Tiktaalik roseae İlk Ayaklı Atamız Değil miydi?

2010'da Nature'da yayınlanan bir makalede gördüğümüz üzere, Polonya'nın kuzeydoğusunda bulunan tetrapod ayak izleri, Tiktaalik roseae'den 10 milyon yıl yaşlı!^[1] Tiktaalik'ten 10 milyon yıl öncesinde, kendini yerden kaldırabilecek ve sürüngen benzeri yürüyüş tarzına sahip canlıların olması kafa karıştırıcı olabilir. Sonuç itibarıyla, madem Tiktaalik 'ten önce dört üyeliler (tetrapodlar) vardı, o halde ona neden balık ve tetrapod arası bir canlı diyoruz? Daha iyi anlamak için makaleyi biraz inceleyelim:

Makalede, Polonya bulgusundan önceki, Devoniyen çağı tetrapod ayak izlerinden bahsediliyor. Bunlar; Viktorya, Avustralya ve Valentia Adası, İrlanda. Buralarda bulunan ayak izlerinin Üst (bir ihtimal Orta) Devoniyen'den kaldıkları bulunmuştu ki bu zaman aralığı da, Elpistostege ve Tiktaalik gibi organizmalardan milyonlarca yıl öncesine denk geliyor.

Wikimedia Commons

Polonya'daki keşfi konu alan makale, ayak izlerinin yaklaşık 395 milyon yıl öncesine ait olduklarını yazmakta. Ayrıca, fosillere bakılırsa, ayak izlerini bırakan canlının vücut sürükleme izi yok, yani Tiktaalik ve benzerlerinin aksine, kendini havaya kaldırabiliyordu. Üstelik, tıpkı tetrapodlar gibi, düz bir doğrultuda yürüyebilme kabiliyetine sahipti. Vücudunu havaya kaldırabilmenin yanı sıra, yanal uzuv (ön ve arka bacaklar) yapısı da gelişmiş bir düzeyde. Öyle ki bacaklar, geniş bir ön-yan açı aralığına sahip. Halbuki, Tiktaalik gibi canlıların bacak niyetiyle kullandıkları yüzgeçler geriye dönüktü ve suda sallamaya çok daha uyumluydu.^[18]Tiktaalik bu yüzgeçleri öne atıp geriye sürerek vücudunu ileri taşıyordu. Sık sık her iki yüzgeç de paralel hareket ettiği için buna "merdiven yürüyüşü" denmektedir (figür 1c).

Nature

Merdiven Yürüyüşüne Ait Olası İki Açıklama

Makalede, merdiven yürüyüşü (figür 1c) hakkında 2 ihtimalden bahsedilmektedir:

Eğer bulunan bu ayak izi fosili, zemin yüzeyine ait bir fosilse, hayvan kendini öndeki iki uzvuyla hareket ettiriyor demektir. Yani aynen, karaya geçişin ilk adımlarında olduğunu düşündüğümüz gibi. İkinci ihtimalse, bu izlerin yüzey altı izler olmaları. Eğer ki yüzeyin birebir çıktısı değil de alt bir katmana ait bir fosil ise, dört uzvun da kullanıldığı ihtimali ortaya çıkmaktadır. Ön iki uzuv daha fazla ağırlık taşıdığı için yüzey altı katmanda izi kalmış ve arka iki uzvun kalmamış olabilir.

Bölgede çeşitli konumlarda bulunan diğer ayak izleri, canlının büyüklüğüne dair ipuçları vermektedir. Ayak tabanı genişliği yaklaşık olarak 15 cm bulundu (fakat 26 cm genişliğe kadar izler de keşfedildi). Şu ana dek en iyi şekilde korunan Ichthyostega ayak izinin ölçülen genişliğinin 2 katından daha fazla! Bu boyutta ayak izleri, yaklaşık 2,5 metre uzunlukta bir canlıya işaret etmektedir.

