Sudan Karaya Çıkış Nasıl Evrimleşti? Karaya Atılan İlk Adımlardan Neler Öğrenebiliriz?

Evriminin Kısa Bir Tarihi...

Evrim, çok uzun bir tarihe sahiptir. Her şey, erken oluşum evreleri sonrasında soğumaya başlayan gezegen üzerinde yavaş yavaş birikmeye başlayan sığ su birikintileri ve okyanus sularında başladı. Gerek kuyruklu yıldızlarla taşınan malzemeler, gerek gezegenin ilkin atmosferinde oluşan kimyasallar, gerekse de çoğunluğu sığ sularda ve çamurlu su birikintilerinde oluşan moleküllerin birbiriyle etkileşimi, ortalamada 600 milyon yıllık bir kimyasal evrim süreci sonucunda, çok erken hücre benzeri yapıların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Tüm canlıların atası olacak bu cansız-canlı geçişindeki yapılara bugün “koaservatlar” ya da “ön hücreler” adını veriyoruz.

Bunların büyük bir kısmı süreç içerisinde elenerek yok olmuş olsa da, bazıları çok daha uzun süreler varlıklarını koruyabilecek yapıdaydı. Kendilerini kopyalamayı başarabilen bu ilkin başlangıç, canlılığın temellerini oluşturdu. Bu basit yapılı varlıklar, öncelikle bakteriler ve arkeler gibi bugün hala varlıklarını sürdüren, bildiğimiz prokaryotlara (basit hücre yapılarına sahip canlılara) evrimleştiler.

Sonrasında bunlar arasından ayrılan bir dal, öncelikle ökaryot hücrelere (karmaşık, zarlı yapılı hücrelere) evrimleşti. Daha sonrasındaysa ökaryotlar, ilk defa çok hücreli yapıların ortaya çıkabilmesini sağladı. Milyarlarca yıl süren bu evrimsel sürecin devamında, günümüzde gördüğümüz ve göremediğimiz envai çeşit tür ortaya çıktı. Ne yazık ki bu türlerin %99.9 civarı yok olmuş olsa da, halen etrafımızda görebildiğimiz muazzam çeşitlilik, evrimin ne kadar güçlü bir doğa yasası olduğunu anlamamıza yetmektedir. 

Evrim süreci içerisinde gördüğümüz en temel değişim tiplerinden birisi, belli bir simetriye bile sahip olmayan canlılardan, giderek daha simetrik olan canlılar evrimleşmiş olmasıdır. Bunu tetikleyen, canlıların yaşam alanlarını doldurmaya başlamasıyla birlikte daha vahşi bir av-avcı ilişkisinin ortaya çıkmasıdır. Hem av, hem de avcılar için simetri; odaklanma, tetikte olma, güvende kalmayı sürdürebilme gibi birçok açıdan avantaj sağlamaktadır. Bu simetrik yapılı canlıların giderek karmaşıklaşması, oldukça av-avcı ilişkilerinin daha da giriftleşmesine neden olmuştur.

Av-avcı ilişkileri ve giderek dolan yaşam alanları, en uyumlunun hayatta kaldığı yaşam mücadelesini daha da “kıran kırana” bir hale getirmiştir. Buna bağlı olarak evrimin hızı giderek artmıştır. Omurgasız ve genellikle yumuşak yapılı canlılardan ayrılan bir dal üzerinde, ilkin omurga benzeri, kemikli yapılar evrimleşmeye başlamıştır. Böylelikle canlılar, farkında olmasalar da öldükleri zaman ilk defa bugünlere kadar ulaşabilecek iyi bir biçimde korunmuş fosiller bırakabilmeye başladılar. Bu sayede bizlerin de evrimin bu dönemlerine ait bilgi alma şansı arttı. Bu kemikli yapılar nihayetinde çok daha güçlü iskeletleri mümkün kılmış, böylece doğadaki “silahlanma yarışı”na yepyeni bir eklenti gelmiştir. 

Omurgalılar içerisinde denizlerin hemen her bölgesine hakim olmayı başarabilecek balıklar evrimleşmiştir. Bu taksonomik sınıf, kısa bir sürede Dünya’nın bütün okyanuslarını tıka basa doldurmaya başlamıştır. Bunlar içerisinden ayrılan bir dal, o sırada sadece bitkiler ve böcekler tarafından işgal edilmiş karalara uyum sağlamaya başlamıştır. Bunun en temel sebebi, karaların hiçbir avcı baskısının olmadığı, buna karşılık denizlere nazaran neredeyse sınırsız bir av kaynağı olmasıdır.

Fakat balıklardan evrimleşen bu öncül geçiş türleri sulardan tamamen bağımsız değildir. Yumurtlamak ve hatta kimi zaman yaşamlarının önemli bir kısmını geçirmek için sulara dönmekteydiler. Ancak balıkların aksine, suya tamamen bağımlı da değillerdi (ki bu nedenle bu tür gruplara “geçiş grubu” adı verilir). Bir nevi iki yaşamlı canlılardı. Bunlara bugün amfibiler sınıfı diyoruz ve bu sınıfın üyelerinin bir kısmı halen varlıklarını sürdürüyorlar (özellikle kurbağalar ve semenderler). Tabii günümüzdeki temsilciler, bu canlıların atalarından oldukça farklılar, çünkü o zamanlardan beri son birkaç yüz milyon yılda evrimleşerek değiştiler. Fakat yine de sudan karaya çıkışın ne tür özelliklere sahip olması gerektiğini görmemiz açısından canlı kanlı birer örnektirler. 

