Minik Bir Fosilin Tarihteki Yeri
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Mayıs 13, 2006 00:00
Karmaşık yapılı hayvanlarla ilgili evrim sürecinin erken Kambriyen dönemde yaşanan bir patlamayla birlikte başladığı sanılmaktaydı. Ne var ki, 2004 yılında mikroskobik boyutlu Vernanimalcula’nın bulunması karmaşık yapılı hayvanların köklerinin Kambriyen döneminden de öncesine uzandığını ortaya koyuyor.
En önemli sorun
Bu tür canlıların bulunmasında yaşanan en önemli sorunlardan bir tanesi bunların mineralleşip fosile dönüşebilen iskeletlerden yoksun olmaları. Öyle olunca da araştırmacılar, kayanın ve ona özgü kimyasal süreçlerin türüne bağlı olarak, kalıntıların en ince ayrıntılarının bile hiç bozulmadan saklandığı ender çökeltilere bel bağlamak zorunda kalıyorlar.
Bu çökeltiler Almanca "ana damar" anlamına gelen lagerstatten adıyla biliniyor. Yumuşak dokuyu koruyan bu tür ana damarlara çok ender rastlanıyor. Yeryüzünün farklı bölgelerine dağılmış olan bu tür birkaç düzine ana damardan en çok bilineni Almanya’daki Solnhofen kireçtaşıdır. En eski kuş fosili olduğu sanılan 150 milyon yıllık Archaeopteryx örnekleri burada bulunuyor.
İlk kanıtlar
Daha eski bir çökelti olan ve Stephen Jay Gould’un yazılarıyla ün kazanan Britanya’daki Burgess şisti Kambriyen döneme ait eski okyanuslarda yaşayan yumuşak bedenli bir yığın gizemli canlı örneklerini barındırıyor.
Burgess şistinden daha da eski bir ana damar da Çin’in Yunnan eyaletinde yer alan ve kısa bir süre önce yine Kambriyen patlamasına özgü özellikler taşıyan yumuşak bedenli çok sayıda canlı örneğinin su yüzüne çıkartıldığı Chengjiang bölgesi.
Bunun dışında adını ilk örneğin bulunduğu Ediacara Tepeleri’nden alan Ediacara ana damarı da, Kambriyen öncesi dönemden ilginç fosiller ve ilk bilaterian’larla ilgili kanıtlar barındırıyor.
1998’de paleobiyoloji uzmanlarından oluşan iki farklı grup bir başka Kambriyen öncesi ana damar olan Güney Çin’in Guizhou bölgesinde yumuşakçalardan oluşan olağanüstü örnekler ortaya çıkardı. Bu örneklerin bulunduğu tortuların büyük bir bölümü fosillerdeki yumuşak dokuların yerini alan kalsiyum fosfat (apatit) mineralinden oluşuyor.
En son araştırmalar bu kayalıkların Ediacara direy-biteyinden çok daha eski olduklarını, büyük bir olasılıkla 500-600 milyon yıl öncesine uzandıklarını ortaya koyuyor. Bu da barındırdıkları mikrofosillerin Kambriyen dönemden 40-55 milyon yıl önce yaşadıkları anlamına geliyor.
Çin’e yolculuk
Hayvanların kökenleriyle ilgilenen araştırmacılar Doushantuo Oluşumu’nun bilaterian yaşamının ilk evrelerine ışık tutabileceğini kavramakta hiç gecikmediler.
Böylece, 1999 yılının güzünde Eric Davidson önderliğindeki bir grup araştırmacı mikrofosilleri incelemek üzere biraraya geldiler. Araştırmacılar arasında Doushantuo’daki yumurta ve embriyonlar konusunda ilk kez bilgi veren Chen ve Chia-Wei Li de vardı.
İlk incelemeler siyah renkteki oldukça ince tortu katmanının mikrofosiller açısından en zengin kaynak olduğunu ortaya koydu. Bölgedeki başka araştırmacılar kayayı asitle çözerek fosfatlaşmış minik fosilleri ortaya çıkarmışlardı.
Ne var ki, asitle çözme yöntemi hedeflenen siyah kayada işe yaramadı. Bu yüzden araştırmacılar farklı bir yöntem uygulamak zorunda kaldılar. Siyah kayadan büyük yığınlar toplayıp bunları Chen’in Nanjing Yerbilim ve Taşılbilim Enstitüsü’ndeki laboratuvarına götürdüler.
Laboratuvarda örnekler binlerce parçaya bölündü. Bu parçalar yarı saydam denilebilecek incelikteydiler ve cam saydamların üzerine yerleştirildiklerinde mikroskopla incelenebiliyorlardı.
