Timsah Çeneli Dinozorlar Olan Spinozorgillerin Beyinleri İncelendi!

Dinozorlar... Uzun yıllar boyunca sadece karada yaşadıkları düşünülen hayvanlar. Elbette avian dinozorlar yani kuşlar, hem havaya hem de sulak ortamlarda yaşamaya yönelik evrimleşmişlerdir. Yine de çok uzun bir süre boyunca kuş olmayan (non-avian) dinozorların sadece karalarda hüküm sürdüğü ve sulak alanlar gibi farklı ekosistemlerde yaşamadıkları düşünülüyordu. Ancak Spinosaurus ve akrabalarının daha iyi anlaşılması ile bunun yanlış olduğu ortaya çıktı. Bunun sebebi, Spinosaurus ve bulunduğu familya olan Spinozorgiller (Spinosauridae) familyasında sınıflandırılan türlerin balıkçıl ve sucul adaptasyonlara sahip olmalarıydı.

Spinozorgillerin Beslenme Biçimi Nasıldı?

Dinozor kladı (monofiletik grup) müthiş bir çeşitliliğe sahiptir. Birçok farklı habitata dağılmışlardır ve dolayısıyla pek çoğu farklı diyetlere sahiptirler. Spinozorgiller (Spinosauridae) diğer dinozorlardan farklı bir konuma sahiplerdir. Her ne kadar genelde diğer dinozorlar ile beslenen tetanuran theropodlar altında yer alsalar da, Spinozorgiller balık avlamaya yönelik evrimleşmiştir. Şu ana kadar keşfedilmiş spinozorgillerin timsah benzeri uzun çeneleri, koni şeklinde dişleri, muhtemelen perdeli ayakları ve balık yakalamaya yönelik özelleşmiş pençeleri vardı.

Familya, her ne kadar 1915 yılında tanımlanmış Spinosaurus'tan ismini alsa da o zamanın fosilleri cins hakkında iyi veriler sağlamamaktaydı. Bu familyada sınıflandırılan türlerin nasıl göründüğü ve nasıl yaşadığı 1986'da İngiltere'de tanımlanan Baryonyx walkeri sayesinde ortaya çıkmaya başlamıştır.^[1] Baryonyx ile başlayıp süregelen keşifler ve araştırmalar spinozorgiller ailesinin temelde Baryonychinae ve Spinosaurinae olarak iki alt familyada sınıflandırılmak gerektiğini gösterdi

Baryonychinae alt ailesi Erken Kretase'nin Valanginian ve Albian dönemleri arasında yani yaklaşIık 100-140 milyon yıl öncesinde yaşamıştır. Bu gruba ait cinsler genelde Avrupa'da bulunsa da, Suchomimus Afrika'nın kuzeyinde Nijerya'da bulunmuştur ve şimdiye dek tanımlanan en büyük Baryonychinae üyesi spinozor cinsi olarak da bilinir.^[2]Kendilerinden daha sonraki dönemlerde yaşamış olan Spinosaurinae üyelerine kıyasla çok daha kısa yelkenlere ve uzun bacaklara sahiplerdi. Muhtemelen boyut olarak da daha küçüklerdi.

Spinosaurinae alt familyasına ait dinozorların çok da iyi korunmuş örnekleri olduğu söylenemez. Yine de elimizde olan kanıtlar Spinosaurus aegyptiacus gibi Spinosaurinae türlerinin 14 metre uzunluğa erişebildiği anlaşılmaktadır. Bununla beraber Baryonychinae alt familyasında sınıflandırılan türlerde uzunluk ortalama 7-8 metre civarındadır. İki grup arasında belli başlı farklar bulunsa da hepsinin diyetinin temel gıdası balıklardır (piscivore).

Gabriel Ugueto

Baryonyx şu ana kadar bulunmuş en bütün spinosauridlerden biridir. Dinozorların ne denli adaptasyonlara sahip olduğunu bir kez daha göstermiştir. Aynı zamanda Spinosaurus'a bakış açımızı da büyük ölçekte değiştiren ilk gelişmedir. Eskiden Spinosaurus da diğer theropodlar gibi kalın, tipik bir etobur kafatası ile biliniyordu. Hatta Jurassic Park III (2003) filmindeki resmedilişini hatırlayabilirsiniz. Baryonyx ile olan akrabalığı ortaya çıkınca onun da dev bir balıkçıl olduğu anlaşıldı. İlerleyen zamanlarda büyük tartışmalara yol açacak keşifler yapılacaktı…

Spinosauridlerin balık ağırlıklı bir diyete sahip olduğunun en belirgin kanıtları yine B. walkeri türünden anlaşılmaktadır. Evet, hepsinin timsahlar gibi uzun çene yapıları ve koni şekilli dişleri vardı. Bu belirli bir seviyeye kadar balıkçıl davranışları destekleyici olabilir. Fakat bundan daha fazlası da fosil kayıtlarında mevcuttur.

