Sürüngen Evrimi: Adaptif Yayılım Yerine, Birikimli Seçilim, Sürüngenlerin Nasıl ve Ne Zaman Evrimleştiğini Daha İyi Açıklıyor!

Sürüngenlerin, geçtiğimiz 300 milyondan fazla yıl içerisinde nasıl ve ne zaman evrimleştiği hakkındaki 75 yıllık görüşe meydan okumak; bol bol kamera kullanımı, epeyce bilgisayarlı tomografi (CT) taraması ve en önemlisi, binlerce kilometrelik yolculuklar yapmayı gerektirir. Bu işte neden başarılı olduklarını anlamak isterseniz, Tiago R. Simões’in pasaportundaki pullara bakmanız yeterli.

Simões, Harvard’da paleontolog Stephanie Pierce’ın laboratuvarında, Alexander Agassiz doktora sonrası araştırmacısı. Her biri birkaç yüz milyon yıllık, yaklaşık 1000 adet sürüngen fosilinin CT taramasını yapmak ve bu fosilleri fotoğraflamak için 2013’ten 2018’e kadar 20’den fazla ülkede 50’den fazla müzeyi gezdi. Yaklaşık 400 gün süren bu aktif derleme, yaşayan ve nesli tükenmiş sürüngen gruplarının evriminin mevcut en büyük zaman çizelgesinin oluşmasına yardımcı oldu.

Bu geniş veri tabanının istatistiksel analizi; evrimdeki önemli geçişlerin her zaman öncü çevresel değişimlerce tetiklenen büyük, hızlı (en azından jeolojik açıdan) patlamalarla meydana geldiği yönündeki geniş çapta kabul gören teoriyi yanlışlayarak, bilim insanlarının bu soğukkanlı omurgalıların evrimini daha iyi anlamasına yardımcı oluyor. Bulgular, Nature Communications’da yayınlanan makalede açıklanıyor.^[1]

Tiago R. Simões

Araştırmacılar makalede, 250 milyon yıldan daha uzun süre önce nesli tükenmiş sürüngen soylarının evriminin; daha önceden düşünüldüğü gibi tek bir büyük evrimsel olayla değil de 50 milyon yıldan fazla bir süre içerisinde küçük morfolojik değişimlerle (vücut pulları ya da süzülmek için kanatlar gibi ) meydana geldiğini gösteriyor. Ayrıca önceden düşünülenin aksine, çoğu kertenkele türünün erken evriminin sürekli olarak daha yavaş ve daha birikimli bir süreç olduğu da makalede gösteriliyor. Simões şöyle diyor:

Bugün sürüngenlerde gördüğümüz bu geniş çeşitliliği ortaya çıkaran ani bir sıçrama değildi. Başlangıçta bir sıçrama oldu ama nispeten küçüktü, daha sonra bu [evrim] oranlarında ve farklı çeşitlilik değerlerinde sürekli bir artış oldu.

Bunun kanıtı, diğer hayvanlarda daha önce görülmüştü; ama 10.000’den fazla farklı tür ve baş döndürücü çeşitlilikte özelliklere sahip sürüngenlerde (bazı kertenkele türlerinin bir gecede nasıl donup ertesi sabah çözüldüğünü ya da kaplumbağaların nasıl koruyucu zırh geliştirdiğini düşünün!) ilk kez görülüyor.

Bulgular, Harvard’lı paleontolog George G. Simpson’ın 1940’larda popülerleştirdiği, gezegenin biyolojik çeşitliliğinin kökenini açıklamaya çalışan "Adaptif Yayılım" teorisiyle çelişiyor. Adaptif Yayılım, son yıllarda farklı hayvan türlerini, morfolojilerini ve DNA’yı kullanarak moleküler düzeydeki evrimi kusursuz olarak açıklamak için teknoloji, yeni yöntemler ve veriler ortaya çıkana kadar on yıllar boyunca araştırmaların odak noktasıydı.

Bu çalışmanın araştırmacıları arasında Karşılaştırmalı Zooloji Müzesi omurgalı paleontolojisi küratörü ve Thomas D. Cabot Organizmal ve Evrimsel Biyoloji Doçent Doktoru Stephanie Pierce, Kanada’daki Alberta Üniversitesi’nden doktora öğrencisi Oksana Vernygora ve yine Alberta Üniversitesi’nden Profesör Michael Wayne Caldwell de bulunuyor.

