← 1. bölüme dönmek için tıklayın
Önceki yazıda Dünya’daki yaşamın ilk dönemlerine kısaca değinmiş; bildiğimiz en eski canlının görüldüğü 3,5-3,8 milyar yıl önceden (myö) başlayarak, eşeyli üremenin evrildiği 1,2 myö’ye kadar gelmiştik. Eşeyli üremenin devreye girmesi ve çok hücreli canlıların evrilmesiyle, Dünya’da muazzam bir genetik çeşitlilik doğduğunu ve evrimin büyük bir hız kazandığını da belirtmiştik. Şimdi de bilgilerimizi anımsamak için kaldığımız yerin biraz gerisinden alarak yaşamın tarihçesine devam edelim.
1,4 myö (milyar yıl önce) sayıları iyice artmış olan fotosentez yapan canlılar, özellikle de siyanobakteriler okyanusları adeta işgal etmiş durumdaydı; buna bağlı olarak stromatolit çeşitliliğinde de büyük bir artış görüldü.
1,2 myö tek hücreli bir ökaryotta, farklı cinsiyette iki bireyin veya eşeyin iştirakını gerektiren eşeyli üreme evrildi. Yine bu dönemde ilk kırmızı algler ortaya çıktı. Şu an için eşeyli üreme gerçekleştirdiğini bildiğimiz en eski canlı Bangiomorpha pubescens isimli bir kırmızı alg türüdür.
1,1 myö kamçılı bir protista grubunu oluşturan dinoflagellatlar evrildi. Kamçıları sayesinde hareket edebilen dinoflagellatlar, su yüzeyine düşen ışığı yansıtma özelliğine (Biyolüminesans) de sahiptir. Geceleri denizde gördüğümüz yakamozdan bu canlılar sorumludur.
1 myö ilk Vaucheria alglerini görürüz.
Şekil 1: Bir dinoflagellat örneği
Buradan itibaren myö birimini bırakıp milyon yıl birimine geçiyoruz.
900 milyon yıl öncesine geldiğimizde çok hücreli canlıların sayısı iyice artmış durumdadır. Yaklaşık 850-630 milyon yıl öncesini kapsayan dönemde, Dünya’nın buz tabakalarıyla örtülerek kartopuna dönüştüğü (2. Kartopu Dünya) bir buz devri yaşandığı düşünülmektedir; ancak bu görüş henüz hipotez aşamasındadır. [Önceki yazıda değindiğim Büyük Oksijenlenme Olayı ile tetiklenen, tarihin ilk ve en uzun buz devri olan 1. Kartopu Dünya -yani Huroniyen- ile karıştırmayınız.] Dünya’nın tam bir kartopuna dönüşüp dönüşmediği, ekvator bölgesinde bir miktar suyun kalıp kalmadığı gibi sorular da hipotezle ilgili cevap bekleyen konulardır. Ancak, fosilleri Kartopu Dünya’dan öncesine ait olan birçok önemli ökaryotun (kırmızı, kahverengi ve kromofit algler gibi) günümüzde de yaşamını sürdürüyor olması, bu dönemde Dünya’nın bir yerlerinde sıvı halde suyun kalmış olduğu varsayımını doğrular niteliktedir.
750 milyon yıl önce, birçoğu hareket yeteneğine sahip tek hücreli ökaryotik organizmalar olan ilk protozoalar ortaya çıkar.
600 milyon yıl önce atmosferik oksijenin daha da birikmesiyle ozon tabakası oluşmuştur. Atmosferin üst tabakalarındaki bazı O2 molekülleri, Güneş’in UV ışınlarının enerjisini soğurarak Oksijen atomlarına (O) ayrışmış, bu atomlar da kalan O2 molekülleriyle birleşerek ozon moleküllerine (O3) dönüşmüştür. Bu yolla oluşan ve UV ışınlarının zararlı etkilerini azaltan ozon tabakası, ileride evrilecek olan karasal yaşamı mümkün kılmış; böylece o zamana kadar sadece okyanusların derin bölgeleriyle sınırlı olan yaşanabilir habitatı, okyanus yüzeylerini ve karaları da kapsayacak şekilde genişletmiştir.