Bunlar içerisinden ayrılan bir dal, giderek suya olan bağımlılığını yitirerek tamamen karalara uyum sağlamayı başarmıştır. Bunlar, sürüngenlerin ataları olacaktır. Sürüngenler birçok alt dala ayrılmıştır. Bunlardan birisi dinozorlara ve onlardan evrimleşecek olan kuşlara doğru giderken, bir diğer dal memeli hayvanların temelini atmıştır. Tabii dallardan bir diğeriyse, günümüzdeki sürüngenleri oluşturacak şekilde yola devam etmiştir. Memelilere gidecek dal üzerinde birkaç on milyon yıl sonunda kemirgenler evrimleşmiş, onların ağaçlar üzerinde yaşayan gruplarından erken primatlar ortaya çıkmıştır. Bunlar da çok sayıda alt dala ayrılmış, beyinleri ve vücut ölçüleri giderek irileşmiş ve nihayetinde bazıları kuyruklarını yitirmiştir.

Bu kuyruklarını yitiren öncü ataların ilk ortaya çıkışından yaklaşık 20 milyon yıl sonra, günümüzden 6 milyon yıl kadar önce, insana oldukça benzeyen; ancak son derece maymunsu nitelikte olan Orrorin tugenensis ve Sahelanthropus tchadensis gibi türler ortaya çıkmıştır. Bunların popülasyonlarının evrimleştiği dallardan biri şempanzelere doğru giderken, diğeri insanlara doğru gitmiştir. Nihayetinde, ilk sözünü ettiğimiz koaservatların ortaya çıkışından yaklaşık 4 milyar yıl sonra, Homo sapiens türü evrimleşmiştir ve onun üyelerinden biri bu yazıyı kaleme almış, diğerleri de okumuştur. Bir diğer deyişle günümüzün modern memelilerinin (dolayısıyla insanların) ve kuşlarının tamamı, fazlasıyla evrimleşmiş birer balıktan ibarettirler! 

Hepimiz Balığız! Sudan Karaya Geçişi Anlamak...

Evrim tarihinin her kesiti nefes kesicidir. Çünkü her bir dönemeç, birbirinden harika yepyeni türlerin evriminin bir başlangıcı ve birçok diğer türün yok oluşu anlamına gelmektedir. Fakat bu uzun soluklu olaylar zinciri içerisinde bu yazımızda sudan karaya çıkışa odaklanmak istiyoruz. Çünkü az önce anlattığımız gibi sudan karaya çıkış, bizim bu yazıyı kaleme almamızı, sizin bu yazıyı okuyabilmenizi mümkün kılmıştır.

Bu evrimi anlamak için ilk olarak çok temel bir gerçeği fark etmeliyiz: Biz, 4 uzva sahip canlılarız! İki kolumuz ve iki bacağımız var. Bunları “kol” ve “bacak” diye iki kategoriye ayırıyor olma nedenimiz, bizim, kuzenlerimizin ve atalarımızın geçici de olsa, tamamen de olsa iki ayak üzerinde durabilecek bir yapıya evrimleşmiş olması. Yani üzerinde durmak için kullandığımız uzuvlarımız ile iş yapmak için kullandığımız uzuvlarımız birbirinden farklılaşmıştır. Bu nedenle böyle bir ayrım ortaya çıkmıştır. Ancak bu ayrım göz ardı edilecek olursa ve Evrim Ağacı üzerindeki diğer dört uzuvlu canlılara bakılacak olursa, belli başlı bazı farklılaşmalar tespit edebilmek mümkün olsa da, basiçte birbirine benzeyen 4 uzuvları olduğu görülür. Bu uzuvların her birine “üye” adı da verilir. İşte bu şekilde 4 uzva veya üyeye sahip olan canlılara, “4 üyeliler” adı verilir. Ya da bilimsel tanımıyla “tetrapod” canlılar. Tetra, Latincede “dört” demektir. Pod ise “ayak, uzuv” demektir. 

Aslında daha önce bahsettiğimiz gibi karaları ilk işgal eden yine denizden çıkan bitkiler ve sonrasında da böceklerdir. Hatta bitkilerden önce mantarların çıkmış olabileceğine dair bazı veriler de bulunmaktadır. Her ne kadar bu canlı gruplarının karaları işgali oldukça ilgi çekici konular olsa da, elbette kendimizin de içerisinde bulunmasından ötürü kendimizi çok daha yakın hissettiğimiz omurgalı hayvanların soy hattını incelemek her zaman daha heyecan verici olmuştur. Bu nedenle bu yazımızda bunlar üzerinde duracağız.

Eğer uzuvlarımızın tarihini geriye doğru takip edecek olursanız, memeliler, kuşlar, sürüngenler ve amfibilerin her birinde bulunan dört uzvun, balıklarda bulunan yüzgeçlerden dört tanesine birebir karşılık geldiğini görürsünüz. Bunun fark edilmesi, daha en başından şaşkınlık verici ve etkileyici bir durumdur. Yani elinize her baktığınızda, fazlasıyla karmaşıklaşmış bir yüzgeç gördüğünüzü düşünebilirsiniz.

