Bilimsel Tartışma Konusu: Dünya’daki İlk Hayvan Neydi?
Hayvan yaşamı ağacı bir yerden başlamak zorundaydı. Ancak milyonlarca yıllık evrimin karmaşıklığı içinde ilk dalı bulmak göründüğünden daha zordur. Genomik veriler üzerinde yapılan yeni bir analiz, yaşamın en eski dalı olduğunu iddia eden tek canlı türünün bizi başından beri kandırdığını gösteriyor.
19. yüzyıldan bu yana pek çok bilim insanı, var olan en basit canlılardan biri olan süngeri dünyanın ilk hayvanı olarak hayal etmiştir. Ancak modern genomik araştırmalar bu kas, sinir ve organ içermeyen et parçasını çok daha karmaşık bir yaratıkla karşılaştırdı.
Tepeli memeliler, Ctenophora olarak bilinen küçük bir hayvan türünü oluşturur. Süngerleri içeren Porifera’nın aksine, bu küresel canlılar, avı tespit etmek ve yemek için nöronlar ve kas hücrelerinin yanı sıra sindirim için bir bağırsak da dahil olmak üzere çok daha karmaşık bir yapıya sahiptir.
Eğer tepe solucanları gerçekten de ilk olarak ortaya çıktıysa, bu, birçok özelliklerinin Porifera arasında sonradan kaybolduğu ve daha sonra evrim sırasında yeniden ortaya çıktığı anlamına gelir.
Tamamen mantıksız görünse de, erken hayvan evrimi ve sinir sistemi gelişiminin mantığı hakkındaki anlayışımızı sonsuza dek değiştirme riskine rağmen, bu teorinin var olma hakkı vardır.
Sinir sistemi erken hayvanlarda nasıl evrimleşti?
Basit sinir ağları. Süngerler ve algler gibi en basit çok hücreli hayvanların sinir sistemi yoktur veya sadece dış uyaranlara yanıt vermelerini sağlayan basit sinir ağları vardır.
Gangliyonlar ve sinir demetleri. Denizanası ve yumuşakçalar gibi daha gelişmiş hayvanlarda, hareket ve sindirim gibi temel vücut işlevlerini kontrol eden sinir hücresi kümeleri olan gangliyonlar veya sinir demetleri ortaya çıkar.
Sinir iletkenleri ve retina. Yassı solucanlar ve diğer bazı protozoan hayvanlar, vücudun bir bölümünden diğerine sinyal iletmelerini sağlayan sinir iletkenleri geliştirir. Denizanası ve deniz süngeri gibi bazı hayvanlar, ışık uyaranlarını algılayabilen bir sinir hücresi tabakası olan ilkel bir retina geliştirir.
Merkezi sinir sistemi. Solucanlar ve böcekler gibi daha gelişmiş hayvanlarda, tüm organizmanın faaliyetlerini koordine eden beyin ve omurilikten oluşan merkezi bir sinir sistemi ortaya çıkar.
Beynin evrimi. Balıklar, amfibiler, kuşlar ve memeliler gibi daha yüksek hayvanlarda, düşünme ve hafıza gibi daha yüksek işlevlerden sorumlu olan serebral korteks gibi karmaşık yapıların oluşumu da dahil olmak üzere beynin daha da gelişmesi söz konusudur.
Duyu organları ve sinir reseptörleri. Zamanla daha karmaşık duyu organları ve sinir reseptörleri ortaya çıkarak hayvanların çevrelerini daha doğru ve verimli bir şekilde algılamalarını sağlar.
Genetikçi Anthony Redmond, “Bu kadar karmaşık özelliklerin bağımsız olarak iki kez gelişmesi pek olası görünmeyebilir, ancak evrim her zaman basit bir yol izlemez” diyor.
Örneğin, kuşlar ve yarasalar sadece uzaktan akrabadır, ancak uçmak için bağımsız olarak kanatlar geliştirmişlerdir.