EDİKARA DÖNEMİ
Proterozoik Devrin sonunu oluşturan, 635-542 milyon yılları arasındaki jeolojik zaman dilimine Edikara Dönemi denir. 2. Kartopu Dünya’nın ardından gelen bu dönemde Edikara faunası olarak bilinen ve şimdilik yüzden fazla tanımlanmış canlı cinsini içeren bir fauna oluşmuştur. Farklılaşmış dokuya sahip çok hücrelileri temsil eden ve süngerler ile protozoalar hariç hayvanlar aleminin tamamını kapsayan metazoalar, ilk kez Edikara faunasında ortaya çıkar. Yumuşak dokulu çok hücreli hayvanlara ait en eski fosiller bu faunaya aittir. İçlerinde süngerler ve deniz anaları gibi bazı tanıdık şube üyelerinin yanı sıra, günümüzde bilinen hiçbir şubeye ait olmayan birçok tuhaf görünümlü hayvan da vardır. Edikara faunasına dahil olan hayvanlardan bazıları Arkarua, Charnia, Ediacaria, Marywadea, Onega, Pteridinium, Yorgia, Dickinsonia, Tribrachidium, Cyclomedusa ve Kimberella’dır.
Şekil 2: Edikara faunası
Bu dönemin ortalarında (yaklaşık 580 milyon yıl önce) sölenterler (Cnidaria) şubesinin ilk üyeleri evrilmeye başlamıştır. Anemonlar, denizanaları, mercanlar ve hidralar bu şubeye aittir. Süngerlerden çok daha karmaşık olan sölenterler gerçek anlamda dokulara, sinir ve kas hücrelerine, hatta bazıları duyu organlarına bile sahiptir. Denizanaları, kaslarını kullanarak hareket eden ilk hayvanlar olabilirler.
İlk bilaterialara (çift yönlü simetri gösteren canlı) da Edikara Dönemi’nde rastlarız; ki bilinen en eski bilateria da Kimberella’dır (555 milyon yıl önce). Bir diğer ilkel bilateria şubesi de yine bu dönemde ortaya çıkan yassı solucanlardır (Platyhelminthes.) Yassı solucanlar bir kafaya, bedenleri boyunca dizilen sinir hücrelerine ve ilkel bir beyne sahiptir. Ayrıca özelleşmiş bir sindirim ve boşaltım sistemleri de vardır. Bazıları, baş kısımlarında yer alan ışığa duyarlı hücreler sayesinde ışığın hem yönünü, hem de yoğunluğunu algılayabilir.
Edikara fosilleri seyrektir, çünkü çok daha kalıcı fosiller oluşturan sert kabuklu canlılar bu dönemde henüz evrilmemiştir. Bu nedenle paleontologlar bu tür canlıları tanımlarken iz fosillerden, mikrofosillerden ve kemofosillerden de faydalanmak zorunda kalır. Fakat bu narin canlıların, zor fosilleşme özelliklerine rağmen geriye yine de incelenecek fosiller bırakmış olması, üstlerinin ani bir şekilde kül veya kumla örtülmüş olabileceğini düşündürmektedir.
Şekil 3: Edikara dönemine ait fosil örnekleri
KAMBRİYEN DÖNEMİ
Edikara’dan sonra, 542-495 milyon yıl aralığındaki Kambriyen Dönem başlar. Bu süreçte biyolojik çeşitlilik, dolayısıyla da karmaşık canlı türleri ve onlara ait fosiller hızla artış gösterdiği için Kambriyen Patlaması diye de isimlendirilir. Mineralize vücut bölgelerine sahip canlılar ilk kez bu dönemde evrildiği için fosil kayıtlarında muazzam bir “patlama” gözlemlenir. Fakat bilimi çarpıtmaya çalışan bazı kişilerin iddialarının aksine, yaklaşık 50 milyon yıl süren (!) Kambriyen Patlaması ne yaşamın kökenidir, ne de aniden meydana gelmiştir. Bununla birlikte jeolojik zaman bağlamında oldukça hızlı bir evrimleşme söz konusudur. Bu ani oluşum görüntüsü, zamanında canlıların daha basit türlerden aşamalı olarak evrildiğini öne süren Darwin’i bile şaşırtmıştı. Darwin, bu durumun teorisinin zorluklarından biri olduğunu ifade etmiş, ama fosil kayıtlarının yetersizliğini de vurgulamıştı. Nitekim zamanla keşfedilip tanımlanan Edikara fosilleri, Darwin’in kuramını desteklemiş ve güçlendirmiştir. 1959 yılına gelindiğinde, keşfedilen fosillerin doğru bir şekilde tanımlanması ve sınıflandırılmasıyla, yaşamın Kambriyen ile başladığına ilişkin bilimsel önyargı kırıldı ve Kambriyen öncesine dair araştırmalar hız kazandı.