Aranan bulunuyor
Bu binlerce saydamın incelenmesi yıllar aldı ve sonuçta bir yığın yumurtayla embriyon ortaya çıktı. Elde edilen bulgular daha önce bildirilen minik erişkin süngerlerle cnidarian’ların varlığını kanıtlamış oldu.
Gelgelelim, araştırmacıların gerçek hedefi bilaterianlardı. 2003 yazında tüm dikkatler karmaşık morfolojik nitelikleriyle özellikle kafa karıştıran bir mikrofosil türüne odaklandı. 10,000 örnek içinde bu türün topu topu 10 örneği bulunabildi.
Aylarca süren incelemeler sonunda, 2004’ün başlarında bu minik organizmanın bir bilaterianın temel özelliklerini taşıdığı sonucuna varıldı. Aranan bulunmuştu!
Minik pınar hayvanı
Eni 100 ile 200 mikron arasında değişen bu mikroskobik fosiller olağanüstü karmaşık bir yapıya sahipti ve içinde üç ana doku katmanı (iç deri, orta deri ve dış deri) ile ağız, bağırsak, makat ve çifte beden oyukları barındırmaktaydı.
Oval biçiminde, minik bir şekerlemeyi andıran bu yaratık bir olasılıkla deniz dibini tarayarak beslenmekteydi. Oval bedeninin bir ucundaki ağız mikropları tıpkı bir elektrikli süpürge gibi emmekteydi. Ağzın her iki yanındaki çukurlar muhtemelen duyu organlarıydı.
Bulunan bu yaratığa "minik pınar hayvanı" anlamına gelen Vernanimalcula adı verildi. Bu adla gezegenimizin buzullarla kaplı olduğu döneme bir gönderme yapılmaktaydı. Bu canlıları barındıran kayalar son buzul çağını simgeleyen kayaların az üstündeydi.
Minik bir pınarın kalıtı
Vernanimalcula’da görülen türdeki dirimsel karmaşıklık bu minik canlının yaşadığı 580-600 milyon yıllık dünyamızdan çok daha önceki bir evrim dönemine işaret ediyor.
Çünkü, onun böylesine bakışımlı ve karmaşık bir yapıya bir anda kavuşmuş olması düşünülemez. Bu yüzden onun atalarıyla ilgili daha ayrıntılı ipuçlarının elde edilmesi için daha eski ana damarların bulunması gerekiyor.
Bu türün soyundan gelenlerin ne olduğunun kavranması için araştırmacıların zaman sürecinde yol almaları da gerekiyor. Vernanimalcula ile 40-55 milyon yıl sonraki Kambriyen patlamasının canlıları arasındaki boşlukla ilgili bilgiler öncelikle Ediacara döneminin direy ve biteyini içeren ana damarlarla ilgili araştırmalardan geliyor.
Queen’s Üniversitesi’nden Guy Narbonne ve arkadaşları tarafından elde edilen yeni bulgular bu canlıların 575 milyon yıl önce yaşadıklarını doğruluyor.
Ne var ki, yalnızca 555 milyon yıllık ya da daha eski örneklerde bilaterian özelliklere sahip olan fosillere tanık olunmaktaydı. Minik Vernanimalcula’nın tersine, Ediacara bilaterianları makroskobik canlılardı.
Yumuşakçaların atası
Kimberella gibi, yaklaşık 10 santimlik bu yumuşak bedenli deniz canlıları günümüzde istiridye, salyangoz ve mürekkepbalığının da aralarında olduğu yumuşakçaların atası olabilir. Mikroskobik bilaterianların daha iri Ediacara canlılarıyla birlikte yaşayıp yaşamadıklarının anlaşılması için o döneme ait bir fosil yatağının bulunması gerekiyor.
Vernanimalcula’nın ataları ve torunlarıyla ilgili olarak henüz kesin bir bilgiye sahip olmasak da, bu minik fosiller evrim sürecinde atılan önemli bir adımı gözler önüne seriyor. Bunlar bilaterianların iri bedenlerden önce karmaşık yapıda bedenler oluşturma yeteneğine sahip olduklarını ortaya koyuyor.
Bilim insanları şimdilerde bu canlıların bedenlerinin neden sonradan büyüdüğünü araştırıyorlar. Bu konuda en olası açıklama deniz suyundaki erimiş oksijen miktarındaki belirgin artış olabilir. Solunumda oksijen artışı büyümeyle ilgili kısıtlamaları ortadan kaldırıyor.
