Milyonlarca Yıllık Ekosistemleri Anlayabilmenin Anahtarı: Ağaç Reçinesi
Fosil ağaç reçineleri, biyobelirteçler olarak adlandırılan organik bileşiklerinin, bu eski ağaçların botanik kökenini ve büyüdükleri paleo-çevresel koşulları tanımlamak için kullanılabilmesi nedeniyle derin geçmişe bir pencere açmaktadır. Bu tür reçinelerden biri olan kehribar, değerli bir taştır ancak aynı zamanda reçine sızıntısı sırasında ağaç üzerinde yaşayan bitki ve böcekleri de kusursuz ayrıntılarla koruyabilir.
Bu olağanüstü koruma nedeniyle, reçinelere paleontolojik ve jeolojik önemlerini belirtmek için özel bir isim verilmiştir-Konservat Lagerstätten. Reçineler, antifungal ve antibakteriyel özelliklere sahip oldukları ve böcekler gibi düşman organizmaların istilasını caydırdıkları için ağaçlar için pratik bir amaca sahiptir ve sonuçta kendileri de korunur. Ayrıca üremeye yardımcı olmak için tozlayıcıları da çekebilirler.
Tortul kayaçlar birkaç santimetreden birkaç milimetreye kadar fosil reçineleri verir ve genellikle kıyı ve kıyıya yakın ortamlara taşınır ancak derin denize bile uzanabilir. Bilim insanları, zaman içindeki çevresel ve ekolojik değişiklikleri anlamak amacıyla kimyasal analizler için reçine elde etmek üzere bu tortulardan numune almaktadır.
Bu tortulardaki korunmuş reçine biyobelirteçlerinin her biri, reçine daha fazla tortu altına gömüldükçe zamanla olgunlaşan ve bir biyoterpenoid oluşturan farklı bir kimyasal modele sahiptir. Araştırmacılar, milyonlarca yıl öncesine ait ağaç ailelerini tanımlamak amacıyla bu biyoterpenoidleri incelemek için en son teknolojiyi kullandılar.
Bu yöntemler arasında gaz kromatografisi-kütle spektrometresi de yer almaktadır; bu yöntemde reçinenin küçük örnekleri ezilmekte ve ısıtılıp buharlaştırılırken kimyasallarla reaksiyona sokularak organik bileşiklerin ayrılmasına neden olmaktadır. Kütle spektrometresi ekipmanı daha sonra kromatogram olarak bilinen ve analiz edilebilen bu bileşiklerin görsel bir görüntüsünü görüntüler. Bu, fosil reçinenin belirli ağaç aileleriyle ilişkili olduğu bilinen beş ana sınıftan birine kategorize edilmesini sağlar, böylece geçmiş botanik toplulukların yeniden inşasına yardımcı olur.
En geniş ölçekte, reçinenin bir gymnosperm (açıkta kalan tohumlar yoluyla üreyen ve çam, sedir ve ginko gibi her zaman yeşil olma eğiliminde olan bitkiler) ya da angiosperm (çiçekli ve meyveli bitkiler ile meşe ve akçaağaç gibi genellikle sonbaharda yapraklarını döken ağaçlar) familyasına ait olduğu belirlenebilir.
Polonya’daki AGH Bilim ve Teknoloji Üniversitesinden bilim insanlarının kısa süre önce Earth-Science Reviews dergisinde yayımlanan özet araştırması, farklı küresel konumlardan ve yaşlardan kehribarlar üzerine daha önce yapılmış çok sayıda çalışmayı bir araya getirerek, belirli çevresel koşullarla ilişkilendirilebilecek açık tohumlularda 25, kapalı tohumlularda 15 temel biyobelirteç tanımlamaktadır.
İlginç bir şekilde, baş araştırmacı Jan Pańezak’ın açıkladığı gibi, reçinenin ekstrüde edilme (Enine kesitsel bir profil nesneleri oluşturmak için kullanılan bir süreç) nedeni hangi biyobelirteçlerin mevcut olduğunu etkilemektedir. “Bazı bileşiklerin oluşumu paleo-çevrenin göstergesi olabilir ancak tüm bileşikler, örneğin bu özel reçinenin otçul veya mikrobiyal saldırı nedeniyle sızması gibi reçine sızıntısının nedenlerinden dolayı doğrudan bilgi sağlayamaz.”
Bu biyobelirteçler arasında, başlangıçta tüm reçinelerde bulunan ancak zamanla dönüşen ve bu nedenle genellikle yalnızca Doğu Himalaya’daki amberlerde bulunan Geç Pliyosen ve Erken Pleistosen (3,6 ila 0,77 milyon yıl önce) gibi jeolojik olarak daha yeni ağaç reçinelerinde bulunan monoterpenler yer alıyor. Günümüzde, tozlayıcıları çeken bitkilerdeki uçucu yağların bir parçasını oluştururlar.
Seskiterpenler, olgunlaşarak modern bitki ve ağaçlarda antimikrobiyal ve savunma özelliklerine sahip olan bir başka erken biyobelirteç grubudur. Örnekler arasında, Senozoik dönemde (66 milyon yıl öncesinden günümüze) Güneydoğu Asya’nın tropikal bölgelerinden bilinen, sıcak ve nemli iklimlerin göstergesi olan bikadinanlar yer alırken, rosane yüksek oksijen seviyelerine sahip bir ortama işaret eder.
Buna karşılık, diterpenler ve triterpenler kategorilerine giren daha karmaşık biyobelirteçler, oksijen eksikliği olan koşullarda gelişen indirgeyici bakterilerin varlığına işaret eden sülfürlü formları içerir. Belirli bir biyobelirtecin oluştuğu koşulları belirleme süreci sayesinde bilim insanları, ağaçların ortaya çıkmış olabileceği belirli bölgeleri tespit edebilmiş ve hangi ağaç ailelerinin belirli iklim koşulları altında geliştiğini belirleyebilmiştir.
Ayrıca, reçine atımı sırasındaki paleoiklim; oksijen, karbon ve hidrojenin izotopik bileşimi ile belirlenebilir çünkü bunlar zaman içinde sabit kalır ve paleo-sıcaklık için önemli vekiller olabilir, dolayısıyla iklim değişikliği olaylarını vurgulayabilir. Bu biyobelirteçlerin günümüzdeki bitki ve ağaçlarda hala mevcut olduğu göz önüne alındığında, geçmişe bakmak, modern bitki topluluklarının mevcut ve gelecekteki iklim değişikliği sırasında nasıl bir yol izleyebileceğini anlamak için önemli bir anahtardır.
Kaynak: https://phys.org
Derleyen: Simge Kara