Paleontoloji Nedir? Paleontologlar Fosilleri Nasıl İnceler?

Paleontoloji (İng: "paleontology"), fosillere dayanarak Dünya'daki yaşamın tarihini inceleyen bilim dalıdır.⁠^[5] Fosilleri inceleyen bilim dalının adı paleontoloji, bu alanda çalışan bilim insanının adı da paleontologdur. Sözcüğün kökü Yunancadır ve palaios "eski", ontos "varlık", logos ise "inceleme" anlamına gelir.⁠^[1] Yani paleontoloji, kelime anlamıyla eski varlıkların incelenmesidir. Paleontologlar arazide kazı yapar, kazı alanını haritalandırır ve malzemeyi ayırır, ardından da bu kalıntılardan geçmiş canlıların zaman içinde nasıl değiştiğini, nerede ve nasıl yaşadığını çıkarabilirler.⁠^[2]

Bu bilim dalı neden önemlidir? Fosiller, evrim için önemli kanıtlar sağlar.⁠^[3] Geçmişin ekolojisi hakkında da bilgi verirler.

Fosil Nedir ve Nasıl Oluşur?

Paleontolojiyi anlamak için önce incelediği malzemeyi tanımak gerekir. British Geological Survey, fosiller için tipik olarak 10.000 yıldan yaşlı kalıntılardan söz eder. Fosiller iki türe ayrılır. Bunlardan ilki, eski hayvanların, bitkilerin ve diğer canlıların vücut bölümlerinin korunmuş kanıtı olan vücut fosilidir (İng: "body fossil"), ikincisi ise iz fosilidir (İng: "trace fossil"). İz fosili, canlının kendisi değil, ayak izi, oyuk ya da bitki kökü gibi tortulda bıraktığı izdir. Böylece bir hayvanın kemiği hiç bulunmasa bile adımları bulunabilir (biz bunu fosil kaydının en sevimli sürprizlerinden sayıyoruz).

Bir canlı nasıl fosile dönüşür? Temel koşullardan biri hızlı gömülmedir: kalıntının, daha önce suda asılı duran tortullarla hızla gömülmesi gerekir. Yumuşak vücut bölümleri ise ölümden kısa süre sonra çürür. Gömülmeden sonra izlenebilecek yollardan biri, gömülü kabuğun, kemiğin ya da dişin kalsiyum karbonat veya silika gibi koruyucu minerallerle dolduğu permineralizasyondur (İng: "permineralisation"). Bazı fosiller de kalıntıların derinde sıkışmasıyla oluşur.

Kimi zaman kalıntı tamamen çözünür ve geride biçimini taşıyan bir boşluk kalır.⁠^[3] Bu boşluğa kalıp (İng: "mould") denir. Kalıp sonradan tortulla dolarsa, asıl malzemenin biçimini taşıyan bir dolgu fosili (İng: "cast") oluşur. Böcekler ise fosilleşmiş ağaç reçinesi olan kehribarda kusursuzca korunabilir. Bütün bu yolların ortak yanı şudur: eski kalıntılar sadece çok özel koşullarda korunabilir.⁠^[4] Kayıt da eksiktir.

Fosillerin Yaşı Nasıl Belirlenir?

Fosil bulundu. Sıradaki soru, fosilin ne kadar eski olduğudur ve bu soruya iki yoldan yanıt aranır. Birincisi, bir buluntunun diğerinden daha yaşlı mı daha genç mi olduğunu belirleyen göreli yaşlandırmadır (İng: "relative dating"). Bu yöntemin temel araçlarından biri, bir dizinin altındaki tortul tabakaların daha yaşlı olduğunu söyleyen süperpozisyon ilkesidir (İng: "principle of superposition"). Alttaki eskidir. Kayalar bazen eğilir ya da kıvrılır, bu eğilmeleri tanımak da bilim insanlarının olayları doğru sıraya koymasına yardım eder.

İkinci yol, yıl cinsinden bir yaş tahmin eden mutlak yaşlandırmadır (İng: "absolute dating"). Bütün mutlak yaşlandırma yöntemlerinin bir hata payı vardır. Bu yöntemlerin önemli bir grubu olan radyometrik yaşlandırma, bazı elementlerin doğal radyoaktif bozunmasına dayanır ve ana izotopun ürün izotopa oranını ölçer. Hesabın anahtarı yarı ömürdür (İng: "half-life"). Yarı ömür, ana izotopun yarısının ürün izotopa bozunması için geçen süredir.

Sınırlar vardır. Karbon-14 yöntemi organik bir örnek ister ve kaynağımıza göre 50 ile 50.000 yıl arasındaki örneklerde işe yarar.⁠^[4] Potasyum-argon yöntemi ise kararsız bir potasyum izotopunun kararlı bir argon izotopuna bozunmasını kullanır. Bazen fosilin kendisi değil, çevresindeki tabakalar tarihlendirilir. Buluntunun altında ve üstünde volkanik kül tabakaları varsa ikisi de yaşlandırılabilir. Fosil üstteki kül tabakasından genç, alttaki kül tabakasından da yaşlı olamaz, böylece yaşı iki tarih arasına sıkıştırılmış olur.

Paleontolog Ne İş Yapar?