Vernanimalcula taşılbilimcileri doğal olarak yumuşak bedenli hayvan fosilleri aramaya itiyor. Bu konuda öğrenilmesi gereken daha bir yığın şey olmakla birlikte, şimdiye dek yapılan incelemeler en azından karmaşık yapıdaki canlıların çok daha uzun bir geçmişe dayandıklarını ve Kambriyen döneminin bir patlamadan çok hayvan yaşamının yeşerdiği bir dönem olduğunu ortaya koyuyor.
Bu tür canlıların bulunmasında yaşanan en önemli sorunlardan bir tanesi bunların mineralleşip fosile dönüşebilen iskeletlerden yoksun olmaları. Öyle olunca da araştırmacılar, kayanın ve ona özgü kimyasal süreçlerin türüne bağlı olarak, kalıntıların en ince ayrıntılarının bile hiç bozulmadan saklandığı ender çökeltilere bel bağlamak zorunda kalıyorlar.
Bu çökeltiler Almanca "ana damar" anlamına gelen lagerstatten adıyla biliniyor. Yumuşak dokuyu koruyan bu tür ana damarlara çok ender rastlanıyor. Yeryüzünün farklı bölgelerine dağılmış olan bu tür birkaç düzine ana damardan en çok bilineni Almanya’daki Solnhofen kireçtaşıdır. En eski kuş fosili olduğu sanılan 150 milyon yıllık Archaeopteryx örnekleri burada bulunuyor.
İlk kanıtlar
Daha eski bir çökelti olan ve Stephen Jay Gould’un yazılarıyla ün kazanan Britanya’daki Burgess şisti Kambriyen döneme ait eski okyanuslarda yaşayan yumuşak bedenli bir yığın gizemli canlı örneklerini barındırıyor.
Burgess şistinden daha da eski bir ana damar da Çin’in Yunnan eyaletinde yer alan ve kısa bir süre önce yine Kambriyen patlamasına özgü özellikler taşıyan yumuşak bedenli çok sayıda canlı örneğinin su yüzüne çıkartıldığı Chengjiang bölgesi.
Bunun dışında adını ilk örneğin bulunduğu Ediacara Tepeleri’nden alan Ediacara ana damarı da, Kambriyen öncesi dönemden ilginç fosiller ve ilk bilaterian’larla ilgili kanıtlar barındırıyor.
1998’de paleobiyoloji uzmanlarından oluşan iki farklı grup bir başka Kambriyen öncesi ana damar olan Güney Çin’in Guizhou bölgesinde yumuşakçalardan oluşan olağanüstü örnekler ortaya çıkardı. Bu örneklerin bulunduğu tortuların büyük bir bölümü fosillerdeki yumuşak dokuların yerini alan kalsiyum fosfat (apatit) mineralinden oluşuyor.
En son araştırmalar bu kayalıkların Ediacara direy-biteyinden çok daha eski olduklarını, büyük bir olasılıkla 500-600 milyon yıl öncesine uzandıklarını ortaya koyuyor. Bu da barındırdıkları mikrofosillerin Kambriyen dönemden 40-55 milyon yıl önce yaşadıkları anlamına geliyor.
Çin’e yolculuk
Hayvanların kökenleriyle ilgilenen araştırmacılar Doushantuo Oluşumu’nun bilaterian yaşamının ilk evrelerine ışık tutabileceğini kavramakta hiç gecikmediler.
Böylece, 1999 yılının güzünde Eric Davidson önderliğindeki bir grup araştırmacı mikrofosilleri incelemek üzere biraraya geldiler. Araştırmacılar arasında Doushantuo’daki yumurta ve embriyonlar konusunda ilk kez bilgi veren Chen ve Chia-Wei Li de vardı.
İlk incelemeler siyah renkteki oldukça ince tortu katmanının mikrofosiller açısından en zengin kaynak olduğunu ortaya koydu. Bölgedeki başka araştırmacılar kayayı asitle çözerek fosfatlaşmış minik fosilleri ortaya çıkarmışlardı.
Ne var ki, asitle çözme yöntemi hedeflenen siyah kayada işe yaramadı. Bu yüzden araştırmacılar farklı bir yöntem uygulamak zorunda kaldılar. Siyah kayadan büyük yığınlar toplayıp bunları Chen’in Nanjing Yerbilim ve Taşılbilim Enstitüsü’ndeki laboratuvarına götürdüler.
Laboratuvarda örnekler binlerce parçaya bölündü. Bu parçalar yarı saydam denilebilecek incelikteydiler ve cam saydamların üzerine yerleştirildiklerinde mikroskopla incelenebiliyorlardı.
Aranan bulunuyor
Bu binlerce saydamın incelenmesi yıllar aldı ve sonuçta bir yığın yumurtayla embriyon ortaya çıktı. Elde edilen bulgular daha önce bildirilen minik erişkin süngerlerle cnidarian’ların varlığını kanıtlamış oldu.