Nature

Makalenin sonunda, çıkarımlar bölümünde, orta-geç Frasniyen çağının, sudan karaya ilk geçiş dönemi sanıldığından bahsediliyor (Fig. 2a). Gerçekte, tetrapodlar ve Elpistostegalia sınıfı en azından 10 milyon yıl birlikte var olmuşlardı (Fig. 2b)! Makalede geçen bir bölümü aynen aktaralım:

Bu, elpistostegid morfolojisinin kısa bir geçiş değil, kendi başına istikrarlı bir adaptif konum olduğu anlamına gelir. Mezozoyik'te uçucu olmamasına rağmen tüylü ve "kanatlı" theropod dinozorların uçucu gövde grubundan kuşlarla uzun süre birlikte varoluşunu anımsatır.^[1]

Bu konu üzerine 2010'da Academia'da yayımlanan bir makalede de bu canlının, çok sığ sularda yürüdüğü yazıyor.^[3] Tıpkı önceden de düşündüğümüz gibi, sudan karaya bir geçiş olmuş, yalnızca sandığımızdan daha erken gerçekleşmiştir. Aynı makalede Livoniana türünden de bahsedilmektedir. Bu türden şu an elimize kalan, yalnızca bir çene parçasıdır. Livoniana'nın çenesi, ilkel bir tetrapodu andırmaktadır. Dolayısıyla, tetrapodların oluşumu sürecinde yaşamış bir canlı olduğu düşünülüyordu. Muhtemelen de öyle oldu, ama hiç de sandığımız gibi değil! Livoniana, kendisinin atası olduğu düşünülen Panderichthys ile aynı yaştaydı (daha da yaşlı değilse tabii). Diğer bir deyişle, ilkel tetrapodların, tetrapod aşamasına tamamen geçememiş balıklarla bir süre beraber yaşadıklarının ilk ipucuydu.

2018'de aynı konu üzerine Nature'da yayımlanan bir başka makale de, bu ayak izlerinin net bir şekilde 4 "ayaklı" bir canlıya ait olduğunu yazıyor.^[14] Devamında, bu ayak izlerinin, sandığımız ilk karaya geçiş canlılarından yaşlı olmalarının açıklamasının da, birbirlerinden ayrılan gruplar olduğundan bahsediyor. Yani, Elpistostegalia sınıfı, evrimsel süreçte yerlerini "ilk" tetrapodlara vermediler. Milyonlarca yıl önce birbirlerinden ayrılan 2 ayrı sınıf, büyük oranda paralel olarak tetrapodlara evrimleştiler. Bu 2 sınıftan, tetrapodlara biraz daha geç evrimleşen ise Elpistostegalia sınıfıydı.

Cambridge University Press

2018'de yayımlanan makale, 2010'dakilerin ardından yapılan araştırmalar doğrultusunda, paleoekolojik bulgularda yeniliklerden bahsediyor. Yeni bulgulara göre, izlerin bulundukları yerler, deniz kıyısıyla bitişik değildi, geçici göletlerde yer alıyorlardı. Yani bu tetrapodlar, karada efektif hareket kabiliyetini çoktan edinmişlerdi!

Aynı makalede, bu canlıların karaya ne kadar uyum sağlamış olabileceğine de değiniliyor. Toprak yapısına, aynı bölgede daha genç ve yaşlı toprak örneklerine bakılarak tahmin ediliyor ki izlerin bulundukları alan sığ bir göletti. Denizden izler taşıyordu, yani kısa sürede, bir lagün halinde oluşup sonrasında denizden ayrı kalmış bir göletti. Fakat kısa sürede oluştuğu için zengin bir biyolojik çeşitliliğe sahip değildi. Yalnızca bazı omurgasızlar ve siyanobakteriler gibi canlılar bulunuyordu, balık dahi yaşamamıştı. Dolayısıyla, bu ayak izlerinin sahibi tetrapodun, bu göletten beslenmesine imkan yoktu. 2,5 metre boyuta ulaşabilmek için mutlaka etrafta yiyecek aramış olmalıydı! Bu göleti muhtemelen nemlenmek veya yumurtlamak için kullanıyordu, tıpkı bir semender gibi...^[14] Ayrıca bir diğer makale de ayakların şeklini göz önünde bulundurarak bu canlıda, "yüzme kabiliyeti pahasına, yürüme kabiliyeti" evrimleştiğini yazıyor.^[18]