Ancak tabii genellikle balıklarla ilgili bilgilerimiz onların farklı çeşitlerini yeme ve tatlarını bilme seviyesinde kaldığı için, bu söylediklerimiz yanlış bir kanıya kapılmanıza neden olmasın: bu saydığımız dört üyeli canlıların hiçbiri, bugün bildiğimiz, tanıdığımız ve hatta tükettiğimiz balıklara benzememektedir. Elbette yüzeysel benzerlikler bulmak mümkündür. Sonuçta sözünü ettiklerimiz, balıkların farklı aileleri ve türleridir. Fakat bizim söylemek istediğimiz, hiçbirimizin levrekten ya da alabalıktan evrimleşmemiş olduğudur. Balıklardan evrimleştik, evet. Ancak hiçbir modern balıktan değil... Tıpkı maymunlardan evrimleşmiş olmamız; ancak hiçbir modern maymundan (şempanze, goril, orangutan, lemur gibi) evrimleşmemiş olmamız gibi...

Bugün bizim “balık” olarak tanıdığımız canlıların çok büyük bir kısmı (yaklaşık 25.000 farklı balık türü), “ışın yüzgeçli balıklar” olarak bilinen bir gruba aittir. İsimlerinden anlayabileceğiniz gibi bu balıkların yüzgeçleri, bir kaynaktan çıkan ışınları takip ediyor gibi gözükür, bu nedenle bu ismi almışlardır. Ancak dört üyeli canlıların evrimleşmesini mümkün kılacak atasal balıklar, ışın yüzgeçli değildir. “Lop yüzgeçli balıklar” olarak bilinen ayrı bir balık grubudur. Bu gruba ait halen bazı türleri görmek mümkündür: sölekantlar ve akciğerli balıklar gibi...

Ancak bunların hiçbiri, bizim doğrudan atalarımız değildir. Bizlerin doğrudan atalarının temelini oluşturduğu ağacın diğer yönlere giden dallarından evrimleşmiş türlerdir. Her modern canlı gibi bizlerin kuzenleridir. Fakat onlara bakarak, balık atalarımıza dair çok değerli bilgiler edinmemiz mümkündür. Çünkü bu modern lop yüzgeçli balıkların birçoğu halen atasal özelliklerini korumaktadır ve bu nedenle adeta “yaşayan birer fosil”dirler.

Bunlara lop yüzgeçli denmesinin nedeni, yine isimlerinden anlaşılabileceği gibi, yüzgeçlerinde kemiklerden ziyade kasların ve derilerin ön planda olmasıdır. Bu kaslı yapıları sayesinde sudan karaya ilk çıkmaya başladıklarında, karalar üzerinde de hareket etmeyi başarabilmişlerdir. Işın yüzgeçli balıkların birçoğu karaya çıkarıldıklarında, çırpınarak ölürler. Lop yüzgeçli balıklar ise kaslarını kullanarak ileriye, yanlara ve hatta geriye doğru hareket edebilirler, bir süre hayatta kalabilirler, hatta kimi zaman karaların yer yer daha güvenli olabilen ortamında yumurtlayıp sonra denizlere geri dönebilirler! Tıpkı atalarımızın yaptığı gibi...

Üstelik bu modern lop yüzgeçli balıkların içerisinde bile harika bir evrimsel geçiş görmekteyiz. Bu balıkların bir kısmının yüzgeç yapısı daha az kaslı ve daha fazla kemiklidir. Tıpkı sölekant denen antik balıklarda (2 türü günümüzde halen yaşamaktadır) olduğu gibi... Ancak bazı diğerlerinin, örneğin akciğerli balıkların yüzgeçleri daha kaslıdır ve kemikleri daha az ön plandadır. İşte bu yapıları nedeniyle akciğerli balıkların atalarımızı daha iyi temsil ettiği, bir diğer deyişle sölekant balıklarına kıyasla bize daha yakın kuzen oldukları düşünülmektedir.

Dan Piraro Bizarro Comics

Evrimde her zaman olduğu gibi, geriye gittikçe atasal türler torunlardan farklılaşmaktadır. Örneğin dört üyelilerin (tetrapodların), sölekantların, akciğerli balıkların ve ışın yüzgeçli balıkların ortak atası ne ışın yüzgeçlidir ne de lop yüzgeçli... Evet, omurgalıdır; ancak torunlarına benzemeyen, antik bir balık türüdür. Bu canlıda pulların, yüzgeçlerin, solungaçların olduğu ve bunların suda yaşadığı bilinmektedir.

Ayrıca bu hayvanlarda “hava keseciği” adı verilen, tıpkı bir denizaltı gibi hava doldurup boşaltarak su içerisinde yukarı aşağı hareket edebilmelerini sağlayan bir yapı da vardır. Bu yapı, boğazlarının arka kısmına yapışık halde bulunmaktadır. Ancak sofralarımız nedeniyle daha aşina olduğumuz ışın yüzgeçli balıklara baktığımızda, bu yapının artık boğaza yapışık olmadığı görülür. Bu canlılarda bu yapı içerisinde tüketilebilir hava barındırma işlevini tamamen yitirmiştir ve sadece su içerisinde yukarı aşağı inip çıkmaya yarar.