Gelgelelim, araştırmacıların gerçek hedefi bilaterianlardı. 2003 yazında tüm dikkatler karmaşık morfolojik nitelikleriyle özellikle kafa karıştıran bir mikrofosil türüne odaklandı. 10,000 örnek içinde bu türün topu topu 10 örneği bulunabildi.
Aylarca süren incelemeler sonunda, 2004’ün başlarında bu minik organizmanın bir bilaterianın temel özelliklerini taşıdığı sonucuna varıldı. Aranan bulunmuştu!
Minik pınar hayvanı
Eni 100 ile 200 mikron arasında değişen bu mikroskobik fosiller olağanüstü karmaşık bir yapıya sahipti ve içinde üç ana doku katmanı (iç deri, orta deri ve dış deri) ile ağız, bağırsak, makat ve çifte beden oyukları barındırmaktaydı.
Oval biçiminde, minik bir şekerlemeyi andıran bu yaratık bir olasılıkla deniz dibini tarayarak beslenmekteydi. Oval bedeninin bir ucundaki ağız mikropları tıpkı bir elektrikli süpürge gibi emmekteydi. Ağzın her iki yanındaki çukurlar muhtemelen duyu organlarıydı.
Bulunan bu yaratığa "minik pınar hayvanı" anlamına gelen Vernanimalcula adı verildi. Bu adla gezegenimizin buzullarla kaplı olduğu döneme bir gönderme yapılmaktaydı. Bu canlıları barındıran kayalar son buzul çağını simgeleyen kayaların az üstündeydi.
Minik bir pınarın kalıtı
Vernanimalcula’da görülen türdeki dirimsel karmaşıklık bu minik canlının yaşadığı 580-600 milyon yıllık dünyamızdan çok daha önceki bir evrim dönemine işaret ediyor.
Çünkü, onun böylesine bakışımlı ve karmaşık bir yapıya bir anda kavuşmuş olması düşünülemez. Bu yüzden onun atalarıyla ilgili daha ayrıntılı ipuçlarının elde edilmesi için daha eski ana damarların bulunması gerekiyor.
Bu türün soyundan gelenlerin ne olduğunun kavranması için araştırmacıların zaman sürecinde yol almaları da gerekiyor. Vernanimalcula ile 40-55 milyon yıl sonraki Kambriyen patlamasının canlıları arasındaki boşlukla ilgili bilgiler öncelikle Ediacara döneminin direy ve biteyini içeren ana damarlarla ilgili araştırmalardan geliyor.
Queen’s Üniversitesi’nden Guy Narbonne ve arkadaşları tarafından elde edilen yeni bulgular bu canlıların 575 milyon yıl önce yaşadıklarını doğruluyor.
Ne var ki, yalnızca 555 milyon yıllık ya da daha eski örneklerde bilaterian özelliklere sahip olan fosillere tanık olunmaktaydı. Minik Vernanimalcula’nın tersine, Ediacara bilaterianları makroskobik canlılardı.
Yumuşakçaların atası
Kimberella gibi, yaklaşık 10 santimlik bu yumuşak bedenli deniz canlıları günümüzde istiridye, salyangoz ve mürekkepbalığının da aralarında olduğu yumuşakçaların atası olabilir. Mikroskobik bilaterianların daha iri Ediacara canlılarıyla birlikte yaşayıp yaşamadıklarının anlaşılması için o döneme ait bir fosil yatağının bulunması gerekiyor.
Vernanimalcula’nın ataları ve torunlarıyla ilgili olarak henüz kesin bir bilgiye sahip olmasak da, bu minik fosiller evrim sürecinde atılan önemli bir adımı gözler önüne seriyor. Bunlar bilaterianların iri bedenlerden önce karmaşık yapıda bedenler oluşturma yeteneğine sahip olduklarını ortaya koyuyor.
Bilim insanları şimdilerde bu canlıların bedenlerinin neden sonradan büyüdüğünü araştırıyorlar. Bu konuda en olası açıklama deniz suyundaki erimiş oksijen miktarındaki belirgin artış olabilir. Solunumda oksijen artışı büyümeyle ilgili kısıtlamaları ortadan kaldırıyor.
Vernanimalcula taşılbilimcileri doğal olarak yumuşak bedenli hayvan fosilleri aramaya itiyor. Bu konuda öğrenilmesi gereken daha bir yığın şey olmakla birlikte, şimdiye dek yapılan incelemeler en azından karmaşık yapıdaki canlıların çok daha uzun bir geçmişe dayandıklarını ve Kambriyen döneminin bir patlamadan çok hayvan yaşamının yeşerdiği bir dönem olduğunu ortaya koyuyor.