Yeni keşfe karşı iddialar arasında bu izlerin su altından, bir balık tarafından yapılmış olabileceği de vardı. İddiayı ispatlamak için bazı akciğerli balıkların (günümüzde, ilk tetrapodlara en yakın görülen canlılar) su tabanında yürürken yere değdikleri noktalar tespit edildi. Sonuç etkileyiciydi; çünkü bu balıklar tıpkı birer tetrapod gibi hareket ediyorlardı. Tabii kritik bir nokta haricinde: vücut izi. Akciğer balıklarının vücutlarını tam olarak kaldırıp yürüme kabiliyeti yoktu, boğaz kısımları sürekli olarak tabana değiyordu. Dolayısıyla şu ana kadar bilinen balıklardan hiçbiri bu izleri yapmak için yeterli kaldırış gücüne sahip değil. Bunun dışında birkaç farklı karşı iddia daha üretildi fakat hiçbiri bu izlerin tetrapod bir türe ait olmadığını net bir şekilde kanıtlayamadı.

"Demek ki Evrim Yok!" mu?

"Bak işte, sudan karaya geçen ilk canlı dediğiniz hayvan (Tiktaalik roseae) hiç de ilk değilmiş. Karada yaşayanlar zaten varmış!" demeden önce biraz düşünmemiz gerek. Öncelikle, bir canlı evrimleşmeden önce, benzer özellikler evrimleştirmiş başka bir canlı olması hiç de garip değil, hele ki karaların hükmedilmek için uygun olduğu, leziz eklembacaklıların etrafta dolaştığı, dev avcıların bulunmadığı zamanlarda kesinlikle beklendik.^[17] Şu an bile balıktan kara canlılarına geçiş sürecinde bulunan organizmalar var. Örneğin, birazdan bahsedeceğimiz Çamur Zıpzıpları ve tetrapod yürüyüş tarzına sahip Cryptotora thamicola...^[16]

Evrim, bir özelliği veya kabiliyeti ilk edinen organizmanın, o özelliğin veya kabiliyetin tek sahibi olacağını hiçbir zaman söylemez. Karada yaşam sürdürebilme yeteneği de istisna değildir. Yani, Tiktaalik ve benzerlerinin (Elpistostegalia) su-kara geçişinde oluştuğuna dair kuşku yok.

Bazı varsayıma dayalı senaryoları sıralayalım:

1. Tiktaalik'in, Günümüzün Çamur Zıpzıpları Gibi Evrimleşme İhtimali

Çamur zıpzıpları, suların çekildiği zamanlarda çamur kıvamındaki topraklara çıkmalarıyla bilinirler. Tıpkı su-kara geçişinden beklendiği gibi öndeki iki uzuvlarıyla toprağı ittirerek vücutlarını ilerletirler. Günümüzde karalara (ve göklere) hükmeden pek çok canlı olması, çamur zıpzıplarının bir balık türü olarak karaya uyum sağlamalarını engellememiştir. Benzer şekilde, ilk tetrapodların varlığı da başka bir türün karaya uyum sağlamasına engel değildir. Dolayısıyla, Tiktaalik'in de -ilk olmadığı halde- karaya uyum sağlaması gayet muhtemeldir. Bir yandan bu varsayım, 3. olarak bahsedeceğimiz yakınsak ve paralel evrim varsayımıyla da benzerdir.