Öte yandan akciğerli balıklar ve sölekantlarda aynı yapı tam zıttı bir yöne doğru evrimleşmiştir. Halen boğaz arkasına yapışık halde bulunan bu kesecik, su içerisinde yukarı aşağı çıkmayı sağlama işlevini büyük oranda yitirmiş; tamamen oksijenli hava barındıracak şekilde özelleşmiştir. Adeta bir akciğer gibi! Gerçekten de bu kesecikler, bugün akciğerler olarak bildiğimiz organlarımızın ataları konumundadır. Bu balıklar, bu keseciği suyun kaldırma kuvvetinden faydalanarak su kolonları boyunca inip çıkmak yerine, aktif olarak yüzgeç ve kuyruklarını kullanarak su içerisinde yukarı aşağı hareket ederler (bir denizaltı gibi değil de, tüpsüz dalış yapan bir dalgıç gibi). 

Çamur Zıpzıpları: Günümüzde Sudan Karaya Atılan İlk Adımlar...

Artık daha fazla geriye gitmeyelim. Yönümüzü, günümüze doğru çevirelim. Akciğerli balıkların karalara attıkları ilk adımlar, günümüzden 390 milyon yıl kadar öncesine denk gelmektedir. Bu noktadan itibaren sudan karaya çıkış sürecine dair elimizde olan fosiller öylesine eksiksiz, öylesine nettir ki, tüm olayları adeta adım adım takip etmemiz mümkündür. Elbette, elimizdeki fosiller arasında ortalamada 5-10 milyon yıllık zaman dilimleri mevcuttur. Ancak bu bir problem değildir. Çünkü son 550 milyon yılda yaşamış milyalarca türün geride son derece az sayıda fosil bırakabildiği düşünülürse (çünkü fosilleşme ve o fosilleri bulma çok zor işlerdir), bu kadar fosilin elimizde olması bir zaferdir.

390 ila 360 milyon yıl öncesi arasında karaların omurgalılar tarafından işgali yaşanmıştır. Bu aralık, Devonyen Periyodu olarak bilinen bir jeolojik zamana denk gelmektedir. Bu 30 milyon yıllık devasa süreçte lop yüzgeçli balıklar (özellikle akciğerli balıklar), karalara uyum sağlamayı başarmış ve giderek sulardan bağımsız hale gelmişlerdir.

Bu sürecin ilk adımlarını anlamak için, hızla günümüze sıçrayabiliriz. Kaldığımız yeri unutmayın, geri döneceğiz. Günümüzde karada da yaşayabilen balıkların en meşhur temsilcilerinden birisi çamur zıpzıpları olarak bilinen Oxudercinae taksonomik alt ailesine ait balıklardır. Bunlar, balıktırlar; ancak aynı zamanda iki yaşamlıdırlar (amfibi). Balıklar ile amfibilerin iki ayrı hayvan sınıfı olduğu düşünülecek olursa (diğerleri sürüngenler, kuşlar ve memelilerdir), bu canlıların taksonomik olarak nerede olduklarını tespit etmenin güçlüğü daha net bir şekilde anlaşılacaktır. 

Çamur zıpzıpları, isimlerinden de anlaşılabileceği gibi suların karalarla birleştiği bölgelerdeki çamurlu topraklarda yaşayan balıklardır. Balıktırlar evet, ancak ömürlerinin büyük bir kısmını karada geçirirler. Bu balıklar karada rahatlıkla sürünerek yüzgeçlerini kullanıp yürüyebildiği gibi, aynı zamanda havadaki serbest oksijeni soluyabilir de! Bu özellikleriyle çamur zıpzıplarının yaşantısının diğer balıklardan oldukça farklı olduğu görülebilir. Bu balıklar, özellikle Japonya’nın sahillerinde son derece yaygın ve başarılı bir şekilde hayatta kalabilmektedirler. 

Çamur zıpzıplarından bahsetmemizin nedeni, bir balığın neden denizleri bırakıp da karalarda yaşayacak şekilde bir evrim geçirmiş olabileceğinin cevabını net bir şekilde verebiliyor olmasıdır. Öyle ki, bu nedeni gözlerimizle görmemiz mümkündür: besin depoları! Çamurlu sahiller, genellikle gelgitler sırasında deniz suları geri çekildiğinde oluşur. “Normal” balıklar, denizin geri çekilmesiyle birlikte kıyılardan uzaklaşırlar ve suda kalırlar. Ancak suların kimi canlılara göre oldukça hızlı bir şekilde geri çekilmesi, sayısız kabuklu canlının çamurlara saplanmış bir halde açıkta kalmasına neden olur. Dahası, gelgitlerin sık yaşandığı bölgelerde bu çamurlu topraklarda bazı özel bitki türleri bile üreyip çoğalabilirler. İşte bu “kolay avlar”dan en fazla faydalanabilenler, müthiş bir evrimsel avantaj sağlayacaktır.

