir deniz ekosistemi bulunuyor.

2010'da yapılan keşifte karmaşık çok hücreli canlılara ait 250 fosil bulunmuştu ve bunlar 2.1 milyar yıl öncesine tarihlenmişti. Bölge, Gabon'un Franceville kentine yakın bir yatakta bulunuyor. Bu keşifle, Dünya üzerinde canlı evriminin tarihi ciddi anlamda değişiyor. Çünkü bu zamana kadar, bilinen en eski çok hücreli karmaşık canlılar 600 milyon yıl öncesine aitlerdi ve Avusturalya'da bulunan Ediyakara Faunası içerisindeki Vendobiota idi. Bu tarihten öncesinde ise sadece tek hücreli canlıların gezegenimize hükmettiği düşünülüyordu. Franceville keşfiyle birlikte, karmaşık yaşamın evrimi 1.5 milyar yıl geriye sıçrayabilir.

Bölgedeki kazılar 2008 senesinden beri Poitiers Üniversitesi jeologlarından Prof. Abderrezzak El Albani yönetiminde devam etmekteydi. Prof. El Albani, bölgeden 400 farklı fosil çıkarmayı başarmıştı. Yapılan tetkikler, fosillerin organik kökenleri ("biyogenisiteleri") bir iyon probu kullanılarak sülfür izotoplarının tespit edilmesiyle doğrulandı. Ayrıca X-ışını mikrotomografisi kullanılarak canlıların iç ve dış hatları tespit edildi. Canlıların ölümünden sonra organik maddelerin hızla pirit (demir sülfür) ile kaplanması anlamına gelen piritizasyon olarak bilinen hızlı bir fosilleşme yöntemi nedeniyle fosiller gerçekten çok iyi bir şekilde korunabilmiştir.

Üstelik araştırmada yeni morfotipler de keşfedildi. Örneğin dairesel, uzamış, loplu yapılı çok hücreliler bilim insanları tarafından kataloglandı. Bunların her biri birbirinden farklı boyutlara sahip. Bu fosiller üzerinde yapılan analizler, canlıların radyal yapıları ve yumuşak jelatinsi vücutları olduğunu gösteriyor. Bu canlılar arasında yumuşak veya katlı halde olanlar bulunduğu gibi, desenleri düzenli veya yumrulu olanlar, içerikleri tek parça ya da parça parça olanlar da var. Yüksek miktarda organize olan yapıları ve makroskobik büyüklükteki farklı şekildeki biçimleri, bu canlıların kendi dönemlerine göre oldukça karmaşık bir gelişim yetenekleri olduğunu gösteriyor. Örneklerden bazıları 17 santimetre büyüklüğe erişebiliyor! 

Makalenin özet kısmı ise şöyle:

Paleoprotozoik Çağ, yaklaşık 2.1-2.3 milyar yıl kadar önce, tarihteki ilk önemli miktarda atmosfer oksijenlenmesi veya doğal olarak işgal edilmiş sığ okyanus oksijenlenmesi gibi Dünya yüzeyi çevrelerinin evriminin çok önemli basamaklarına şahitlik etmiştir. Her ne kadar bu dönemde oluşan çoğu çökelti dizileri, çökelti diyagenezi ve metamorfizm gibi termal sebeplerle silinmiş olsa da, 2.1 milyar yıl öncesine tarihlenen, Güneydoğu Gabon'da bulunan Franceville Oluşumu'ndaki kara şistlerde bu silinmeler gözükmemektedir. Franceville Oluşumu, santimetre büyüklüğünde, organize ve konumsal olarak birbirinden bağımsız popülasyonlar olduğu düşünülen, oksijenlenmiş deniz çevrelerinde yaşayan, koloni halindeki organizmalara ait yapılar barındırmaktadır. Bu makalede, FB2 kara şistlerinden yeni malzemeler sunulacak ve biyogenisite ile tapnomorfi açısından analiz edilecektir. Genişletilmiş kayıtlarımız arasında çeşitli büyüklüklerde, şekillerde ve yapılarda piritize olmuş makrofosiller bulunmaktadır. Bunlar loplu, uzamış ve çubuk şekillerinde olabilmektedir; ayrıca piritize olmamış disk şekilli makrofosiller ve organik duvarlı akritarklar da tespit edilmiştir. Mikrotomografi, jeokimya ve çökelti analizlerinin birleşiminden elde edilen sonuçlar, erken diyagenez sırasında bir biyotanın fosilleştiğini göstermektedir. Bu biyotanın ortaya çıkışı, atmosferdeki oksijenin artışını takip etmektedir. Bu durum, yüzey oksijenlenmesinin karmaşık megaskopik yaşanın evrimine ve ekolojik genişlemeye neden olduğu fikrini doğrulamaktadır.