Wikimedia Commons

2. Adaların Konumlarının Evrimsel Süreçte Etkileri

Adalar, adeta doğanın devasa deney laboratuvarlarıdır. En güzel örneklerinden biri de Balaur bondoc'tur. Bu dinozor, Velociraptor ile neredeyse birebir aynıdır. Fakat evrimsel sürecine, izole bir adada devam ettiği için diğer tüm Velociraptorinae'lerin aksine Balaur bondoc, ayaklarında tek değil çift kanca biçimli tırnağa sahiptir.^[2] Adalar, evrimsel süreci gözlemlemek için bilim insanları tarafından yaygın bir şekilde kullanılırlar: Adalar, bilim tarihinde defalarca, bir türün dünyanın geri kalanından izole edilirse ve belirli ekolojik şartlara maruz bırakılırsa uzun süreli zaman diliminde nasıl değişebileceğini incelemek için adalar kullanılmıştır.^[4]

Eğer Elpistostegalia sınıfının ve/veya bu keşfedilen ayak izlerinin sahibi canlıların çıktığı "kara" bir adaysa, çok yüksek ihtimalle oradan ayrılamamışlardır. Dolayısıyla izole bir şekilde kendilerince bir evrimsel sürece sahip olmuşlardır. Pangea'dan beri, ayrılan kıtaların ne kadar çeşitli yaşam formlarına sebep olduklarını gözlemleyebiliriz.

Adaların konumlarıyla bağlantılı olarak, iklim ve çevre şartları da bu durumda etkili olabilir. Tetrapodların çeşitli bölgelerde bulunmaları, çeşitli yeni beceriler denemelerine olanak sağlamıştır.^[3] Dolayısıyla, suların çekildiği, çamurlu bölgelerde yaşayan Elpistostegalia sınıfında, bu habitata uygun beceriler evrimleşti. Örneğin, balık yüzgeçlerine nazaran uzun bacaklar değil, yanlara yayılan ufak bacaklar evrimleşmiştir. Dünyanın bir başka noktasında, karaya çıkmaya kalkışan bir başka grup da oranın şartlarına uyum sağlayacaklardır ve bu durum da bildiğimiz tetrapodlara daha çok benzemelerine tabii ki sebep olabilir.

Bu ihtimali destekleyen bir bulgu ise, Elpistostegalia sınıfının yayılımlarının sınırlı olmasıdır. Grönland'da evrimleşip Scotland ve Ohio taraflarına ancak yayılabilmişlerdir. Bu bulunan ayak izleri ise Polonya'dadır. Yaklaşık 400 milyon yıl öncesi coğrafyasını düşündüğümüzde, aralarındaki okyanus ile birbirlerinden izole evrimleşmiş olmaları gayet mümkündür. Aşağıdaki görselde bunu net bir şekilde gözlemleyebilirsiniz.

Ian Webster

Bunun yanı sıra, tetrapodların tek bir noktada, tek bir soydan değil de Devoniyen sonunda farklı kıta ve adalarda, farklı soylardan evrimleştikleri de biliniyor. Avustralya'dan Metaxygnathus, Güney Afrika'dan Umzantsia ve Tutusius, şu ana kadarki kanıtlar.^{[20], [21], [22]}

3. Paralel/Yakınsak Evrim

Türler arası evrimsel benzerliklerle alakalı genel bilgiler için bu makaleyi, paralel evrim için bu makaleyi ve yakınsak evrim için bu makaleyi okuyabilirsiniz.

Kısaca tanımlamamız gerekirse: Paralel evrim, yakın bir ataya sahip fakat farklı türlerin, birbirlerinden bağımsız olarak benzer özellikler evrimleştirmeleri; yakınsak evrim ise yakın ortak ataları olmayan ve bağımsız türlerin benzer özellikler evrimleştirmeleridir. Paralel evrime oklu kirpilerde, Eski Dünya ve Yeni Dünya'ya ayrıldıktan sonra çok benzer dikenli tüyler evrimleşmesi örnek verilebilir. Yakınsak evrime ise yarasaların da kuşların da kanatları ve uçma yetenekleri olması örnek verilebilir.