İşte çamur zıpzıplarının yaptığı budur. Bu engin besin kaynaklarından faydalanabilen çamur zıpzıpları arasında, sudan uzak bir şekilde karalarda en uzun süre hayatta kalabilen, soluyabilen, hareket edebilen, avlanabilen bireyler avantajlı konuma geçecek, daha uzun yaşayabilecek, daha çok üreyebilecek ve her yeni nesilde, kendilerinin bu şekilde sulardan daha fazla süre uzak kalmasını mümkün kılan özelliklere ait genleri yavrularına aktarabileceklerdir. Böylece, her yeni nesil, giderek daha fazla karalara uyumlu hale gelecektir. Bu, evrimin ta kendisidir! 

Peki çamur zıpzıpının “çamur” kısmını anladık, ya “zıpzıp” kısmı? İşin “çamur” kısmı, evrimsel sürecin canlılara bahşettiği iki önemli görevden ilkiyle ilgilidir: hayatta kalmak. “Zıpzıp” kısmı ise, ikinci önemli görevle ilgilidir: üremek. Hayatta kalmak evrimsel süreç açısından yeterli değildir, üremek ve genleri gelecek nesillere aktarmak da gerekir. İşte çamur zıpzıpları, karşı cinsiyeti (genelde dişileri) etkilemek için çamur içerisinde ne kadar esnek ve güçlü bir şekilde hareket edebildiklerini sergilerler. Bunun en iyi yolu nedir? Zıplamak! Gelgitler nedeniyle boşta kalan çamurlu arazilerde bu balıklar var güçleriyle zıplarlar. Dişiler, bunlar arasından en güçlü gözükenleri seçerler ve onlarla çiftleşirler. İşte size evrimin müthiş gücünün ve hızının bir örneği! Çamur zıpzıpları için karalarda yaşamak sadece hayatta kalmak açısından önemli değildir. Aynı zamanda, bu çamurlu ortamlarda en hızlı, esnek, güçlü şekilde hareket edebilenler daha fazla üreyecektir. Böylece her nesilde, bunu daha da iyi yapabilen yavruların ortaya çıkma şansı katlanarak artacaktır! 

Bu, genellikle çatışma halindeki Doğal Seçilim (hayatta kalma mücadelesinden doğan evrimsel değişim mekanizması) ile Cinsel Seçilim (üreme mücadelesinden doğan evrimsel değişim mekanizması) süreçlerinin aynı sonucu desteklediği önemli örneklerden birisidir. Eğer ki tavuskuşlarının kuyruğunu düşünecek olursanız, ne demek istediğimizi anlayabilirsiniz: büyük ve parlak kuyruklar dişileri etkilemek için iyidir; ancak avcılardan kaçmayı çok zor hale getirir. Bu nedenle Doğal Seçilim ile Cinsel Seçilim birbirine zıt işleyerek ortalama bir değerde buluşurlar. Bu değer, tavuskuşu erkeklerinin kuyruk büyüklüğü ve parlaklığını belirler. Ancak çamur zıpzıplarının durumunda, belki sıçramak avcıların dikkatini çekebilecek olsa da, tavuskuşları kadar riskli bir durumda olmadıkları için, karalarda ustaca hareket edip en aktif davranışları sergileyebilmek, hem Doğal Seçilim’in, hem Cinsel Seçilim’in desteklediği bir durumdur. Bu da, evrimsel değişim hızını katlayarak arttıran çok önemli bir faktördür.

İşte bu çamur zıpzıpları, sudan karaya çıkan atalarımızın başından geçenleri öğrenmemiz açısından çok faydalıdır. Çünkü evrim (ve genel olarak bilim) dahilinde sürerlilik ya da süreğenlik olarak da bilinen üniformitaryanizm ilkesi geçerlidir. Günümüzde sulardan karalara çıkış yapan canlıların başından geçenlerin, atalarımızın başından geçenlere benzer olması çok muhtemeldir. Elbette belli başlı farklılıklar bulunabilir; ancak bu farklılıkları fosiller ve genetik analizlerden tespit etmeye çalışabiliriz. Bunun haricinde kalanlarsa, büyük oranda paralellik gösterecektir.

Çamur zıpzıplarının taşıdıkları, bir nevi “geçiş grubu” olmalarını sağlayan özellikleri şöyle sıralayabiliriz:

• Kemikleri karada yaşamaya balıklara göre daha fazla adapte olmuştur; ancak halen balıklarınkine daha yakındır. Öte yandan özelleşmiş kas yapıları sayesinde kendilerini 60 santimetre havaya fırlatabilirler.
• Davranışsal evrimleri amfibilerinkine daha benzerdir. Ancak halen balıklara has özelliklere de sahiptirler.
• Derileri, ağızlarında ve boğazlarında bulunan mukoza sayesinde su dışında solunum yapabilirler. Ancak halen nemliliğe bağımlıdırlar ve kurumaları ölmeleri anlamına gelmektedir. Bu açıdan amfibilere oldukça benzerdirler.
• Suyun içerisindeyken solungaç odacıkları açılır ve normal bir balık gibi yaşamlarını sürdürürler. Suyun dışındaysa bu odacıklar kapanır ve deri solunumuna geçerler. Bu süreçte odacıkların kapanması sayesinde solungaçlar nemli tutulabilir. 
• Vücutlarında bulunan özelleşmiş bir hava keseciği sayesinde çok düşük oksijen konsantrasyonu varken bile nefes alabilirler ve su dışarısında hayatta kalabilirler. Bu kesecik; adeta ilkel bir akciğer görevi görerek solunum yapmayı sürdürmelerini sağlar.