1997'de Baryonyx walkeri holotipinin karın bölgesinde Scheenstia mantelli türü bir balığın dinozorun mide asidiyle sindirilmiş pulları bulundu! Bu bulgu başta Baryonyx olmak üzere spinosauridlerin balıkçıl olduğunun somut kanıtıydı.^[3] Yalnız bu keşif, balık pullarından fazlasını da içermektedir. Aynı zamanda genç bir iguanodontid dinozorun aşınmış kemiklerini de barındırıyordu.

Güney Amerika'dan gelen bir başka tür olan Irritator challengeri'nin dişleri bir pterosaur olan Anhanguera blittersdorffi'nin boynuna saplanmış bir şekilde bulundu. Kısacası spinosauridlerin balık harici alternatif besin kaynakları da vardı ama çok büyük ihtimalle diyetlerinin büyük bir bölümü balıklar gibi sucul hayvanlardı.^[4]

Theropod Dinozorların Beyin Yapısı İncelendi!

Her omurgalı canlı gibi dinozorların da beyinleri vardı. Fakat kuş olmayan son dinozorlar 66 milyon yıl yok olduğundan ötürü ve beyin dahil tüm iç organlar yumuşak dokudan oluştuğundan fosilleşmeleri çoğu koşulda mümkün olmamaktaydı. Bu yüzden dinozorların beyinleri doğrudan incelenememektedir.

Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte gelişen görüntüleme yöntemleri sayesinde iyi korunmuş kafatası parçalarını kullanarak canlının beynini dijital ortamda tasarlanabildi. Zira beyin, kafatasının içerisinde yer aldığından, kafatasındaki oyuklar ve boşluklar sayesinde beyin, beyincik, iç kulak gibi anatomik oluşumlar bilgisayar ortamında gerçeğe yakın biçimde oluşturulabilmektedir.

Endokast terimi, boş bir nesnenin iç dökümüdür ve genellikle organizmaların beyinlerinde yapılan araştırmalarında kafatasının iç kısmına denk gelen kraniyal boşluğa ithafen kullanılır. Endokastlar, içi boş, erişilemeyen bir alanın özelliklerini incelemek için yapay olarak tasarlanabilir veya fosilleşme yoluyla doğal olarak oluşabilirler.

2004'te Teksas Üniversitesi'nde yapılan bir araştırmada theropodların beyni incelendi ve theropod beyinlerinin evrimsel sürecine dair önemli veriler elde edildi.^[5] Bu çalışmaların çoğu yüksek çözünürlüklü tomografi cihazları ile yapıldı ve dinozorların endokastları dijital ortamda oluşturuldu. Araştırmada kuş olmayan theropod dinozorların beyinlerinin kendi boyutlarındaki sürüngenler için beklenen büyüklükte olduğu kanısına varıldı.

Wiley Online Library

Sonuç olarak theropodların evrimsel süreçte görme duyularını, koku alma duyularına göre daha fazla kullandıkları, dolayısıyla gözlerin, burunlara göre daha güçlü seçilim baskısı altında kaldığı anlaşılmıştır. Bu da küçük avları yakalamak adına daha iyi el-göz koordinasyonuna ve çeviklik-denge kabiliyetine sahip oldukları fark edilmiştir. Fakat yukarıdaki görselde gördüğünüz Allosaurus fragilis gibi bazı türlerin beyinleri kuşlardan ziyade diğer yakın akraba arkozorlar olan timsahlara benzer şekilde evrimleştiği anlaşılmıştır. Bu farklılık canlıların bulundukları ortam ve yaşayış biçimleri ile doğrudan bağlantılıdır. Peki alışılmadık yaşam tarzlarına sahip yarı sucul spinosauridlerin beyinleri nasıl evrimleşmişti?

Yarı Sucul Yaşam Tarzı ve Beynin Evrimi!

Spinosauridlerin su altına dalarak balık avlayıp avlamadıkları özellikle son yıllarda alevlenmiş büyük bir tartışma konusudur. Sucul yaşam tarzına sahip oldukları bilinmektedir. Fakat balıkçıl gibi kıyıda avlandıkları fikri ile karabatak gibi suya dalarak avlandıkları fikri arasında ciddi bir tartışma vardır. Bu tartışma çoğunlukla Spinosaurus cinsi üzerinden yürüse de 2022'de Nature'da yayımlanan bir araştırmada S. aegyptiacus dahil olmak üzere pek çok hayvanın kemik yoğunluğu incelendi.^[8] Bu hayvanlardan S. aegyptiacus'a en yakın olanlar Baryonyx walkeri ve Suchomimus tenerensis'tir.

