Tiktaalik roseae: Evrim Teorisi'nin Öngörü Gücü Gösteren Harika Bir Ara Tür Fosili!

Yaşam, 4 milyar yıl kadar önce, okyanus tabanlarında başladı. Milyarlarca yıl boyunca gezegenimizdeki yaşam, sadece denizlere ve okyanuslara hükmetti; mikrobik yaşam haricinde karalara adapte olabilen hiçbir makroskobik canlı yoktu. Sonrasında mantarlar, bitkiler ve nihayetinde böcekler karalara çıkmaya ve bu yaşam alanlarına da adapte olmaya başladılar. Karasal canlılara katılan son grup, omurgalı hayvanlar oldu. Balıklar içerisinden ayrılan bir grup, bugün kurbağa ve semender gibi hayvanlarla temsil edilen amfibilerin atalarına evrimleştiler. Amfibiler, hem suda hem karada yaşayabilen hayvanlardır ve bunlar, tamamen karasal yaşama adapte olmuş sürüngenlerin atalarıdır. Sürüngenler içerisinden bir dal memelilere evrimleşmiş, dinozorların yok oluşunu takiben yükselişe geçen memeliler içerisinde bir dal, primatlara gidecek soy hatlarının atası olmuş, bunlar içerisinden bir grup da bugün Homo sapiens olarak da bilinen biz modern insana evrimleşecek türlerin yolağı olmuştur.

Bu açıdan bakılacak olursa, "Hepimiz balığız." demek mümkündür. Kimi zaman bu argüman, sanki abartılı veya anormalmiş gibi algılanabiliyor. "Daha maymunu hazmedemedik, ne balığı?" gibi tepkiler alabiliyor. Ancak bilimsel gerçekler, bizlerin onları hazmedebilme hızından ve becerisinden bağımsız gerçeklerdir. Dahası, bu gerçekte hazmedilemeyecek pek bir şey yoktur; nihayetinde evrimsel biyoloji sayesinde biliyoruz ki yaşam tek hücreli organizmalardan başlayarak günümüzdeki çeşitliliğine erişmiştir (ve bu yolda, birçok tür yok olmuştur), dolayısıyla insanın ataları elbette sadece maymunlar veya primatlar olamaz; sonuçta maymunların ve primatların da ataları olmalıdır - ve elbette, vardır. Kemirgenler, ilkin memeliler, sürüngenler, amfibiler, balıklar, ilkel çok hücreli canlılar ve tek hücreli canlılar, insan evriminin daha erken basamaklarındaki atalarının sadece birkaçıdır. "Hepimiz balığız." derken, bunlardan sadece bir tanesi öne çıkarılmaktadır; tıpkı "maymun meselesinde" insanın atalarından bir grubun abartılı bir şekilde vurgulanması gibi...

Ayrıca "Hepimiz balığız." derken kastedilen, sadece insan değildir; karalarda yaşayan bütün hayvanların ataları (ve hatta denizel memelilerin ve hayatlarının bir kısmını sularda geçiren sürüngenlerin de ataları) balıklardır. Dolayısıyla karasal tüm hayvanlar, bir noktada balık olan ataları paylaşmaktadırlar. Burada dikkat edilmesi gereken temel nokta, tüm karasal hayvanların atası olan balığın, günümüzde yaşayan hiçbir balık türü olmamasıdır. Modern türler, birbirlerine dönüşmezler; geçmişte yaşamış ortak ataları paylaşırlar. Tüm karasal hayvanların ortak atası olan balıklar da, günümüzde artık var olan türler değillerdir. Bundan 500 milyon yıl kadar önce yaşamışlardır ve bunların bir kısmı, karasal hayvanlar olmayan türlerin de atalarıdır; yani tüm balıklar karasal hayvanlara evrimleşmemişlerdir. Bir kısmı, günümüzdeki balık türlerinin atalarıdır.

Ancak bizi bu yazıda ilgilendiren balıklar, karasal hayvanların atası olan balıklardır. Bu canlılarla ilgili şaşırtıcı bir gerçek, tamamen denizlere adapte olmuş bu canlıların bir noktada karasal yaşama da kısmen adapte olabilecek biçimde evrimleşmesidir. Bunların soy hatları, uzun nesiller ve onlarca milyon yıl sonra tamamen karalara adapte olmayı başarmışlardır. İşte tam da bu süreci genlerle ve fosillerle takip etmek, insana ve diğer milyonlarca türe gelecek evrim tarihinin tozlu sayfalarına bir bakış atmayı gerektirmektedir.

Bu sayfaların en ilginç olanlarından birisi, tam da su-kara geçişinin ortasında bulunan, ara geçiş türü (ara form, geçiş türü, vb.) olarak bilinen canlılardır. Bu canlılar, sadece bildiğimiz balık özelliklerini veya sadece bildiğimiz karasal hayvan özelliklerini taşımazlar; hem balıklara ait, hem karasal hayvanlara ait özellikleri tek bir bedende taşırlar. Bu durum, sucul yaşantıdan karasal yaşantıya doğru kademeli bir evrimsel geçişe işaret etmektedir. İşte bu yazıda odaklanacağımız Tiktaalik roseae, hem evrimsel süreçteki büyük gruplar arasındaki önemli bir geçiş türü olması bakımından özeldir, hem de Evrim Teorisi'nin gücünü bizlere gösteriyor olması bakımından anlamlıdır.