Simões, veri toplamak için Londra, Paris, Berlin, Ottawa, Pekin ve Tokyo da dahil olmak üzere dünyadaki başlıca doğa tarihi müzelerini gezdi. Amerika Birleşik Devletleri’nde ise Smithsonian Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’ni, Carnegie Doğa Tarihi Müzesi’ni ve Harvard Karşılaştırmalı Zooloji Müzesi’ni ziyaret etti.

Bilim insanları, uzun zaman dilimleri içerisinde hayvanların nasıl evrimleştiğini anlayarak, ekoloji ve organizmaların çevresel değişikliklerden nasıl etkilendiği üzerine bir dizi ders toplayabileceklerine inanıyorlar. Araştırmacılar veri tabanını kullanarak başlıca sürüngen soylarının ya da morfolojilerinin ne zaman ortaya çıktığını belirleyebilir, bu değişikliklerin sürüngen DNA’sını nasıl etkilediğini görebilir ve türlerin tarihsel olaylardan nasıl etkilendiği üzerine önemli dersler öğrenebilir.

Örneğin sürüngenler üç büyük kitlesel yok oluştan sağ çıktı. Bunların en büyüğü, doğal sera gazlarının birikmesinden kaynaklandığına inanılan 250 milyon yıl önce gezegendeki türlerin %90’ını yok ederek "Büyük Yok Oluş" ismini alan Permiyen-Triyas Yok Oluşu'ydu.

Araştırmacıların yarattığı zaman çizelgesi, şunu bulmalarına yardımcı oldu: Sürüngenlerin evrimleşme oranı ve aralarındaki anatomik farklılıklar, Büyük Yok Oluş öncesinde de neredeyse sonrasında olduğu kadar yüksekti. Ancak sürüngenlerin birçok ekosistemde baskın türler haline gelmesi ve türlerin çeşitliliğinin artması Büyük Yok Oluş’tan çok daha sonra gerçekleşti. Bu bulgu, anatomik değişim oranlarının; genetik çeşitlilikle veya türlerin sayıca zenginliğiyle örtüşmesi gerekmediğini pekiştirdi. Araştırmacılar ayrıca, sürüngenlerin önceki anatomik çeşitlilik düzeylerine ulaşmasının 10 milyon yıldan fazla sürdüğünü de belirtiyorlar. Simões, şöyle diyor:

"Bu bize, ani çevresel değişikliklerin yaşam tarihi boyunca olayların geniş şemasında ve küresel ölçekte ne kadar etkili olmuş olabileceğini söylüyor.

Adaptif yayılımla çelişen diğer kanıtlar ise, yaklaşık 170 milyon yıl önce evrimsel süreçlerinin başında önde gelen özelliklerinden olan zayıf ve uzun vücutlarını elde eden (ama uzuvlarını 105 milyon yıl boyunca tam olarak kaybetmediler) yılanların kökenine dair benzer ama şaşırtıcı bulgular içeriyor. Bundan 170 ila 165 milyon yıl önce, bugün kendilerinden çok daha büyük olan avlarını bile yutabilecek güçlü ve esnek çenelere sahip olabilmelerine yol açan hızlı evrimsel değişimlere uğradılar. Ama araştırmacılar yılanların, sürüngenlerin evrimsel geçmişindeki en hızlı anatomik değişimleri yaşamalarının adaptif yayılımla öngörüldüğü gibi taksonomik çeşitlilikle ya da yüksek moleküler evrim oranlarıyla tutarlı olmadığını söylüyor.

Bilim insanları bu uyuşmazlığın nedenini belirleyemediler ve daha fazla araştırmanın gerektiğini öne sürdüler. Özellikle vücut planlarının nasıl evrimleştiğini ve DNA’daki değişimlerin bununla nasıl ilişkili olduğunu anlamak istiyorlar. Simões şöyle diyor:

Yaşam tarihindeki, özellikle de Dünya’daki sürüngen yaşamı tarihindeki büyük değişikliklerin neler olduğunu artık daha iyi görebiliyoruz. Araştırmaya devam edeceğiz.