Atalarımızın Karalara Attığı İlk Adımlar...

Çamur zıpzıplarının özelliklerini anladıysak, sudan karaya geçişin tarihine geri dönüş yapabiliriz. Atalarımızın sulardan karaya çıkışında karşımıza çıkan ilk türler, Eusthenopteron ve Panderichtys gibi son derece balık benzeri olan, ancak lop yapılı yüzgeçleri sayesinde sığ sularda gerektiğinde karalara olabildiğince yaklaşan, hatta geçici olarak karalara çıkabilen türlerdir. Bu canlıların gözleri tıpkı günümüzdeki balıkların çoğunda olduğu gibi kafanın iki yanındadır. Çünkü daha iri balıkların avları olarak, sürekli olarak avcılarını takip etmeleri gerekir ve gözlerin kafanın iki tarafında bulunması 360 derecelik bir görüş sağlar. 

Bu atalardan evrimleşen sonraki türler, Tiktaalik ve Acanthostega gibi türlerdir. Bu canlılar, tam geçiş noktasında bulunan canlılardır. Tiktaalik karalara rahatlıkla çıkabilmekteyken, Acanthostega büyük oranda sularda yaşamış gibi gözükmektedir. Fakat Acanthostega’nın kemik yapısı ve vücut özellikleri de, karalara çıkış konusunda önemli adaptasyonlara sahiptir. Dolayısıyla davranışsal evrimin de süreçte rol oynadığı görülmektedir: bazı canlılar, gerekli adaptasyonlara sahip olsalar bile, sularda yaşamayı tercih etmişlerdir (ya da buna mecbur kalmışlardır).

Unutmayınız ki evrimin bir bilinci, yönü, istekleri, arzuları yoktur. Evrimsel süreç, var olan çevre şartları altında, türlerin yaşamlarını sürdürmesinin bir ürünüdür. Bu süreçte en uyumlular hayatta kalır, diğerleri yok olur. Karalara çıkış süreci başladı diye, illa süreçteki tüm türler karalara doğru bir yönelim sergileyecek gibi bir zorunluluk yoktur. Fakat genellikle bir yöne doğru belli bir süreç başladıysa, bunun devamı da gelir. Çünkü o evrimsel yönelimin daha en başından var olmasının nedeni, genellikle ortada bir avantaj bulunmasıdır. Bu avantaj sürdüğü sürece, o yönelim de devam edecektir. Fakat buna sık sık istisnalar da olabildiğini unutmayınız. En nihayetinde incelediğimiz 4 milyar yıllık, trilyonlarca farklı türü içeren, devasa bir ağaç figürü oluşturan evrim tarihidir. Tıpkı kısacık insanlık tarihindeki olaylarda olduğu gibi, hiçbir olay bir diğerinin tıpatıp aynısı değildir. Ancak bu olaylar arasında mantıklı ve makul ilişkiler tespit etmek mümkündür. Evrim tarihi de aynen böyledir.

Sözünü ettiğimiz canlılardan Tiktaalik artık tamamen karalara çıkabilmektedirler; ancak gerektiği zaman sulara da dönmektedir. Bu türlerin ikisinin kafatasları atalarına göre çok daha yassılaşmıştır. Gözler ise, tıpkı günümüz çamur zıpzıplarında olduğu gibi kafanın üst bölgelerinde, birbirine daha yakın olacak şekilde toplanmıştır. Bunun nedeni, kaslı ön yüzgeçleri üzerinde hafifçe de olsa doğrularak (tıpkı şınav çekerken yaptığımız gibi) uzaklara bakabilmektir. Böylece karalardaki avların yerlerini tespit edip, onlara doğru hareket edebilirler. Ayrıca bu şekildeki gözler, denize yakın kıyılarda eş arayan dişilerin erkeklerini daha kolay tespit edebilmelerini sağlamıştır. Yani Doğal Seçilim ile Cinsel Seçilim, aynı yöne doğru bir seçilim baskısı uygulamış, sudan karaya çıkış sürecini hızlandırmıştır.

Karaya çıkış, Ichtyostega ve Tulerpeton gibi torun türlerle büyük oranda tamamlanmıştır. Bu canlılarda yüzgeçler artık bacak benzeri yapılara dönüşmüş, parmaklar daha belirgin hale gelmiştir. Kafatası tıpkı denizdeki av olan hayvanların çoğunda olduğu gibi yine kafanın iki tarafına doğru bakacak şekilde özelleşmiştir. Ancak yine de halen gözler birbirine daha yakın ve kısmen öne doğru konumlanmıştır. Bu sayede bu hayvanlar karalarda da boy göstermeye başlayan av-avcı ilişkilerine adapte olmaya başlamışlardır. Karaların omurgalılar tarafından işgali resmen başlamıştır! Bu türlerin, suya olan bağımlılıkları yok denecek kadar azdır. Ve bu türlerden evrimleşecek olan torun türler, sürüngenlerin ilk temellerini atacak ve karalardaki müthiş çeşitliliğin başlangıcı olacaktır.