Tiktaalik Nedir?

Tiktaalik roseae isimli tür, 2004 yılında Kanada buzullarında bulunmuş en eski "fishapod", yani ayaklı balık türüdür.^[1] Darwin zamanında keşfedilen Archaeopteryx, dinozor-kuş geçişi için ne denli önemliyse, Tiktaalik de sucul omurgalılar ile karasal omurgalılar arasındaki geçiş için o kadar önemlidir. 375 milyon yıl öncesine tarihlenen ve 2004 yılında keşfedilen fosil, neredeyse eşsiz bir şekilde korunmuştur ve bu sayede, Dünya’da suda başlayan canlılığın karaya çıkışını net bir şekilde gözler önüne sermek açısından bilimsel bir devrim yaratmıştır. Canlının neye benzediğini gösteren bir rekonstrüksiyonu aşağıdan görebilirsiniz:

Wikipedia Commons

Öğrencilere Tiktaalik'i Gösterirseniz Ne Olur?

Tiktaalik‘in kaşifi Dr. Neil Shubin, fosili bulduktan ve analiz ettikten belirli bir süre sonra anaokulu öğrencilerinin görüşlerini almak üzere bir okula götürdü. Okulda öğrencilere, "Bu fosil sizce hangi hayvana ya da hayvan sınıfına ait?" diye sorduğunda aldığı onlarca değişik cevap, tam da beklendiği gibi, balık ile sürüngen arasında değişmekteydi.

Biz de 2010 senesinde, üniversite öğrencilerinin üye olabildiği bir sitede, yüzlerce üniversite öğrencisinin okuduğu ve erişebildiği bir başlıkta, Tiktaalik'e ait aşağıdaki fosili göstererek aynı soruyu sorduk. Deneklere kesinlikle herhangi bir bilgi verilmedi, sadece fosil koyuldu ve ne olabileceğine dair tahminde bulunulması istendi. Aldığımız cevaplar tıpkı anaokulu öğrencileri gibi balık ile sürüngen arasında değişmekte, çoğunlukla da timsaha benzetilmekteydi.

History

Bunun sebebi çok açıktır: Kişiler, fotoğrafa bakıp tipik olarak balıklarda gördükleri bazı özellikleri görerek balığa ya da daha spesİfik olarak timsaha benzetmekteydiler. Bir takım diğer kişiler de, kafa yapısı ve postüründen (duruşundan) dolayı sürüngene benzetmekteydi.

Aslında iki taraf da ne doğru ne de yanlış cevaplar verdiler. Çünkü Tiktaalik hem balıklara, hem de sürüngenlere ait özellikler taşımaktadır!

Evrimsel Bir Öngörü Destanı: Tiktaalik Nasıl Keşfedildi ve Nasıl Evrimleşti?

Bilimsel bir teoriyi güçlü yapan temel faktör, bu teori sayesinde daha önceden keşfetmediğimiz bir şeyin varlığını öngörüp, sonrasında o teorinin bizi götürdüğü yere giderek o keşfi yapmaktır. Buna, bilimsel öngörü adını veriyoruz. Bu, bilime gücünü veren ve bilim sayesinde gelecekte olacakları veya geçmişte yaşanıp bitmiş olan (ama bizim onların yaşanıp bittiğini bilmediğimiz) şeyleri keşfetmemizi mümkün kılan ana unsurdur. Bir diğer deyişle, bilimi "bilim" yapan budur!

Bilimin bütün büyük teorileri, öyle veya böyle ihtişamlı tahminlerde bulunmayı başarmıştır. Örneğin Higgs Bozonu'nun keşfi, Görelilik Teorisi, Gazların Kinetik Teorisi, Büyük Patlama Teorisi ve Evrim Teorisi, çok sayıda başarılı öngörüde bulunarak, Evren'in anlatmayı/açıklamayı hedefledikleri parçalarını başarıyla modelleyebildiklerini göstermişlerdir. Biz de daha önceden, Evrim Teorisi sayesinde bilim insanlarının yapmayı başardığı sayısız öngörüden birkaç tanesini anlatmıştık. Tiktaalik, Evrim Teorisi'nin bugüne kadar öngörmeyi başardığı en şaşırtıcı türlerden birisidir.

Tiktaalik'ten Önce: Önemli Bazı Türler

Tiktaalik'in keşfinden önce paleontologlar ve evrimsel biyologlar, sulardan karalara geçişte önemli role sahip olan onlarca türden haberdardı. Örneğin bu geçişte ışın yüzgeçli balıklar ile sölekantların, karaya çıkacak soy hattına yakın birer akraba olduğunu; ancak aslen akciğerli balıklar olarak bilinen bir grubun yakın akrabalarının bu soy hattını oluşturduğunu zaten biliyorduk.