Son yıllarda, genleri karşılaştırma için daha küçük gruplara ayıran bazı modeller, tepeli süngerlerin süngerlerden daha güçlü bir filogenetik sinyal içerdiğini ve bu nedenle bu hayvanların ilk önce evrimleştiğini ve Dünya’da ilk ortaya çıkan hayvanlar olma ihtimalinin yüksek olduğunu bulmuştur.
Aynı verileri kullanarak, genleri paylaşmayan ancak daha büyük bir süpermatrikse dayanan diğer modeller ise tam tersi bir zaman çizelgesi ortaya koymuştur: süngerler tepeli süngerlerden daha önce ortaya çıkmıştır.
Bu çelişkiler nereden kaynaklanıyor?
Bu yaklaşımların her ikisinin de kendi sınırlamaları vardır ve bu nedenle yalnızca ortak bir çalışma, verilere bakarken önceki hataların ve önyargıların bazılarını ortadan kaldırmaya yardımcı olacaktır.
Örneğin, daha bütüncül bir model kullanılarak yapılan yeniden analizler, süngeri en eski hayvan unvanı için bir rakip olarak seçerken en başından beri doğru yolda olduğumuzu gösterdi.
Evrim sırasında doğal seçilim, bazı amino asitleri benzer biyokimyasal özelliklere sahip diğerleriyle değiştirerek belirli proteinlerin işlevini ve şeklini koruma eğilimindedir. Bununla birlikte, bu özellikler genler içinde ve farklı genler arasında farklılık gösterebilir.
Genlerin ayrıldığı ve aralarındaki ikame modellerinin gruplar halinde karşılaştırıldığı “seyrek” modeller genellikle bu çeşitliliği hesaba katmaz ve bu nedenle, özellikle yeni amino asitlerin nispeten hızlı bir şekilde seçildiği türlerde, birden fazla “gizli” ikameyi gözden kaçırabilirler.
Bu nedenle bu tür modellerin çoğu, Dünya’daki hayvanların neredeyse tamamının büyük büyükbabası olarak tepeli batağan kuşunu işaret etmektedir. Ancak gen lokalizasyonundaki farklılıkları hesaba katan modeller çalışmaya eklendiğinde, araştırmacılar süngerlerin her şeye rağmen bu unvanı koruduğunu buldular.
Bu durum, bölünmüş ve bölünmemiş modellerin yaşam ağacındaki dal uzunluklarını ve değişim düğümlerini, bilim insanlarının da belirttiği gibi “bazen çok güçlü bir şekilde” etkileyebileceğini ortaya koyan önceki çalışmalarla tutarlıdır.
Makalenin bulguları, 2020’de yapılan ve mevcut bilimsel modelleri etkileyerek bu canlıların ilk ortaya çıktığını düşünmemize neden olan şeyin tarak balıklarının yüksek evrim hızı olduğunu ortaya koyan önceki bir çalışmayı da doğruluyor.
Deniz süngerleri hakkında 5 ilginç gerçek
Deniz süngerleri deniz ekosistemlerinde önemli bir rol oynar, büyük hacimlerde suyu filtreler ve organik partikülleri ve bakterileri içinde hapseder.
Bazı deniz süngeri türleri, yiyecekleri sindirmelerine yardımcı olan ve onları hastalıklardan koruyan mikroorganizmalarla simbiyotik bir ilişki sürdürür.
Deniz süngerleri, tıpta antibiyotikler ve anti-enflamatuarlar da dahil olmak üzere ilaç yapımında kullanılan birçok biyoaktif bileşik içerir.
Bilim insanları, deniz süngerlerinin sahip olduğu genlerin birçoğunun, eski bir tek hücreli organizma grubu olan arkea genlerine karşılık geldiğini bulmuşlardır.
Deniz süngerleri, hasar gördükten ve hatta tamamen parçalandıktan sonra dokularını yenileme konusunda inanılmaz bir yeteneğe sahiptir.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Bilimsel Tartışma Konusu: Dünya’daki İlk Hayvan Neydi?
390 Milyon Yıl Öncesine Yolculuk: Dünya’nın En Eski Ormanı Somerset’te Keşfedildi