Karbonifer döneminde bütün canlılar O2 verimliliği sebebiyle boyutunu arttırdıysa neden memeliler ve O2 li solunum yapan bakteriler büyümedi?

Merhaba, öncelikle Karbonifer döneminde bitkiler adına bir gelişme olmuş ve lignin molekülü evrimleşmiş. Günümüz ağaçlarının odunsu gövdelerinin temel yapı maddesi olan lignin, günümüzden yaklaşık 350 milyon yıl önce evrimleşmiş ve bitkiler anlamda göklere yelken açmışlar. Çünkü artık dayanıklılıkları ve esneklikleri sayesinde, uzun boyunlu olmanın getirdiği dezavantajların üstesinden gelebiliyorlarmış. Bu yeni canlı türleri sayesinde oksijen seviyesi tekrardan artışa geçmiş ve günümüzde %20,95 olan oksijen seviyesi, tahminlere göre karbonifer döneminde %30 ila %40 arasında değerler kazanmış.^[1]

Neden memeliler ve O2'li solunum yapan bakteriler büyümedi?

Karbonifer döneminde memeliler henüz evrimleşmemiştir. Bu dönem, amfibiler ve sürüngenimsi canlıların yaygın olduğu bir dönemdi. Memeliler çok daha sonra, Mezozoik dönemin sonlarında (Trias-Jura-Kretase sınırında, yaklaşık 200 milyon yıl önce) evrimleştiler. Dolayısıyla, Karbonifer’in yüksek O₂ seviyelerinden doğrudan etkilenmediler.

Böcekler gibi eklembacaklılar trakeal sistemle nefes alır: Oksijen doğrudan hücrelere difüzyonla taşınır. Bu sistemde oksijenin taşınabilirliği çevresel O2 seviyesine çok duyarlıdır. Oksijen arttıkça difüzyonla daha büyük hacimlere ulaşmak mümkün olur. (Dev böcekler (örneğin Meganeura gibi dev yusufçuklar)).

Memeliler ve bakteriler, farklı solunum sistemlerine sahiptir

Memeliler: Kapalı dolaşım sistemi ve hemoglobinli kan sayesinde oksijen zaten verimli taşınır. Yüksek O2’ye ekstra ihtiyaç duymadan büyük metabolik verim sağlar.

Bakteriler: Çoğu tek hücreli ve yüzey/alan oranı nedeniyle zaten O2 difüzyonunda sınırlı sorun yaşamaz.

Ayrıca büyümek sadece oksijen ile ilgili bir durum değildir.

-Isı düzenleme (özellikle memelilerde).

-Enerji ihtiyacı ve besin arzı.

-Hücre büyüklüğünün sınırlamaları (özellikle bakterilerde).

-Ekolojik niş uyumu (av-avcı ilişkisi, saklanma vs.).

Memelilerde çok büyük boyutlar enerji açısından çok maliyetlidir. Örneğin, fil kadar büyük olmak=daha fazla yiyecek=daha az hareket kabiliyeti=daha az yavru. Bu da evrimsel olarak seçilim baskısına neden olur.

YANİ:

Böceklerdeki trakeal solunum sistemi doğrudan çevresel O2’ye bağlı çalışır.

Memelilerde ve bakterilerde solunum sistemleri çevresel O2’den daha az etkilenir.