Eusthenopteron ve Panderichtys gibi sucul olan, ama yüzgeçlerinde ve anatomilerinde karasal bazı adaptasyonlar olduğunu bildiğimiz atasal fosillere sahiptik. Bunlar, günümüzden 400-380 milyon yıl kadar önce yaşamış canlılardı. Örneğin Eusthenopteron günümüzden 390 milyon yıl önce yaşamış, ABD, Avustralya ve Antarktika'da fosilleri bulunmuş, tatlı sularda yaygın olarak yaşadığı bilinen önemli bir balık türüdür. Bir balık olmasına rağmen yüzgeçleri, uzuvları olan omurgalı hayvanların kemik düzenine sahiptir. Öte yandan Panderichtys, Kanada ve Latviya'da fosilleri çıkarılmış, 380 milyon yıl önce yaşamış bir türdür. Bu türün de yassı bir kafası vardır; ancak yüzgeçleri ve pulları onun tam bir balık-benzeri canlı olduğunu göstermektedir. Benzer şekilde, 390 milyon yıl kadar önce yaşamış ve fosilleri ABD ile Avrupa'da çıkarılmış olan lop yüzgeçli Osteolepid balıklar da tetrapodlara giden soy hattında önemli bir balık grubudur; ancak bunların da bir balık olduğundan pek kuşku yoktur. Bu canlılar, ışın yüzgeçli balıklardan kemikli bir iskeleti ve akciğerleri miras almışlardı. Akciğerler, günümüzdeki balıkların büyük bir kısmının sonraki ortak atalarında yitirilmiştir; dolayısıyla akciğerli balıkların sayısı azınlıktadır.

Fakat bu akciğerli soy hattında evrimleşen lop yüzgeçler, karalara çıkacak olan balıklar için bir dönüm noktasıydı. Lop yüzgeçler, omuz kemeri ve pelvis kemerine bağlı tek ve büyük kemiklerden oluşan bir anatomi sağlıyordu ve bu durum, karalarda ihtiyaç duyulacak itme kuvvetini yaratmak için eşsiz bir fırsat sunuyordu. İşte bu tür atalardan evrimleşen akciğerli balıklar, aynı zamanda havadaki oksijeni de soluyabilen hava keselerine sahiplerdi.

Benzer şekilde, Acanthostega, Ichtyostega ve Tulerpeton gibi türlerin çok daha karasal adaptasyonlara sahip amfibi-benzeri canlılar olduğunu da biliyorduk. Bunlar, kabaca 370-350 milyon yıl önce yaşadığı bilinen, karalara çok daha fazla adapte olmuş canlılardı. Örneğin 363 milyon yıl önce günümüzde Doğu Grönland olarak bildiğimiz bölgede yaşamış olan Acanthostega cinsi hayvanların ön ve arka uzuvlarında "parmaklar" (dijitler) mevcuttu, pelvisleri iskeletin geri kalanına bağlıydı, sırt ve yanlarını kaplayan kalın ve kemiksi pullar büyük oranda yok olmuştu. Bu hayvanın tamamen sularda yaşayan bir tetrapod olduğu bilinmektedir ve bugüne kadar birden fazla fosiline ulaşılabilmiştir. Günümüzden 363 milyon yıl önce yaşamış olan Ichtyostega'da bunlara ek olarak solungaçlar yitirilmişti ve kuyruk yüzgeci tamamen körelmişti; ancak vücut ağırlığını taşıyabilecek güçlü uzuvları olduğu biliniyordu. Tulerpeton cinsinde ise ek olarak el ve ayak bilekleri, bu uzuvların tüm genişliği boyunca yerle temas eder hale gelmişti, arka bacaklarda tibia ve fibula isimli iki yeni kemik evrimleşmişti. Yani bunlar, karalara çok daha adaptif olan türlerdi. Tüm bunların bir özetini aşağıdaki grafikten inceleyebilirsiniz.

Understanding Evolution

Ancak bu iki büyük grup arasındaki geçiş bilinmiyordu. Her ne kadar ABD, Avustralya ve Antarktika'da fosilleri bulunan ve 380 milyon yıl önce yaşamış Rhizodontid balıkların yüzgeç yapıları, onların erken tetrapodlarla yakın akraba olan balık türleri olduğunu göstermişse de, tam olarak geçiş özelliği gösteren bir türe rastlanmamıştı. Yani daha sucul ve atasal türlerle, daha karasal ve torun türler arasındaki geçişte yer alan, kabaca 375 milyon yıl önce yaşamış ve kayıp halkayı dolduracak bir fosil bir türlü keşfedilememişti. Bu, evrimi bilimsel olarak sınamak için harika bir fırsat sunuyordu!

