Sürüngenler Çağını Başlatan Küresel Bir Isınmaydı!

Jeolojik geçmişin derinliklerine indiğimizde iklim değişikliğine bağlı olarak gerçekleşen birçok kitlesel yok oluşla karşılaşmamız mümkündür. Bu kitlesel yok oluşlar üzerine araştırma yapmak, araştırmacılara çevresel krizlerin organizma evrimine olan etkisini inceleme olanağı tanımaktadır. Kitlesel yok oluşların başlıca örneği, Permiyen-Triyas iklim krizidir. Sırasıyla 265 ve 230 milyon yıl önceki Permiyen ve Orta Triyas dönemlerinde gerçekleşen bu iklim krizi, küresel ısınmaya bağlı olarak ortaya çıkan bir dizi iklim kaymasıdır. Bu iklim kaymaları, Permiyen döneminin sonunda tarihin en büyük iki kitlesel yok oluşuna yol açmıştır. İlki 261 ve ikincisi 252 milyon yıl önce gerçekleşirken, ikincisi tüm hayvan türlerinin %86'sını dünya üzerinden sildi.

Permiyen dönemindeki yok oluşlar, sadece büyüklük açısından önemli değildi. Aynı zamanda, gezegen tarihinde sürüngenlerin karada yaşayan en baskın omurgalı hayvan grubu olduğu yeni bir çağın başlangıcına da damga vurdular. Permiyen dönemi boyunca, memelilerin ataları olan sinapsitler karadaki omurgalı faunalara baskın geliyordu. 252-200 milyon yıl önce gerçekleşen Triyas-Permiyen yok oluşlarından sonra sürüngenler, yüksek bir hızda evrimleşmeye başladılar. Bu durum sürüngen çeşitliliğine hızlı bir artış getirmekle kalmayıp bugünkü ekosistemlerin ve birçok nesli tükenmiş ekosistemin de oluşumunda kilit bir rol oynadı. Bazı sinapsit türlerinin yok oluşundan sonra sürüngenler, onların daha önce işgal ettiği habitatları ve besin kaynaklarını ele geçirdiler. Buna bağlı olarak paleontologlar, sürüngenlerdeki evrimleşme ve çeşitlenmedeki hızlanmanın rakip türlerin yok olmasının bir sonucu olduğu çıkarımına vardılar.

Ancak Sciences Advances dergisindeki yeni bir çalışma daha farklı bir durumu ortaya koydu. Harvard Üniversitesi Organizma ve Evrimsel Biyoloji bölümü ve Karşılaştırmalı Zooloji Müzesinden araştırmacılar, sürüngenlerin ani evrim ve yayılımlarının çok daha erken başladığını keşfettiler. Permiyen'in son dönemlerinden de önce başlayan sürecin, jeolojik kayıtlarda 60 milyon yılı kapsayan bir dizi iklimsel değişiklikle giderek artan küresel sıcaklıklara bağlı olduğu bulundu. Başyazar Tiago R. Simões keşiflerini şöyle açıklıyor:

Sürüngenlerin bu ani evrim dönemlerinin artan sıcaklıklarla yakından bağlantılı olduğunu keşfettik. Bazı gruplar daha hızlı, bazılarıysa daha yavaş değişti; ama neredeyse tüm sürüngenler, daha önceye kıyasla çok daha hızlı evrimleşti.

Bu değişimlerin etkileri üzerine yapılan daha önceki çalışmalar, daha çok deniz canlılarına odaklanıp veri erişimi sınırlı olduğundan kara omurgalılarının üzerinde pek durmuyordu.

Bu çalışmada Simões ve uzman yazar Prof. Stephanie E. Pierce, Prof. Michael Caldwell ve Dr. Christian Kammerer ile çalıştı. Tüm modern memelilerin, sürüngenlerin, kuşların ve nesli tükenmiş en yakın akrabalarının atası olan amniyotların evrimlerinin ilk evresini incelediler. Bu ilk evrede sürüngenlerin ve memelilerin ilk grupları birbirinden ayrılıp kendi evrimsel yollarında evrimleşiyordu. Simões şunları söylüyor:

Sürüngenler bu konuyu incelememiz için daha ideal ve eşsiz bir kara sistemi sunuyor bize. Çünkü sürüngenlerin nispeten daha iyi bir fosil kanıtı bulunmakta. Ayrıca, Permiyen-Triyas gibi doğal yaşamın en büyük yok oluşuna sebep olanlar da dâhil olmak üzere bazı iklimsel değişikliklerden de sağ çıkabildiler.

Memeli atalara kıyasla, sürüngenlere Permiyen döneminde oldukça az rastlanırdı. Ancak Triyas döneminde işler büyük ölçüde değişti. Sürüngenlerin tür sayıları ve biçimsel çeşitliliklerinde büyük bir artış oldu. Bu durum sonucunda; timsah, kertenkele ve kaplumbağalar gibi günümüzün önemli sürüngen gruplarının birçoğu ve şu an nesli tükenmiş olan bazı diğer gruplar ortaya çıktı.

