289 Milyon Yıllık Sürüngen Mumyası İnsan Solunum Sisteminin Kökenini Ortaya Koyuyor
Küçük bir antik sürüngen, bildiğimiz anlamda nefes almanın başladığı anı ortaya çıkardı ve bu, Dünya üzerindeki yaşamı sonsuza dek değiştirdi.
Aldığınız her nefes, derin bir evrimsel geçmişe dayanır. Göğsünüzün düzenli olarak yükselmesi, kaburgalarınız arasındaki kasların dışa doğru genişlemesi ve havanın ciğerlerinize akışı rutinmiş gibi gelir. Ancak bu tanıdık sürecin kökenleri çok eskilere dayanmaktadır.
Yaklaşık 289 milyon yıl önce Oklahoma’daki bir mağarada ölen küçük, mumyalanmış bir sürüngen, amniyotlarda (sürüngenler, kuşlar, memeliler ve karada yaşamaya tamamen uyum sağlayan ilk hayvanlardan bazıları olan ortak ataları içeren bir grup) bu solunum sisteminin bilinen en eski örneğini ortaya koymuştur.
Antik Fosil, Erken Dönem Solunum Sistemini Ortaya Çıkardı
Nature dergisinde yayınlanan bir çalışmada , araştırmacılar Erken Permiyen dönemine ait küçük bir sürüngen olan Captorhinus aguti’nin olağanüstü korunmuş halini anlatıyor.
Sadece birkaç santimetre uzunluğunda olmasına rağmen, bu fosil kemiklerden çok daha fazlasını içeriyor. Üç boyutlu deri, kalsifiye kıkırdak ve hatta protein izlerini koruyor. Bu protein kalıntıları, daha önce fosillerde tespit edilenlerden yaklaşık 100 milyon yıl daha eski.
Ethan Mooney, “Captorhinus, erken amniyot evrimini anlamak için kritik öneme sahip, kertenkeleye benzeyen ilginç bir canlıdır” dedi. Bu erken sürüngenler, birkaç santimetreden birkaç metreye kadar değişen boyutlardaydı ve karada yaşamı keşfeden ilk canlılar arasındaydı. Yaşadıkları dönemde yaygın ve başarılıydılar.
Richards Spur Alanı Nadir Yumuşak Dokuları Koruyor
Fosil, Oklahoma’daki Richards Spur yakınlarındaki mağara sistemlerinde keşfedildi; bu bölge, geç Paleozoik döneme ait olağanüstü yaşam kayıtlarıyla biliniyor. Zaten tür bakımından zengin olan bu döneme ait en çeşitli karasal omurgalı koleksiyonunu içeriyor .
Olağanüstü koşullar, hassas dokuların korunmasına yardımcı oldu. Petrol sızıntısı hidrokarbonları ve oksijensiz çamur, sadece kemikleri değil, aynı zamanda deriyi ve kıkırdağı da korudu.
Sonuç olarak, bu örnek, bir kolu vücudunun altına kıvrılmış halde son pozisyonunda korunmuş, üç boyutlu mumyalanmış bir fosil olarak görünmektedir. Bu detay seviyesi, eski bir sürüngenin alışılmadık derecede eksiksiz bir görünümünü sağlamaktadır.
Gelişmiş Tarama Yöntemleri Cilt ve Anatomiyi Ortaya Çıkarıyor
Araştırmacılar, fosili zarar vermeden incelemek için Avustralya’daki özel bir tesiste nötron bilgisayarlı tomografi (nCT) kullandılar. Bu teknik, kayanın içinde gizli olan iç yapıları görmelerini sağladı.
Mooney’nin analiz sırasında gördükleri beklenmedikti. “Kemiklerin etrafına sarılmış tüm bu yapıları görmeye başladım,” dedi, “çok ince ve dokuluydular. Ve bakın ne oldu, hayvanın gövdesinin etrafında güzel bir deri tabakası vardı. Pullu derinin, gövdeden boyuna kadar vücudun büyük bir bölümünü kaplayan, konsantrik bantlardan oluşan harika bir akordeon benzeri dokusu vardı.”