Wikimedia

Eğer Evrim Teorisi doğruysa, sulardan karalara geçişte, her iki büyük grubun da kabaca ortasında yer alan bir tür keşfedilebilmeliydi. Ancak bu fosil 700 milyon yıl önce veya 100 milyon yıl önce yaşamış olamazdı. Tamamen sucul veya tamamen karasal olamazdı. Yaklaşık 375 milyon yıl önce yaşamış olmalıydı ve yukarıda sözünü ettiğimiz geçiş özelliklerine sahip olmalıydı. Dahası, 375 milyon yıl önce yaşadığı bölgeler, "sahil bölgeleri" olmalıydı; yani o güne kadar keşfedilmiş fosil kaydından elde edilen verilerle uyumlu bir biyocoğrafyada bulunuyor olmalıydı. Eğer Evrim Teorisi yeterince güçlü ve isabetliyse, bu öngörülerin hepsi, aynı anda doğru olmalıydı ve bu koşulları tatmin eden bir fosil bulunmalıydı!

University of Chicago

İşte Chicago Üniversitesi paleontologlarından Neil Shubin ve ekibi, yıllar boyu sürecek bir yolculuğa çıkarak, evrimin bu öngörüsünü test etti. 375 milyon yıl önceki kayaçların günümüzde yeryüzüne ulaştığı coğrafi bölgeleri jeolojik haritalar yardımıyla tespit ettiler.

USGS

Çoğu Arktik Dairesi’nde olduğu anlaşılan bu bölgeler arasından, 375 milyon yıl kadar önce sahil ve su akıntılarının kıyı bölgeleri olan yerleri tespit ettiler; çünkü hem sudan karaya çıkışın bu tür bir ortamda olmasını beklemek makuldür hem de diğer lop yüzgeçli balıkların bu tür ortamlarda yaşadıklarını biliyorlardı. Tuzlu su sahillerine değil, tatlı su sahillerine ve akıntı kıyılarına odaklandılar; çünkü yaygın kanının aksine kanının aksine omurgalıların karalara çıkışı tuzlu sudan değil, tatlı sudan olmuştur . (yani karasal omurgalılar tatlı su balıklarından evrimleşmişlerdir).^[2]

Burada dikkat edilmesi gereken detay şu: Evrim Teorisi doğru ise aynı anda sağlanması gereken şart sayısı o kadar fazla ki, bunlar tam olarak ne tür bir jeolojik katmana bakılması gerektiğini çok net bir şekilde belirliyor. Bu, çok güçlü bir öngörü gücüne işaret ediyor; çünkü teorinin öngörüsü aşırı muğlak veya aşırı geniş yelpazede olsaydı, bulgunun teori tarafından mı öngörüldüğünü yoksa tesadüf eseri mi tuttuğunu kestirmek mümkün olmazdı. Evrim Teorisi, Tiktaalik'in olabileceği yeri öylesine daraltaybiliyordu ki, araştırmacılar tam olarak nereye bakması gerektiğini biliyorlardı.

Katı mevsimsel şartların yıl içinde sadece birkaç hafta erişim sağladığı kutup noktasına çok yakın bölgelere helikopterle gittiler, kamp kurdular, dondurucu soğukta araziyi yıllar boyu tarayıp, fosil avladılar. Dikkat ettikleri bir diğer nokta, yüzey kayaçlarının olduğu yerleri araştırmaktı. Sonuçta insanların yoğun olarak yaşadığı ve üzerine binalar inşa ettikleri kayaçlarda araştırma yapmak zordur. Bu nedenle çöl veya tundra gibi ortamlara odaklanmaları gerekiyordu. Bu, araştırmayı çok daha zorlu şartlarda yapmayı gerektirse de, aranan fosilin bulunma ihtimalini arttırıyordu.

İlginç bir şekilde, bu tür fosilleri aramanın en iyi yollarından bir diğeri, karayollarının inşası sırasında tepelerde açılan yarıkların sebep olduğu kesitleri incelemektir. Eğer kara yolculuğu yapıyorsanız ve aralıklarla tepelere açılmış ve duvarları doldurulmamış yarıklardan geçiyorsanız, o gördüğünüz katmanların kimi zaman yüz binlerce, kimi zaman milyonlarca yıl öncesine ait kayaçları ortaya çıkardığını bilmenizde fayda var. Bu, kimi zaman erişilmesi çok güç olan katmanlara da erişebilmeyi mümkün kılıyor; ama Tiktaalik'in keşfi için bu tür bir işleme gerek kalmadı. Çünkü aranan fosil, tundranın soğuk katmanlarında, yüz milyonlarca yıl sonunda gün yüzüne çıkarılmayı bekliyordu.

The Academy of Natural Sciences

1999 yılında Kanada'nın Arktik topraklarında bulunan Bird Quarry sahasında araştırmalarını başlatan Shubin ve ekibi, o günlerde bu sahanın ne kadar zengin bir fosil kaynağı olacağını bilmiyorlardı. Bölgeye ilk indiklerinde, sadece birkaç yüz metre ötede, sadece birkaç on santimetre derinlikte Tiktaalik'in onları beklediğini bilmeleri mümkün değildi - eğer Evrim Teorisi yanlış olsaydı tabii...