Söz konusu çalışma, S. aegyptiacus ve B. walkeri türlerinin kemik yoğunluklarının fazla olduğunu ve bu yüzden aktif yüzücüler yani bir bakıma dalıcı/yüzücü oldukları sonucuna vardı. Suchomimus tenerensis'in ise karasal avcılara benzer bir şekilde kemik yoğunluğunun çok fazla olmadığı belirtilmiştir. Fakat diğer spinosauridler gibi onun da balıkçıl olmasını sağlayan adaptasyonları vardır. Muhtemelen aktif bir balık takipçisi olmasından ziyade balıkçıl kuşları gibi kıyılarda akıntıya karşı pusu kurdukları düşünülmektedir.

Son yapılan araştırmalar Suchomimus tenerensis hakkında yeni veriler sunmasa da Spinosaurus aegyptiacus'un aktif yüzücü olmadığı konusunda ciddi karşıt görüşler mevcuttur. Yaşam tarzı tam olarak anlaşılamadığı için de kesin olarak nasıl avlandığı bilinmemektedir. Ancak yukarıda anlattığımız gibi çok güçlü veriler ve muhtemel bazı tahminler vardır. Eğer aktif bir yüzücüyse ve yaşamını adeta bir timsah gibi geçiriyorsa, bu dinozorlar su altında av peşinde yüzmüş (balık takipçi) olabilirler. Fakat aktif yüzücü değiller ise bir balıkçıl kuşu gibi sığ sularda avlanan birer pusu avcısı olabilirler. Dolayısıyla hayvanın beynini inceleyerek davranışsal veriler elde etmek mümkündür. Şubat 2023'de yapılan yeni bir araştırma Spinosaurus olmasa da yakın akrabalarının beyin yapıları incelendi ve sonuçlar oldukça ilginçti!^[6]

Nature

Brezilya'nın Romualdo Formasyonu’nda keşfedilen bir Güney Amerika spinozorgili olan Irritator challengeri'nin nöroanatomisi 2020 yılında incelenmiştir.^[7] Bu araştırmaya göre I. challengeri'nin beyni maniraptoran olmayan theropodların beyinleri ile benzerlik taşımaktadır ve bununla birlikte çok güçlü bir işitme duyusuna sahip oldukları kanısına varılmıştır. Ek olarak iç kulaktan elde edilen bulgular sayesinde balık gibi çevik avları yakalamaya yönelik hızlı kafa hareketlerini destekleyecek nöroanatomik kabiliyete sahip oldukları anlaşılmıştır.

Endokastlar, erken dönem neotheropodlar ve ceratosaurlar gibi birçok farklı theropod taksonundan bilinmektedir. Endokastlar, spinosauridlerin de içinde bulunduğu tetanuranlar grubundan bazı türlerde de bilinmektedir. Ancak şu ana kadar hiçbir araştırmada baryonychine spinosauridlerin endokraniyal morfolojisi veya nöro-duyusal yetenekleri incelenememişti. Yeni çalışmada Baryonyx walkeri ve Ceratosuchops inferodios'un kafatasları X-ışınlı bilgisayarlı tomografi cihazlarında tarandı. Her iki tür de İngiltere'nin güneyindeki Wealden Süper Grubunun Barrem tabakasında keşfedilmiştir ve ikisinin de iyi veriler sağlayacak kadar güzel korunmuş kafatası parçalarına ulaşılmıştır. Bu örnekler, Irritator'un filogenetik ilişkisi göz önüne alındığında baryonychinae grubuna ait Ceratosuchops ve Baryonyx spinosauridlerdeki beyin evrimine yönelik güçlü veriler sağlayabilir.

Beyin yumuşak dokudan oluştuğu için fosilleşip tüm detaylarının milyonlarca yıl koruması pek olası değildir. Organa direkt olarak ulaşamadığımız için canlıların kafataslarını kaynak olarak kullanmaktayız. Bu beynin şekli, boyutu ve temel hatları hakkında bize her ne kadar iyi veriler verebilse de gözlemleyemediğimiz büyük bir kısım da vardır.

Anthony Hutchings

Baryonyx ve Ceratosuchops'un Beyinleri Neye Benziyordu?

Baryonyx'in korunan kafatası parçaları, Ohio Health O'Bleness Hastanesi'nde taranan üç parçadan oluşmaktadır. Tarama sonuçları bir kemik algoritması kullanılarak yeniden oluşturuldu. Ardından analiz bölümüne gönderildi.