Bu desen, günümüzde yaşayan küçük, toprağa gömülen sürüngenler olan modern solucan kertenkelelerinin pullarına benziyor.
En Eski Kaburga Tabanlı Solunumun Yeniden İnşası
Korunmuş deri, keşfin sadece bir parçasıydı. Araştırmacılar, Richards Spur’dan elde edilen üç Captorhinus örneğini inceleyerek bu hayvanın nasıl nefes aldığını yeniden yapılandırabildiler. Bir örnekte, segmentli kıkırdaklı bir sternumun yanı sıra sternal kaburgalar, ara kaburgalar ve göğüs kafesini omuz kemerine bağlayan bağlantılar ortaya çıktı.
Bilim insanları ilk kez bu yapıları erken bir sürüngende net bir şekilde görebildiler ve erken bir amniyotta eksiksiz bir solunum sistemini yeniden oluşturabildiler. Bu sistem, kaburgalar arasındaki kasların genişleyip göğüs boşluğunu sıkıştırarak akciğerlere hava çekmesini sağlayan kostal aspirasyon solunumu olarak bilinir.
Bu yenilikten önce, amfibiler farklı bir yöntem kullanıyordu. Derileri aracılığıyla nefes alıyor ve ağızları ve boğazlarıyla hava hareket ettiriyorlardı. Bu yöntem günümüzde birçok amfibi için işe yarasa da, aktiviteyi sınırlıyordu. Kaburga tabanlı solunum, daha derin ve daha verimli hava akışı sağlayarak daha fazla oksijen verilmesini ve karbondioksitin daha etkili bir şekilde uzaklaştırılmasını mümkün kılıyor.
Reisz, “Captorhinus’ta bulunan sistemin, yaşayan sürüngenlerde, kuşlarda ve memelilerde görülen kaburga destekli solunum türünün atasal durumunu temsil ettiğini öne sürüyoruz” dedi.
Karada Aktif Yaşam İçin Bir Çığır Açan Gelişme
Göğüs kafesini solunum için güç kaynağı olarak kullanmak, önemli bir evrimsel adımdı. Bu, erken amniyotların daha aktif hale gelmelerini ve karada yaşamaya daha iyi uyum sağlamalarını mümkün kıldı. Bu değişim, muhtemelen hızlı çeşitlenmelerine ve uzun vadeli başarılarına katkıda bulundu.
Mooney, “Bu, hayvanların çok daha aktif bir yaşam tarzı benimsemelerine olanak sağlayan, oyunun kurallarını değiştiren bir gelişmeydi” dedi.
Antik Çağlardan Kalma Protein Keşfi Sınırları Zorluyor
Fosil ayrıca beklenmedik bir şeyi de ortaya çıkardı. Araştırmacılar, senkrotron kızılötesi spektroskopisi kullanarak kemik, kıkırdak ve deride korunmuş orijinal protein izlerini tespit etti. Bu moleküller, şimdiye kadar tanımlanan türlerinin en eskileri olup, dinozor fosillerinde bulunan önceki örneklerden yaklaşık 100 milyon yıl daha eskiye dayanmaktadır.
Mooney, “Bulunan protein kalıntısı olağanüstü,” dedi, “fosil kayıtlarında yumuşak doku korunması açısından nelerin mümkün olduğuna dair anlayışımızı önemli ölçüde ileriye taşıyor.”
Devam Eden Araştırmalar ve Geleceğe Yönelik Öngörüler
Fosiller şu anda Toronto’daki Royal Ontario Müzesi’nde muhafaza ediliyor ve daha fazla çalışma için erişilebilir durumda. Mooney, erken dönem sürüngenler ve evrimsel tarihleri üzerine yoğunlaşarak Harvard’daki araştırmalarına devam ediyor.
Bu tür keşifler, erken omurgalıların karaya nasıl adapte olduklarına ve verimli solunum gibi önemli yeniliklerin Dünya’daki yaşamın gelişimini nasıl şekillendirdiğine dair değerli bilgiler sağlıyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: 289 Milyon Yıllık Sürüngen Mumyası İnsan Solunum Sisteminin Kökenini Ortaya Koyuyor