Teori doğru olsa da, onu pratiğe dökmenin birçok zorluğu vardır. Örneğin fosilleşme aşırı nadir bir olay olduğu için ve fosiller özel bir şekilde parlamadığı, yerlerini belli etmediği ve kimi zaman kilometrelerce karelik alanlara yayılabildikleri için, tam isabetle fosilleri bulmak neredeyse imkansızdır. Araştırmacıların uzun günler, haftalar, aylar ve hatta yıllar boyunca kazılar yapmaları gerekir. Tiktaalik arayışında da olan buydu: İlk birkaç yıl boyunca sahaya gidip geldiler ama aradıklarına yönelik tek bir fosil bile bulamadılar!

Sorunun ne olabileceği üzerine kafa yorarken, biraz fazla batıda araştırma yaptıklarını fark ettiler. Arama yaptıkları yer, antik bir okyanus tabanıydı, dolayısıyla buldukları fosiller de sürekli denizel türlere aitti. Bu nedenle araştırmanın ilerleyen yıllarında doğuya doğru kaydılar ve nihayet doğru katmanları keşfetmeyi başardılar. Her geçen yıl, biraz daha derine kazı yaparak fosiller aradılar.

University of Chicago

Bu da kolay bir iş değildi. Kazı sahası bir kere tespit edildikten sonra, yüzlerce metrekarelik alanlarda incelemeler yapılması gerekti. Buralarda fosil olabileceğinden şüphelenilen kayalar, fırçalar ve kürdanlar kullanılarak, fosile zarar vermeksizin eşelendi. Arktik bölgesindeki yazlar aşırı kısa olduğu için, her yıl yapılabilecek kazı süresi de inanılmaz kısıtlıydı: sadece birkaç hafta! Bu süreçte ekip, çıkarabildiği kadar fosil çıkardı ve bulgularını her yıl laboratuvara götürüp dikkatlice inceledi.

Çıkarılan fosillerin 5000 kilometre uzaktaki laboratuvarlara kırılmadan taşınması hiç de kolay bir iş değildi. Fosiller, plaster içerisinde korundu, kazı alanından helikopterle çıkarıldı ve sonrasında tahta kutular içerisinde laboratuvara gemiyle gönderildi. Burada haftalar ve aylar süren süreçler boyunca, fosil hazırlayıcılar, fosil kayıtlarını taşlardan ayıkladılar. Bu sayede fosiller üzerinde araştırma yapılabildi, fotoğraflandı ve diğer araştırma gruplarıyla paylaşılarak bulguların sonuçları doğrulandı. Fakat Tiktaalik'in keşfedildiğini anlamak için, ekibin laboratuvarda ek çalışma yapmasına gerek kalmayacaktı. Fosilin ilk parçasını gördükleri anda, aradıklarını bulduklarını biliyor olacaklardı...

Shubin ve ekibi, nihayet 2004 yılında, Kanada'nın Nanavut bölgesindeki Ellesmere Adası'nda aradıklarını buldular: Tiktaalik roseae. 375 milyon yıl önce yaşamış, karasal yaşama uyum sağlamaya başlamış bir balık! Balık gibi pulları, yüzgeçleri ve solungaçları var; ama bir timsah gibi yassı başa sahip. Yüzgeçleri yüzmeye yarıyor; ancak yüzgeçlerdeki kemiklerin yapısı balıklardan çok ellere ve parmaklara benziyor.^[3] Suda balık gibi yüzebiliyor; ancak belirginleşmiş omuz ve bilek kemikleri tam da karasal omurgalılar gibi karalarda dört ayak üzerinde yürümesini sağlıyor.^[4] Eklem ve kemiklerinin bir kısmı balık gibi, bir kısmı karasal omurgalılar gibi.^[5] Kulak kemikleri, sucul canlılar ile karasal canlıların harika bir karışımı… Balık olmasına rağmen karasal omurgalılara ait kaburgalara, hareketli bir boyna sahip ve akciğerleri var! Bulgunun ilanı 6 Nisan 2006'da Dünya'nın en saygın akademik dergisi olan Nature'da yayınlandı.^[6] Fosilin çok daha detaylı bir analizi ise, 16 Ekim 2008'de yine Nature dergisinde yayınlandı.^[7]

University of Chicago

Bu, çifte bayramdı: Hem yepyeni bir tür keşfedilmişti hem de Evrim Teorisi'nin yaptığı bir öngörü, nokta atışıyla doğrulanmıştı. Bu tür doğru tahminler, teorilerin gücünü ve bilimsel geçerliliğini katlayarak arttıran, eşsiz deneylerdir. Evrim Teorisi, çok zorlu bir diğer sınavı da kolaylıkla geçmişti.