Bu modellerden birini oluşturmak için hem kemik yapısı hem de yumuşak dokular dikkate alındığında ortaya çıkan model genellendi. Bir diğer model içinse endokraniyal anatominin en tutarlı simetrik yönü olan labirent yapısı optimize edilmiştir. Sonuç olarak ortaya çıkan modeller arasında pek de bir fark yoktur. Bu da iki modelin parsimoni ilkesi ile tutarlılık gösterdiği, dolayısıyla da gerçeğe en yakın oldukları kabul edilebilir.

Ceratosucops'a ait üç kafatası parçası Birleşik Krallık'ta bulunan Southampton Üniversitesi'ndeki görüntüleme merkezinde tarandı. Normalde sürüngen ensefalizasyon katsayısı (REQ), göreceli beyin boyutunun ve kaba bilişsel kapasitelerin bir ölçüsüdür. İskeleti daha eksiksiz olan Baryonyx'in beyin ve vücut kütlesine dayalı olarak yeni bir sürüngen ensefalizasyon katsayısı (REQ) oluşturuldu. Ceratosuchops oldukça az sayıda olan kafatası parçalarından bilinmektedir. Bu yüzden de kendisi için vücut ölçüleri kesin tahmin edilememektedir. Fakat her iki cins de bilinen anatomilerinin örtüştüğü yerlerde benzer oranlara sahiptir. Baryonyx için tahmin edilen REQ değerinin muhtemelen Ceratosuchops'unkine yakın olduğu anlaşılmıştır.

Çalışmanın Özeti ve Sonuçlar

Baryonyx ve Ceratosuchops iyi korunmuş endokraniyal özelliklere sahiptir ve erken dönem spinosauridlerin santral sinir sistemleri hakkında bilgi sağlamaktadır. Yeniden yapılandırılmış endokastların genel morfolojisi, filogenetik konumlarını yansıtmaktadır ve maniraptor olmayan theropodların önceki endokraniyal verileri ile benzerlik sergilemektedir. Özellikle beynin morfolojisi diğer tetanuranlar ile büyük ölçüde benzerlik taşımaktadır. REQ değerleri, Baryonychinae alt familyasının diğer bazal theropodlara göre bilişsel kapasite ve davranışsal karmaşıklık açısından önemli ölçüde farklılık göstermediğini ve bu avcıların, diğer birkaç büyük gövdeli karasal theropodla eşit düzeyde, istisnai olmayan işitme ve koku alma yeteneklerine sahip olduğuna işaret etmektedir. Kısacası yarı sucul veya sucul bir yaşantının beyin ve duyular üzerinde en azından erken dönem Baryonychinae spinosauridlerinde büyük ölçüde değişime yol açmadığı anlaşılmaktadır. Bu da iki olası hipotezle açıklanabilir.

Frederic Wierum (Paleoartist)

Belki spinosaurid beyinleri, yarı sucul veya sucul bir yaşantıya ilerleyen dönemlerde uyum sağlamıştır. Bu yüzden bazı ilkin türlerde beklenen bulguların görülmemesi şaşırtıcı değildir. Dolayısıyla B. walkeri ve C. inferodios'un Jura dönemindeki megalosaurid atalarının bazı özelliklerini hâlâ taşıdıkları söylenebilir. Ayrıca Baryonyx holotipinde bulunmuş iguanodontid kalıntıları bu canlıların diyetlerinin sadece balıktan oluşmadığını göstermektedir. Dolayısıyla yarı sucul yaşantıya yeni uyum sağladıklarını ve henüz karasal besin kaynaklarından tamamen kopmadıklarını gösteriyor olabilir. Bu yüzden beyinlerinde, sucul bir yaşam tarzına uyum sağladıklarına dair izler net bir şekilde görülemeyebilir. Öte yandan karşılaştırmak amacıyla yakın akrabaları olan timsahlar baktığımızda, onların da diyetlerinde sadece balık olmadığı bilinen bir gerçek. Belki de fırsatçı (oportunistik) yırtıcılardı ve ellerine fırsat geçince diğer hayvanları da avlayabiliyorlardı.

Bir diğer hipoteze göre ise beynin tüm hatlarını inceleyemediğimizden ötürü spinosauridlerin ilginç yaşantılarının nörolojik izlerini göremiyor olabiliriz. Sonuçta endokastlar hayvanın kafatasından geriye kalanlar ile oluşturuluyor ve beynin tüm yapıları hakkında doğal olarak bilgi sağlayamamaktadır.

Gerçek hangisi olursa olsun dinozorlar hakkında yeni gelen tüm araştırmalar bu inanılmaz canlılar hakkında bilmediğimiz daha ne kadar çok şey olduğunu hatırlatmaktadır. Teknolojinin gelişmesiyle birlikte bu heyecan verici hayvanların beyinleri hakkında daha önce ortaya bilinmeyen pek çok bilgi gün yüzüne çıkacaktır!