380 Milyon Yıllık Fosil, Karasal Hayatın Şafağını Aydınlatıyor
Antik akciğerli balık çeneleri karmaşık bir evrimsel hikâye anlatıyor. Yeni 3D analiz şaşırtıcı beslenme adaptasyonlarını ortaya çıkarıyor.
Karada yaşayan ilk omurgalıların ortaya çıkmasına neden olan antik yırtıcı balıklar, bir zamanlar Avustralya’nın kuzeyindeki tarih öncesi bir resifte yaşamış olan lob yüzgeçli balıkların beslenme davranışları üzerine yapılan yeni araştırmalar sayesinde memeli kökenlerine ışık tutmaya devam ediyor.
Flinders Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen ve iScience dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, 380 milyon yıllık akciğerli balıkların biyolojisine dair yeni bakış açıları sunuyor. Bu buluş, Batı Avustralya’nın kuzeyindeki uzak Gogo fosil bölgesinde keşfedilen olağanüstü iyi korunmuş çene kemiklerinin yüksek çözünürlüklü analizinden geliyor.
Onur öğrencisi Joshua Bland fosilleşmiş çene kemiklerini inceliyor. Kredi: Flinders Üniversitesi.
Ekip, 3D sonlu elemanlar modellemesi (FEM) kullanarak fosilleşmiş çene kemiğinin yapısal özelliklerini ve işlevsel performansını değerlendirdi. Sonuçlar bilim insanlarının, genellikle ‘Balıklar Çağı’ olarak adlandırılan Devoniyen döneminde çeşitli akciğerli balık türlerinin aynı tropikal deniz ekosisteminde nasıl bir arada var olduğunu anlamalarına yardımcı oldu.
Tetrapod akrabaları olarak akciğerli balıklar
Çalışmanın sorumlu yazarı Dr. Alice Clement, akciğerli balıkların tetrapodlarla, yani insanlar da dahil olmak üzere dört uzuvlu tüm omurgalılarla ‘kardeş takson’ olarak kabul edildiğini açıklıyor. Kendi deyimiyle, “bu da onların bizim en yakın ‘balık’ akrabalarımız olduğu anlamına geliyor.”
“400 milyon yıl öncesine uzanan geniş bir fosil geçmişine sahipler ve bugün hala yaşayan temsilcileri var ve tetrapodlara olan filogenetik yakınlıkları, sudan karaya ilk geçişi yapan uzak atalarımız hakkında fikir veriyor” diyor.
Gogo Formasyonu bölgesinden uzun burunlu bir Griphognathus whitei’nin (veya ‘ördek gagalı’ akciğerli balık) iyi korunmuş bir kafatası. Kredi: John Long/ Flinders Üniversitesi.
Gogo Formasyonu, şimdiye kadar tespit edilen 11 farklı tür ile şimdiye kadar keşfedilen en çeşitli akciğerli balık fosilleri alanı olarak öne çıkmaktadır. Bu örnekler, özellikle kafataslarının ve çenelerinin yapısında olağanüstü bir fiziksel form çeşitliliği sergilemektedir.
Biyomekanik işlev ve beslenme adaptasyonları
Araştırmacılar ilk kez, beslenme davranışlarını ve yırtıcı yeteneklerini daha iyi anlamak için bu eski balıkların farklı biyomekanik işlevlerini yeniden yapılandırdı.
Dr. Clement, “Suda yaşayan balıklardan karada hareket eden tetrapodlara dönüşen bu hayvanların vücutlarının ve yaşam tarzlarının nasıl değiştiğine dair ayrıntıları yavaş yavaş ortaya çıkarıyoruz” diyor.
3D sanal modellerin tümüne Morphosource üzerinden erişilebilir. Kredi: Flinders Üniversitesi.
Avustralyalı ve uluslararası uzmanlarla işbirliği içinde çalışan Flinders Üniversitesi araştırma ekibinde, paleontoloji öğrencisi Joshua Bland, Dr. Clement, Profesör John Long ve Amerika Birleşik Devletleri’nden Dr. Olga Panagiotopoulou gibi biyomedikal uzmanları yer aldı.
Kaliforniya Touro Üniversitesi’nden Dr. Panagiotopoulou, “Kapsamlı veri setimiz, şimdiye kadar herhangi bir fosil balıkta ısırma performansının en ayrıntılı ölçümünü sunarak, Gogo akciğerli balıklarında çeşitli beslenme adaptasyonları ve niş bölümleme için biyomekanik kanıtlar sağlıyor” diyor.
Son derece iyi korunmuş 3D fosillerin CT taramalarını kullanan ekip, şekil değişimlerini değerlendirmek için yedi türü inceledi ve sağlam kafatasları ve alt çeneleri olan beş örneğe sonlu elemanlar modellemesi (FEM) uyguladı.
“Daha sonra bu alt çenelerin ısırma sırasında yaşadığı stres ve gerilimi modelleyebildik” diyor.
3D sanal modellerin tümüne Morphosource üzerinden erişilebiliyor.
Morfoloji ve çene performansı şaşırtıyor
Stratejik Paleontoloji Profesörü John Long, yeni çalışmanın ‘gracile’ veya ‘robust’ morfoloji ve çene kemiklerinin dişlenme biçiminin bu büyüleyici balıkların avlanmasına, ısırmasına ve yemesine izin verdiğine dair önemli bilgiler içerdiğini söylüyor.
Daha önce Gogo Formasyonu bölgesinden ince uzun burunlu Griphognathus whitei’yi (veya ‘ördek gagalı’ akciğerli balığı) tanımlayan Profesör Long, “Sonuçlar biraz şaşırtıcıydı; bazı ‘sağlam’ görünümlü alt çeneler ısırma stresine o kadar da uygun görünmüyordu ve daha zarif veya ince çenelerin bazıları iplikçik stresi ve gerginliği ile çok iyi başa çıkabiliyor gibi görünüyordu” diyor.
Antik resif akciğerli balık illüstrasyonu. Kredi: Flinders Üniversitesi
“Gogo akciğerli balıklarında görülen bu biyomekanik işlev çeşitliliği, akciğerli balıklar arasında niş bölümleme ve tropik farklılaşma olduğunu ve muhtemelen bu bölgedeki inanılmaz yüksek tür çeşitliliğini açıkladığını göstermektedir.”
Yeni teknikler eski fosilleri canlandırıyor
Placoderm ve diğer balıkların ilkel formları, soyları tükenmeden önce yaklaşık 60 milyon yıl boyunca dünya çapında baskın yırtıcılardı. 50-100 yıl önce bulunan bazı lob yüzgeçli balık fosil örnekleri, mühendislik araştırmalarında sıklıkla kullanılan FEM gibi yeni tekniklerle artık daha ayrıntılı olarak incelenebiliyor.
Araştırmanın baş yazarı, Flinders Paleontoloji Laboratuvarı araştırmacısı Joshua Bland şunları ekliyor: “Gogo Formasyonu’nun Geç Devoniyen resifleri, bir dizi farklı davranış ve yeteneğe sahip türleriyle gerçekten eşsiz bir akciğerli balık topluluğuydu.
“Bu hikâyenin kemiğe gizlenmiş kısımlarını yakalamak son derece ödüllendiriciydi. Formun ardındaki bazı gerçek işlevlerin üzerindeki örtüyü kaldırmış gibi hissettik. Daha karmaşık morfolojinin testlerimizde daha iyi performans gösterdiğini görmek etkileyiciydi” diyor.
Kaynak: https://scitechdaily.com
Buzullardaki Fosil Keşfi Bilim İnsanlarını Şaşırttı ve Endişelendirdi