Cins adı olan Tiktaalik, fosilin çıkarıldığı bölgedeki Inuitlerin dili olan Inuktitut dilinde "büyük tatlısu balığı" (ᑎᒃᑖᓕᒃ) anlamına gelmektedir.^[8] Türün belirleyici adı olan roseae ise, araştırmayı fonlayan ve bu sayede keşfi mümkün kılan, adı açıklanmayan bir bağışçıya ithafen seçilmiştir.^[9]

Tiktaalik: Muhteşem Bir Geçiş Türü!

Tiktaalik‘in sürüngenler gibi yassı bir kafası ve boynu vardır; ancak balıklar gibi yüzgeçleri ve solungaçları olduğunu söylemiştik. Şimdi bu iki ana gruba özgü özelliklerini açalım:

Tiktaalik'in Balıksı Özellikleri

Tiktaalik'in bir balık olduğunu gösteren en bariz özelliği, pullu bir vücuda sahip olmasıdır. Ayrıca tıpkı balıklar gibi yüzgeçleri vardır ve bu sayede suda etkili bir şekilde yüzüp, avlanabilir. Birbirinin peşi sıra dizilen balıksı dişleri de, güçlü bir avcı olduğunu göstermektedir.^[10] Dahası, Tiktaalik'in de tıpkı diğer primitif balıklar gibi hem akciğerleri hem de solungaçları bulunmaktadır.

Bir fosilden solungaç yarıklarının varlığını anlayabilmemizin yolu, solungaçlardaki suyu pompalamaya yarayan çubuk-benzeri kemiklerin fosilleşmiş olmasıdır. Akciğerlerin varlığını da biliyoruz; çünkü Tiktaalik'in en yakın balık akrabalarında akciğerler vardı. Birçok modern balıkta akciğerler körelerek solungaçlar ana nefes alma organına evrimleşti; akciğerler ise bu balıklarda su içerisindeki derinliklerini ayarlayabilmek için bir denizaltının yaptığı gibi şişirip indirebildikleri bir yüzme kesesine evrimleşti. Ancak Tiktaalik ve torunları, akciğerlerini korudular ve bu soy hattından türeyen bütün canlılarda, örneğin biz insanlarda akciğerler bulunmaktadır ve su dışında nefes alabilmemizi sağlamaktadır.

University of Chicago

Tiktaalik'in Tetrapodumsu Özellikleri

Balıklarda omuz kemikleri kafatasına bağlıdır, bağımsız olarak hareket edemez (bu nedenle birçok balık, boynunu hareket ettiremez; bütün vücutlarını hareket ettirmeleri gerekir). Tiktaalik'in kafa ve omuzları ise birbirinden bağımsızdır; bu sayede kafasını tıpkı bir köpek ya da insan gibi sağa sola, yukarı aşağı hareket ettirebilmekteydi.

Tiktaalik'in pullarının altında, tıpkı tetrapodlarda gördüğümüz gibi bir göğüs kafesi ve kaburgalar bulunmaktaydı. Bu kemikler, tetrapodlarda nefes alıp vermeye yarar ve vücudun ağırlığını dengelemeyi sağlar. Balıkların bu kemiklere ihtiyacı yoktur; çünkü büyük bir kısmı solungaçlarıyla nefes alıp verir ve suyun kaldırma kuvveti dolayısıyla ek bir kemik desteğine gerek duymazlar. Tiktaalik'te bu yapıların bulunması, onun balıktan ziyade tetrapod özelliklerini göstermektedir.

Neredeyse hiçbir balığın kafası yassı değildir; ancak Tiktaalik'in son derece yassı bir kafa yapısı vardır. Gözleri, kafatasının üzerinde bulunmaktadır - tıpkı bir timsahınki gibi! Balıklarda gözler genellikle iki yanda durur ve avcıları erkenden tespit etmeye yarar. Tiktaalik'in kafa üstünde konuşlanmış gözleri, yukarıdan gelen saldırılara odaklanmıştır ama aynı zamanda suyun dışında avlarını görebilmelerini sağlar. Bunu balıklarda görmeyiz.

Tiktaalik'in pulları ve yüzgeç ışınlarının altındaki kemik yapısı (her bir uzuvda 1 büyük kemik, 2 küçük kemik, çok sayıda bağlantı kemiği ve parmaklar düzeni), insanlardan atlara, yarasalardan timsahlara kadar uzuvları olan bütün hayvanlarda olan kemik düzeniyle birebir ayıdır.^[11] Bu düzeni balıklarda görmeyiz. Her ne kadar az sonra göreceğimiz gibi Tiktaalik karalarda bir amfibi düzeyinde yürüyemiyor olsa da, güçlü ön ve arka yüzgeçleri sayesinde suyun dışında vücudunu kolaylıkla dengeleyebildiğini tespit edebilmekteyiz.

Son olarak, Tiktaalik'in kulak yarıklarının boyutları, Tiktaalik'in yaşadığı Devonyen döneme ait balıklardan çok daha büyüktür; ancak o dönemde evrimleşen tetrapodlarınkiyle birebir aynı niteliktedir. Bu yarık, karalara çıkan tetrapodlarda ilkel bir kulak görevi görmüştür ve su dışında duyabilmeyi sağlamıştır.