Araştırmacılar geniş çaplı oluşturulmuş birinci el kaynak derlemesinin üzerine bir veri kümesi ortaya çıkardı. Toplanılan kaynaklarda kertenkele, sinapsit ve neredeyse 140 milyon yıl önce ve Permiyen-Triyas yok oluşundan sonra yaşamış yakın akrabalar olmak üzere 125 türden 1000 fosil numunesi bulunuyordu. Bu aşamadan sonra bu türlerin ilk ne zaman ortaya çıktığını ve ne kadar hızlı evrimleştiklerini analiz ettiler. Analizde SARS virüslerinin evrimini anlamak için de kullanılan Bayes evrim analizi gibi gelişmiş analitik teknikler kullandılar. Ardından araştırmacılar, yeni veri kümesiyle jeolojik kayıtlarda birkaç milyon yılı kapsayan küresel sıcaklık verilerini birleştirdi. Bununla hayvanların iklim kaymalarına karşı verdikleri adaptif tepkiye geniş bir bakış açısı sağlamayı hedeflediler. Pierce çalışmalarını şöyle açıklıyor:

Elde ettiğimiz sonuçlar, yeni çevresel koşullarına uyum sağlayan sürüngen gruplarının birçoğunda gözlemlenen son derece yüksek oranlardaki anatomik değişimlerle ani iklim kaymaları ve küresel ısınmanın ilişkili olduğunu gösteriyor. Bu süreç en az 270 milyon yıl önce, Permiyen-Triyas yok oluşundan da çok önce başladı. Yani, Permiyen-Triyas yok oluşu sanıldığı üzere sürüngenlerin vücut yapılarındaki çeşitlenmeye yol açmadı. Aslında bu çeşitlenme yok oluştan milyonlarca yıl önce başlamıştı.

Simões araştırmalarında karşılaştıkları istisnai bir durumu da şöyle açıklıyor:

İlk kertenkeleleri ve tuataraları içerisinde barındıran Lepidosauiria grubunda aynı durumu gözlemleyemedik. Birçok sürüngen grubunun aksine, genel anatomilerine göre oldukça yavaş bir değişim evresinden geçtiler. Aslında vücut yapıları, diğer sürüngenler gibi bir anda tamamıyla değişmek yerine doğal seçilim ile kısıtlanmıştı.

Araştırmacılar bunun, yüksek sıcaklıklarla başa çıkabilmek için vücut büyüklüklerinde gerçekleşen ön adaptasyonlardan kaynaklı olduğunu düşünüyor. Simões durumu şöyle açıklıyor:

Organizmaların fizyolojisi, onların vücut büyüklüklerine bağlıdır. Küçük cüsseli sürüngenler çevreleriyle daha iyi ısı alışverişinde bulunabilir. İlk kertenkeleler ve tuataralar bugünkü akrabalarından çok da farklı değillerdi ve diğer sürüngen gruplarına kıyasla daha küçüktüler. Bu yüzden sıcaklıktaki büyük değişimlere daha iyi adapte olabildiler. Timsah, kaplumbağa ve dinozorların çok daha büyük olan ataları ise o kadar kolay ısı kaybedemiyordu. Dolayısıyla yeni çevresel koşullarına adapte olabilmek için hızlıca vücutlarını değiştirmeleri gerekti.

Simões, Pierce ve diğer katılımcılar ayrıca, zaman diliminde coğrafi bölgelere göre vücut büyüklüklerinin nasıl değiştiğini detaylarıyla ortaya koydular. Öldürücü sıcakların olduğu dönemlerde tropik bölgelerde hayatta kalabilmeleri amacıyla sürüngenler için azami bir vücut büyüklüğü olduğunu keşfettiler. Buna bağlı olarak vücut büyüklüğünde iklimsel basıncın oldukça yüksek olduğu kanısına vardılar.^[1] Pierce bu durumu şöyle açıklıyor:

Büyük sürüngenlerin iklim kaymalarıyla başa çıkmak için temelde iki seçeneği vardı. Ya ılıman bölgelere göç edecekler ya da aşırı ısınma endişelerinin olmayacağı sular âlemini işgal edeceklerdi; çünkü su, havaya kıyasla ısıyı emip mevcut sıcaklığını daha iyi koruyabilir.

Simões son olarak şunları söyledi:

Jeolojik geçmişteki yükselen sıcaklıklarla farklı sürüngen gruplarının verdiği ani biyolojik tepkiler arasında güçlü bir ilişki olduğunu artık biliyoruz. Bu ilişki bize, son Permiyen-Triyas dönemindeki sürüngen vücut yapılarının kökeni ve artışını açıklamada iklim değişikliğinin kilit bir unsur olduğunu gösteriyor.