İş arazide başlar. Paleontologlar kazı alanını bir ızgara yöntemiyle haritalandırır. Ardından kazı araçlarıyla malzeme çıkarılır ve ayrılır. Önceki bölümde gördüğümüz tabaka sırası düşünüldüğünde, bir fosilin hangi tabakada bulunduğu, onun göreli yaşını belirlemede işe yarar.

Kazıdan sonra iş masa başında sürer ve burada tek bir bilim dalı yetmez, çünkü paleontoloji, biyoloji, jeoloji, ekoloji, antropoloji, arkeoloji ve hatta bilgisayar bilimlerinden yararlanır. Biyoloji ve jeoloji, paleontoloğun yararlandığı bilgi alanlarından ikisidir. Sonuçta paleontoloji, fosillerin evrime ve geçmişin ekolojisine dair ne söylediğini inceler. Kısacası paleontolog, hem bir kazı ekibinin üyesi hem de eski bir dünyanın yeniden kurucusudur.

Paleontoloji ile Arkeoloji Aynı Şey mi?

Paleontolojiyle ilgili en yaygın karışıklık arkeolojiyle ilgilidir. Bu iki alan sıklıkla birbirinin yerine kullanılır. Karışıklığın bir nedeni, iki alanın da yeryüzünde ya da yeryüzüne yakın korunmuş eski nesneleri incelemesidir. Arkeologlar ve paleontologlar, alanlarını haritalandırmak için benzer bir ızgara yöntemi kullanır, kazı ve ayıklama için de benzer araçlarla çalışır.⁠^[5] Sahada uzaktan bakan biri, iki ekibi birbirinden ayıramayabilir.

Bilimsel odakları farklıdır: ortak ilke ve yöntemleri olsa da incelenen konu aynı değildir. Paleontoloji fosillerden yola çıkarak Dünya'daki yaşamın tarihini inceler. Arkeoloji ise geçmişte yaşamış insanları, bıraktıkları maddi kalıntılar üzerinden araştırır. Fosilleşmiş bir deniz kabuğu paleontolojinin, insan eliyle yapılmış bir araç arkeolojinin konusudur. İki alan birbirinden kopuk da değildir, çünkü paleontoloji, arkeolojinin ve antropolojinin bilgisinden de yararlanır. Yani bunlar, benzer araçlarla farklı sorular soran iki komşu bilim dalıdır.

Paleontolojinin Alt Dalları

Paleontoloji tek bir uğraş değil, birçok alt dalın bir araya geldiği bir alandır. Bu dalların bazıları incelenen canlı grubuna, bazıları fosilin boyutuna, bazıları da incelenen sürece göre ayrılır.⁠^[2]

• Mikropaleontoloji: Hangi gruba ait olursa olsun, genellikle mikroskobik fosiller
• Paleobotanik: Fosil bitkiler, geleneksel olarak fosil algler ve mantarlar da
• Palinoloji: Güncel ve fosil polenler ile sporlar
• Omurgasız paleontolojisi: Omurgasız hayvan fosilleri
• Omurgalı paleontolojisi: İlkel balıklardan memelilere kadar omurgalı fosilleri
• Tafonomi: Çürüme, korunma ve genel olarak fosil oluşumu süreçleri
• İknoloji: Fosilleşmiş hareket izleri, yollar ve ayak izleri
• Paleoekoloji: Fosillerle ve başka yöntemlerle geçmişin ekolojisi ve iklimi

Bazı dallar tanıdık gelecek. Fosilin nasıl oluştuğunu anlatırken aslında tafonomi alanına girmiştik. Ayak izi gibi iz fosilleri ise iknoloji alanının malzemesidir. Paleoekoloji, fosillerle ve başka yöntemlerle geçmişin ekolojisini ve iklimini araştırır. Palinolojinin hem güncel hem fosil polenleri incelemesi de dikkat çekicidir. Bu dalda bugünün örnekleri, geçmişin örnekleriyle aynı masada durur.

Eksik Bir Kayıtla Nasıl Çalışılır?

Ele aldığımız yöntemlerin her biri aynı zorlukla karşı karşıyadır. Eski kalıntılar sadece çok özel koşullarda korunur ve kayıt eksiktir. Yumuşak vücut bölümleri ölümden kısa süre sonra çürür. Sert kısımlar kalabilir, yumuşak kısımlar ise çoğunlukla kalmaz. Paleontoloğun elindeki tablo bu nedenle hep parçalıdır ve bu parçalılık, ilk bakışta alanın bir kusuru gibi görünebilir. Bizim gözümüzde ise paleontolojiyi en öğretici yapan şey tam da budur.

Bir fosilin yaşı bazen tek bir sayı olarak değil, iki kül tabakası arasındaki bir aralık olarak verilir. Her mutlak tarih hata payıyla okunur. Kemik yoksa ayak izi, ayak izi yoksa bir polen tanesi bilgi verebilir. Paleontoloji, kayıp parçaları tahminle doldurmak yerine her kanıt türünün neyi gösterip neyi gösteremeyeceğini tartar. Bir sonraki fosil bulunduğunda sorulacak ilk soru da bu yüzden hep aynıdır: bu kalıntı, eksik kaydın hangi boşluğunu dolduruyor?