Yani Tiktaalik, ilkel bir balık ile ilk dört ayaklı canlıların (tetrapodların) çaprazlanması sonucu oluşmuşçasına, ikisine ait özellikleri de taşımaktadır. Tiktaalik, ilk dört ayaklılardan 12 milyon yıl önce yaşamıştır (dört ayaklılar günümüzden 363 milyon yıl kadar önce ortaya çıkmıştır); dolayısıyla onların atası veya atalarına çok yakın bir kuzen konumundadır. Bu çok önemlidir; çünkü dört üyeli tüm hayvanlar (tetrapodlar) bu balık-amfibi geçişindeki türden evrimleşmiştir, dolayısıyla bu evrimin tam olarak nasıl ve hangi ara basamaklardan geçerek yaşandığına dair önemli detayları öğrenmemiz mümkün olur.

Tiktaalik Karada Yürüyebiliyor muydu?

Tiktaalik‘in tamemen karalarda yaşayabilmesi pek muhtemel değildir; çünkü evrimsel anlamda, tam bir karasal hayvan olmak için alması gereken çok yol vardır. Daha ziyade, yüzgeçlerini kullanarak kendini yukarı kaldırıp, bir süre su dışında sürünebildiği düşünülmektedir.

Unutmayın: Tiktaalik, tam karasal bir omurgalı değildi; sulardan karalara geçiş özelliği gösteriyordu. Net olarak bildiğimiz bir gerçek, Tiktaalik'in çok iyi bir yüzücü olmasının yanı sıra, ön yüzgeçlerini bir ayak gibi kullanarak kendini ve özellikle de boynunu yukarıya kaldırabiliyor olmasıdır; tıpkı şınav çeken bir insan gibi...^[12] Bu, birkaç nadir istisna haricinde hiçbir diğer balığın yapmayı başaramadığı, sürüngenlere özgü bir harekettir.^{[13], [14]}

Bu hareket, özellikle de sığ sularda yaşayan Tiktaalik gibi bir balık için önemli bir evrimsel adaptasyondu. Çünkü daha derin sularda yaşayan, Tiktaalik'ten çok daha ölümcül olan avcılardan kolaylıkla kaçarak, karalara sığınabilmesini sağlıyordu. Ayrıca kendisi de bir avcı olan Tiktaalik, bu özelliğini kullanarak hem su yüzeyindeki böcekleri, hem de sığ sularda yüzen daha ufak balıkları avlayabiliyordu. Basit gibi gözüken bu morfolojik adaptasyon, nihayetinde denizel omurgalıların karalara tamamen çıkarak yepyeni yaşam formlarına evrimleşmelerini mümkün kılmıştır.

Günümüzde de Aynı Evrimsel Süreci Gösteren Canlılar Var!

Her ne kadar Tiktaalik sıra dışı bir tür olarak evrim tarihi açısından büyük öneme sahip olsa da, aslında balık olup da karalarda yaşayabilecek adaptasyonlara sahip olan diğer canlılar bulmak da mümkün. Dikkatinizi çekmek istiyoruz: Amfibilerden söz etmiyoruz! Balık olup da, karalarda da yaşayabilmekten söz ediyoruz; çünkü Tiktaalik tam bir amfibi değildi, bir balıktı; ancak amfibilerin atası olacak biçimde evrimleşti.

Günümüzde bu tür bir canlıyı aradığımızda karşımıza çıkan en çarpıcı örnek, çamur zıpzıpları olarak bilinen ilginç bir balık türüdür. Bu balıklar, sadece su dışında zaman geçirebilmekle kalmazlar, aynı zamanda çiftleşme ritüellerini de çamurlu karalarda yapar, yuvalarını suyun dışına kazarak hazırlarlar. Bu ilginç balıklar, karalarda rahatlıkla yürüyebilmektedir/sürünebilmektedir ve bu özellikleri sayesinde, tıpkı Tiktaalik gibi avcılarından kaçıp, diğer rakiplerinin avlayamadığı besinleri avlayabilmektedirler.

Çamur zıpzıpları hakkında çok daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz. Ayrıca o yazımızda da okuyabileceğiniz gibi, suyun dışında yaşayabilecek evrimsel adaptasyonlara sahip tek modern balık türü çamur zıpzıpları da değildir. Bu türlere bakarak, Tiktaalik gibi atalarımızın sulardan karalara geçiş sırasında ne gibi zorluklarla karşılaştıklarını ve evrimsel süreçte bu zorlukların nasıl aşıldığını daha yakından anlayabilmekteyiz.