Dört Üyeli Atalarımızın Ayak İzleri

Evrimsel süreçte denizlerden karalara geçişin lop yüzgeçli balıklar ve spesifik olarak akciğerli balıklar üzerinden olduğunu ve yüzgeç yapılarının öncelikle ayaksı yapılara, sonrasında karaya geçişle birlikteyse bildiğimiz dört üyeli (uzuvlu) hayvanların bacaklarına evrimleştiğini biliyoruz. İrlanda'da bulunan Valentia Adası'nda, 385 milyon yıl önce karalara adımlarını yeni yeni atmaya başlayan atalarımızın eksiksiz ayak izleri keşfedildi.

Görselden de inceleyebileceğiniz ayak izleri gibi çok sayıda ve hayvanların büyüklüğüne bağlı olarak değişen şekillerde ayak izleri tespit edildi. "Manus" adı verilen el ve "pes" adı verilen ayak izleri, çapraz adım hareketine uygun bir şekilde izler bırakmıştır. Yukarıdaki görseldeki izler, görselin altından üstüne doğru yürümüş bir canlının izleridir. Görselin "b" kısmının sol tarafında tipik deniz-kara geçişi örnekleri olan Ictyostega ve Acanthostega cinslerinden örnekler bu adımlara uygun hale getirilerek gösterilmektedir. Sağ taraftaysa Tiktaalik canlandırması görülmektedir. Görselin "c" şıkkında ise, çaprazlamasına atılan adımların (sol el ile sağ ayak ileri, sonrasında sağ el ile sol ayak ileri şeklinde) nasıl göründüğü ve fosilleşmedeki karşılıkları gösterilmektedir.

Aşağıda, bu fosillerin daha kapsamlı hallerini görebilirsiniz:

Böylelikle sadece yakın atalarımıza değil, aynı zamanda çok çok uzak atalarımıza ait ayak izlerine de böylesine net sahip olduk. Üstelik her bulunan verinin, evrimsel çıkarımlarla birebir örtüşüyor olması da, evrimsel biyolojinin açıklayıcı gücü konusunda bize önemli bilgiler veriyor.

Kalıcı Bir Damga: Balık Atalarımızın Başından Geçenler ve Onlardan Bize Kalanlar...

Tabii ki karalara çıkış, bazı zorlukları da beraberinde getirmiştir. Sonuçta on milyonlarca yıldır sularda yaşayan hayvanların karalara adapte olması kolay bir iş değildir. Ancak imkansız da değildir; tam tersine, oldukça mümkündür (bu nedenle günümüzde bile bu geçişte yaşamayı sürdüren balık türleri vardır). İlk olarak, yüzgeçlerin ayak benzeri yapılara evrimleşmesi gerekmiştir. Bu, lop yüzgeçli balıkların kaslı yüzgeçleri sayesinde kolayca gerçekleşebilmiştir. Bu kaslar sayesinde, az önce de sözünü ettiğimiz gibi ön yüzgeçleri üzerine basan balıklar, vücutlarını yerden kaldırabilmişlerdir. Böylece, tıpkı bizim emeklememize benzer bir şekilde karalarda hareket edebilmeye başlamışlardır. 

Bu evrimsel değişimin en ilginç izlerinden birisi, yürüyüş davranışımızdaki salınım hareketinde görülmektedir. Eğer ki bir balığın yüzüşünü izlediyseniz, neredeyse hepsinin bir yılan gibi vücutlarını bir sağa bir sola savurarak suda hareket ettiğini görürsünüz. Bu davranış, karalara çıkan balıklarda da pek değişmemiştir. Karalarda ilk defa yürüyen atalarımız, halen bir balık gibi vücutlarını sağa sola savurarak, birbirine zıt olan uzuvlarını ileri doğru fırlatarak yürümüşlerdir. Örneğin sağ kolları ile sol bacaklarını ileri atıp, sonrasında sol kolları ile sağ bacaklarını ileri atmışlardır. Böylece bir balığın vücut hareketi, karada da korunmuştur.

Peki ya bizler? Yürürken kollarınızın hareketini fark etmişsinizdir. Hatta onu baskıladığınızda, yürüyüşünüzün zorlaştığını da fark etmişsinizdir. Ancak bu hareketi ne kadar yakından incelediniz? Eğer dikkatli bakacak olursanız, biz de balık atalarımızın yürüyüşünü büyük oranda aynı şekilde tekrar etmekteyiz: sol bacağı ileri atarken sağ kolumuz ileri gider, sağ bacağımızı ileri atarkense sol kolumuz… İki ayak üzerine kalkmış olmamız, atalarımızın en temel davranışlarını sürdürmediğimiz anlamına gelmemektedir. Tam tersine Darwin’in de dediği gibi, atalarımızdan kalma izleri vücutlarımızda adeta kalıcı bir damga gibi taşımaktayız. Geçmişten ve geldiğimiz yerden kaçış yok.