Dikkat ettiyseniz ne paralel ne yakınsak evrim tanımlarında, herhangi bir zaman aralığından bahsedilmiştir. Farklı türlerin soy hatlarında, aralarında ne kadar zaman olursa olsun, benzer kabiliyetler ve özellikler evrimleşebilir. Dünyanın ekolojik düzeni baştan aşağı değişmediği sürece de zaten böyle olur (örneğin yüz milyonlarca yıl önceki dinozorlar arasında da, günümüz canlıları arasında da uçan, balıkçıl hayvanlar vardır). İlk tetrapodların durumunda ise, bir türün diğerinden daha uygun ortamda, ve/veya daha fazla kaynakla, daha hızlı evrimleşmesi çok normaldir.

Paralel evrim ve adaların etkileri bir araya gelince aslında karşımıza kuvvetli bir ihtimal çıkıyor: Denizlerde yaşayan bir tür, 2 farklı türe ve kıtaya ayrılmış olabilir (tıpkı oklu kirpi durumu gibi). Ardından, benzer ortamlarla karşılaşmışlarsa, iki türün de karaya uyum sağlamaları muhtemeldir. Bu sürecin de tam olarak aynı anda olması gerekmez. Sonuç olarak paralel (veya yakınsak) evrim ihtimali de gayet mümkündür.

4. Fosillerin Gerçekten Ayak İzi Olmama İhtimali

Ayak izi olduklarını varsaydığımızda nasıl pek çok olasılığa ayrılan bir sonuç varsa, ayak izleri olmadıklarını varsaydığımızda da çeşitli ihtimallere varıyoruz. 400 milyon yıl öncesinin iklimi, doğa şartları, ekolojik sistemleri vb. çoğu bilgimiz kesinlik içermiyor, özellikle belli bir alanın tarih öncesi durumunu araştırmak ise daha da zor. Halen ayak izlerinin sahibi olan canlının bulunamaması da şüphe uyandıran bir etken. Bazı bilim insanları, bunların yanlış yorumlanan doğal izler olabileceğini de belirtmektedirler.

Elbette, birkaç yerde birden, ayak izi benzeri şekiller oluşması düşük ihtimaldir, ama imkansız değildir. Zira daha önce de (1994) ayak izi sanılan bir izin, deniz yıldızı izi olduğu ortaya çıkmıştı.^[18]

Sonuç

Daha fazla araştırma yapılmadan kesin bir sonuca varmak zor gibi görünmektedir. Muhtemelen önümüzdeki yıllarda, benzer bölgelerde, o zamana ait canlı formları bulunacaktır ve belirsizliği azaltacaklardır (ilk tetrapodların yaşadıkları yerlerin fosilleşme için yeterince uygun olmadığı düşünülmektedir).^[17] An itibarıyla mümkün görünen ihtimallerden yukarıda bahsettik. Adaların etkileri ve paralel/yakınsak evrim oldukça akla yatkın görünüyor; ikisi beraber gerçekleşebilecek olduklarından da birbirlerini destekleyen, gerçekten kuvvetli ihtimallerdir.

Elimizdeki bilgilerle, günümüz memeli, sürüngen ve kuşların atalarının kim olduğuna dair kesin bir çıkarımda bulunamayız. Belki sandığımız gibi Elpistostegidler, belki ondan da önceki bir balık-tetrapod arası tür, belki her ikisi de. Varsayımlarımızın doğru veya yanlışlığını ispatlayabilecek tek olgu, bilim ve devamlı araştırmalardır.

Aslında bütün bunlar bilimin gizemlerini hatırlatıyor bize: Ne zaman tam "Bulduk!" desek, başka bir şeyin keşfedilmesiyle teorilerimizin de evrimleşmesi gerekiyor. Keşfi yapan paleontolog Grzegorz Niedźwiedzki, bunu "daha bir başlangıç" olarak değerlendiriyor. Bulunan bu ayak izleri, bize 400 milyon yıl öncesi yaşamın adeta yalnızca 15 saniyesini sunabiliyor. Bırakın canlının ömrünün nasıl geçtiğini, sonraki 5 dakikasından bile haberdar değiliz. Tekrar etmek gerekirse, varsayımlarımızın doğru veya yanlışlığını ispatlayabilecek tek olgu, bilim ve devamlı araştırmalardır.