Evrim Ağacı Analizi

Bu, gerçekten de çok önemli bir keşif. Çünkü günümüzde bildiğimiz karmaşık yapılı çok hücreli canlıların ilk olarak Kambriyen Patlaması döneminde, yani günümüzden 542 milyon yıl kadar önce evrimleştiği düşünülmekteydi.

Kambriyen Patlaması, evrimsel sürecin hız kazandığı ve 30 milyon yıl civarında bir sürede, çok fazla sayıda yeni türün evrimleştiği bir "evrimsel yayınım (radyasyon)" dönemidir. Her ne kadar halk arasında Kambriyen Patlaması, karmaşık yapılı canlılığın "bir anda" var olduğunu gösteriyormuş gibi lanse edilse de, evrimsel biyologlar çok uzun bir zamandır Kambriyen Patlaması'nda oluşan canlıların atalarının kökenlerinin yaklaşık 900 milyon yıl kadar öncesine gittiğini biliyorlardı. Ediyakara Faunası, bunun güzel örneklerinden biri olsa da, çıkarılan fosiller oldukça sınırlıydı.

Dolayısıyla eğer ki sadece fosillere bakılacak olursa ve moleküler, filogenetik ve evrimsel kanıtlar göz ardı edilecek olursa, tek hücreli yaşam formları, Kambriyen Patlaması'ndan sonra hızlı bir şekilde çok hücrelilere evrimleşmiş olmalıydı. Bunun üzerine eğilen bilim insanları da, sadece normalin 5 katı hızındaki bir evrimsel hız ile bu çeşitliliğin ve evrimleşme hızının kolaylıkla sağlanabileceğini, evrim tarihi içerisinde böyle hızlı evrim dönemleri oldukça sık görüldüğünü göstermişlerdir.

Buna karşı çıkan bazı evrimsel biyologlarsa, böyle bir analize gerek bile olmadığını, çünkü Kambriyen Patlaması'nda canlıların bir anda çeşitleniyormuş gibi gözükmelerinin nedeninin, sert kabukların ilk defa bu dönemde evrimleşmesi olduğunu, dolayısıyla önceki dönemde karmaşık yapılı çok hücreliler bulunsa bile, bunların neredeyse hiçbir zaman fosilleşmediğini söylemekteydiler.

Yani iki olasılık da evrimsel açıdan mümkün olsa da, "gerçeğin" ne olduğu merak konusuydu.

Fransville Oluşumu'ndaki bu yeni fosiller, Kambriyen Patlaması'nın köklerinin çok daha eskilerde yaşamış çok hücrelilere dayandığını, dolayısıyla gerçekten de bu jeolojik dönemin bir "patlama" gibi gözükmesinin nedeninin, kabuklu yaşam formlarının evrimleşmesi, dolayısıyla fosilleşmenin bir anda hız kazanması olduğu gösterilmiş oluyor. Yani canlılık, tek hücrelilikten çok hücreliliğe ve ondan sonra daha karmaşık yaşam formlarına, tam da evrimsel biyolojinin öngördüğü gibi kademeli bir süreçten geçerek ulaştı.

Elbette bu yeni buluntuların literatürde yer etmesi için daha birkaç senelik analize ve diğer bilim insanlarının testlerine ihtiyaç var; ancak yine de, buluntuların bilim ve spesifik olarak evrimsel biyoloji için, bugüne kadarki sonsuz sayıdaki başarılara bir yenisinin eklenmesi olarak değerlendirilebilir.