Her neyse… Uzuvların oluşumu ve böylelikle tetrapodların ortaya çıkışı, en önemli basamaklardan birisi olsa da, bazı diğer sorunlar da bulunmaktaydı: örneğin, karalarda etrafı gözleyebilmek… Su içerisinde hareket oldukça kolay olduğundan genellikle sağa ya da sola bakmak için vücudun tamamını döndürmek zor değildir. Ancak karalarda bunu yapmak çok daha masraflı ve sıkıntılıdır. Bu nedenle, başın iki tarafa doğru dönebilmesi gerekir. İşte boyunların evrimi bu nedenle gerçekleşmiştir. Başı vücudun geri kalanından ayıran ve eksen hareketini mümkün kılan boyunlar, gerek av-avcı ilişkileri açısından, gerekse de yeni ekolojik alanların işgal edilebilmesi açısından karalara yeni çıkan atalarımıza büyük avantaj sağlamıştır.

Bir diğer problem, yine ilişkili bir sorundan doğmaktadır: kütleçekimi. Su içerisinde kütleçekimi çok dert değildir; zira suyun kaldırma kuvveti harekete ve vücut bütünlüğünün korunmasına büyük katkı sağlar. Ancak karalarda böyle bir durum yoktur. Vücudun bütün ağırlığı, kaslar ve iskelet sistemiyle dengelenmek zorundadır. Havanın kaldırma kuvveti, suyunkine göre önemsenmeyecek kadar azdır. Bu durum, karalarda yürüyen ilk atalarımızın kemiklerinde bazı sarkma ve yamulmalara neden olmuştur. Ancak tabii ki, en dirençli ve güçlü olanlar sürekli olarak seçildiğinden, soy hatları boyunca günümüze doğru takip ettikçe, bazı adaptasyonların ortaya çıktığı görülür. Bunlardan en önemlisi, birbirinin içerisine geçen kemiklerdir. Eğer bir balığın kılçıklarını ayıkladıysanız, kemiklerin birbirinden ayrı ayrı durduğunu fark etmişsinizdir. Ancak karasal omurgalıların kemikleri birbirine sıkı sıkıya bağlıdır. Bunun nedeni, atalarımızın kütleçekimine adapte olacak şekilde evrim geçirmiş olmalarıdır.

Bazı diğer uyumsal değişimlerse, zaten sudaki adaptasyonların bir devamı gibidir. Bu şekilde, daha önceden evrimsel nedenlerle ortaya çıkmış özelliklerin, sonradan ortam değişiminde yepyeni özelliklerin temelini atmasına ekzaptasyon (ya da ön adaptasyon) adı verilir. Kalçalar ile bacak kemikleri arasındaki yuvar yapılı bağlantılar, bunun en güzel örnekleridir. Aslen bu bağlantılar yüzgeçlerin hareketi için evrimleşmiştir. Ancak aynı bağlantılar, karalara çıkan atalarımızda bacakların esnek hareketini de mümkün kılmış, karalara adaptasyon sürecinde önemli bir rol oynamıştır.

Bu iskelet değişimlerinin sonucunda genel görünümde bazı değişimler de yaşanmıştır. Su ortamında işe yarayan bazı kemikler işlevlerini yitirerek ya yok olmuşlardır, ya da etraflarındaki diğer kemiklerle kaynaşarak tek bir kemik haline evrimleşmişlerdir. Elbette, solungaç yarıkları büyük oranda yitirilmiştir; ancak bu yarıkların erken versiyonlarına halen embriyolarda rastlamamız mümkündür. Örneğin insan embriyolarının erken evrelerinde, solungaç yarıkları oluşur. Ancak sonradan bu yarıkların bazıları yok olur, bazı diğerleri ise karasal omurgalılara ait yapılara dönüşür. Atalarımızda her bir uzuvda 8-10 civarında parmak bulunurken, bu parmaklar adım adım yitirilerek 7, 6 ve nihayetinde 5 parmağa dönüşmüştür. Benzer şekilde, balıklarda yaygın olarak bulunan ve su içerisindeki değişiklikleri ve titreşimleri algılamaya yarayan, sinir sisteminin bir parçası olan “yanal sinir sistemi” işlevini tamamen yitirerek yok olmuştur. 

Sonuç

Bu şekilde birçok değişimden söz etmek mümkündür. Bunların birçoğunu fosillerdeki kayıtlardan net bir şekilde görebilmekteyiz. Bazı diğerlerini ise, karşılaştırmalı genetik çalışmaları sayesinde, genetik materyalimize işlemiş olan verilerden elde etmekteyiz. Böylece karalardaki canlı türlerinin hepsinin atası olan ilk balık ve balık benzeri karasal canlıların tarihini gözlerimiz önüne serebilmekteyiz.

Bu evrimi anlamak, kendimize ait birçok gizem perdesini de aralamamızı sağlayacaktır. Neden ve nasıl belli bir şekilde davranıyoruz? Belli bir kemiğimizin yapısı neden o şekilde? Bazı özelliklerimizin sağladığı avantajlar nelerdir? Neden belli özelliklere sahipken, bazı diğerlerine sahip değiliz? İlk defa 375 milyon yıl kadar önce karalara net bir adım atan balık atalarımızın ihtişamlı tarihini incelemek, gezegen üzerindeki en büyük beyne sahip olan, en sıradışı türlerden biri olan insanın bugününü anlamamıza katkı sağlayacaktır.