Güncel Tetrapod Evrimi ve Filogenisi Araştırmaları

Tiktaalik'in bulunması, yepyeni bir araştırma sahasını doğurdu ve sudan karaya geçişin basamaklarını çok daha net bir şekilde ortaya koydu; ancak elbette her yeni araştırma sahasının doğmasında olduğu gibi, birçok bilinmeyeni ve akademik tartışmayı da beraberinde getirdi. 2006-2010 yılları arasında Tiktaalik ile ilgili yayınlanan evrimsel biyoloji makalelerinin büyük bir kısmında Tiktaalik, Elpistostege isimli bir diğer tetrapod-benzeri omurgalı ile kardeş tür olarak tanımlandı. Bu taksonomik konum, Tiktaalik'in Panderichtyhys'ten hemen önce geldiğini ve ondan önce de Eustheneopteron'un evrimleştiğini göstermekteydi. Bu durum, Tiktaalik'i Acanthostega ve Ichtyostega ile birlikte bir geçiş türü ve gerçek bir "kayıp halka" yapıyordu.^{[6], [15]} 2008 yılına kadar bu filogeni, birçok bilim insanı tarafından yaygın bir şekilde kabul edildi.^[16]

Ancak 2008 yılında yayınlanan bir makalede Boisvert ve arkadaşları, Panderichthys'in yanal kısımlarının Tiktaalik'ten bile daha tetrapod-benzeri olma ihtimalinden yola çıkarak, türün tetrapodlara Tiktaalik'ten daha yakın olabileceğini ileri sürdü.^[17] Bundan yola çıkan yazarlar, Tiktaalik'in atavistik bir tür olabileceğini, yani daha atasal karakterlerin yeniden evrimleştiği bir tür olabileceğini iddia ettiler.^[18]

2010 yılında yayınlanan yeni bir makale, tetrapodların Tiktaalik ve diğer elpistostegidlerden (Tiktaalik gibi tetrapod-benzeri yürüyen balıklardan) çok daha önce evrimleşmiş olabileceğini ortaya koydu.^[19] Bu araştırmanın ana dayanak noktası, doğrudan fosiller bulmak yerine, Tiktaalik'ten çok daha önce oluşmuş ve tetrapodların ürettiğini iddia ettikleri ayak izi fosillerine odaklanmaktaydı. Bu nedenle argümanları yeterince güçlü değildi; ancak bilimsel olarak değerlendirmeye değerdi, çünkü fosillerin belirgin parmak ve uzuv morfolojisi, dört ayak üzerinde yürüyen bir postür (kuadruped) ve diyagonal yürüme izleri vardı; vücut ve kuyruk sürünme izleri yoktu, vücut uzunluğuna göre fazlasıyla geniş olan adım aralığı (ki bu Tiktaalik ve diğer balıklarınkinden çok daha fazlaydı) olduğu görülüyordu ve bazı izlerin genişliği 26 santimetreye ulaşıyordu ve dolayısıyla yaklaşık 2.5 metrelik vücutlara işaret ediyordu. Üstelik bu izlerin bulunduğu kayaçlar, Geç Devonyen döneme değil, Orta Devonyen döneme aitti.^{[20], [21]}

Ancak bu ayak izlerinin tek açıklaması, tetrapodların Tiktaalik'ten çok daha önce evrimleşmesi değildir. Öncelikle, Tiktaalik de bu tür izler bırakabilirdi; dolayısıyla bu ayak izlerinin Tiktaalik'e ait olmadığını iddia etmek zordur.^[22] Benzer şekilde, Tiktaalik olmayan ama onun gibi karalarda yürüyebilen balıklar da bu tür bir iz bırakıyor olabilir.^[23] Hatta benzer tatlı su sahillerinde yaşayan birden fazla türde, yakınsak evrim dolayısıyla benzer özellikler evrimleşmiş bile olabilir!^{[24], [25], [26]}

Her ne kadar bu ayak izlerinin kaşifleri bu olası açıklamaları reddediyor olsalar ve izlerin sahibinin ihtiyostegaliyen amfibiler olduğunu iddia ediyor olsalar da,^{[27], [19]} keşfedilen bu ayak izleri, henüz Tiktaalik'in evrimsel konumunu değiştirmek için yeterli bilimsel güce sahip değildir.^[27] Bu noktada, bilim camiası içerisindeki büyük keşiflerin getirdiği rekabet, yani işin sosyal ve beşeri doğası da hatırlanmalıdır. Taraflar kendi argümanlarını destekleyecek kanıtlar keşfetmeye çalıştıkça, bilim de daha isabetli bir sonuca yakınsayacaktır. O zamana dek, Tiktaalik ve diğer elpistostegidlerin filogenisi net olarak bilinemeyecektir fakat evrimsel önemi her daim aynı kalacaktır.^{[28], [29], [30], [31]}

Sonuç

Sonuç olarak Tiktaalik roseae, sulardan karalara geçen omurgalılar hakkında aradığımız her şeyi bulmamızı sağlayan eşsiz bir fosil olarak Evrim Teorisi'nin paleontolojik kanıtları arasında yerini aldı. Ayrıca bu fosil, Evrim Teorisi'nin neden bu kadar güçlü ve yaygın bir şekilde kabul edildiğini gösteren, ikonik bir hikaye olarak bilim tarihine altın harflerle yazıldı.