Günümüzdeki modern hayvan şubelerinin ve vücut planlarının çoğunun kökenini Edikara’dan ziyade Kambriyen’de buluruz; çünkü Edikara faunası Kambriyen Patlaması ile eşzamanlı olarak büyük ölçüde yok olmuştur. Edikara canlılarının evrim ağacında tam olarak nereye oturduğu ve soylarının neden tükendiği konusunda farklı görüşler olmakla birlikte, bu konuda henüz fikir birliğine varılmamıştır.
Kambriyen’de yaşam genel anlamda hala okyanuslarda ve daha ziyade de okyanus tabanlarında devam ediyordu. Fakat gittikçe karmaşıklaşan ve sayıları artan deniz canlılarının okyanusların farklı bölgelerini işgal etmesiyle yepyeni ekosistemler oluştu. Kambriyen’in erken dönemlerinde (535 milyon yıl önce) ortaya çıkan şubelerden bazıları şunlardır: Kordalılar (Chordata), eklembacaklılar (Arthropoda), derisi dikenliler (Echinodermata), yumuşakçalar (Mollusca), dallı bacaklılar (Brachiopoda), delikliler (Foraminifera), ışınlılar (Radiolaria), yarı sırtipliler (Hemichordata.)
Mineralize vücut yapılarına sahip ilk canlıların bu dönemde görüldüğünü söyledik. Gerçekten de kabuk, diken, tüp gibi farklı yapıları içeren fosillerin ilk ortaya çıktığı dönem Kambriyen’dir. Ayrıca bu dönemde iz fosilleri de çok daha karmaşık hale gelir ki bunlardan en eskisi olan Treptichnus pedum Edikara’nın sonu; Kambriyen’in de başlangıcı kabul edilir. Peki ama, bu iz fosiller neden bu kadar önemlidir? Edikara’nın sonlarında yaşayan ve deniz tabanında sadece basit, yatay izler bırakan metazoaların aksine, Kambriyen’de tortuların derinlerine doğru dikey bir şekilde tünel kazma davranışının izlerine rastlanır. Bu iz fosillerin, Edikara faunasındakilerden çok daha karmaşık canlılar tarafından yapıldığı açıktır. Ayrıca bu karmaşık iz fosiller, Edikara faunasına ait fosillerden daha üst tabakalarda yer alır ve farklılaşmış doku ve organlara sahip hareketli bilateriaların varlığına kanıt teşkil eder. Bilateriaların ortaya çıkışıyla deniz tabanları kalıcı olarak değişmiştir ki bu olaya Kambriyen Substrat Devrimi denir. Bu önemli sürece kısaca değinelim:
Önceleri deniz tabanında yaşayan canlılar, bakteri ve arkelerden meydana gelmiş çok tabakalı bir katman olan mikrobiyal matların üzerinde gezinirdi. En fazla birkaç cm kalınlığında olan mikrobiyal matlar, dipteki tortular ile suyun arasında bir bariyer görevi yaparak deniz tabanının alt bölgelerinin nispeten oksijensiz kalmasını sağlıyordu. Fakat dikey biçimde kazı yapan bilateriaların ortaya çıkışıyla bu mikrobiyal matlar parçalandı; böylece su ve oksijen, deniz tabanının daha alt seviyelerine de ulaşabilir hale geldi (Şekil 4.) Bu durum, oksijen sevmez sülfat indirgeyen bakterileri sınırladı. Hem onların zehirli ürünlerinden arınan hem de daha yumuşak ve nemli hale gelen deniz tabanlarının üst tabakaları, hızla çeşitlenen canlılar için yaşanabilir ekosistemler haline geldi.
Şekil 4: Kambriyen Substrat Devrimi
Bu dönemde (530 milyon yıl önce), bilinen en eski kordalı olan ve modern omurgalıların atası kabul edilen Pikaia gracilens evrildi. Karalardaki yaşam izleri de yine 530 milyon yıl öncesine uzanır; ancak bu izlerin kıyı şeritleriyle sınırlı oluşu, karaya çıkışın sadece keşif amaçlı yapıldığını ve kara canlılarının henüz oluşmadığını göstermektedir.
510 milyon yıl önceye geldiğimizde yumuşakçaların bir sınıfı olan kafadan bacaklıları (Cephalopoda) ve kitonları (Polyplacophora) görmeye başlarız.
İlk omurgalılar Kambriyen’de ortaya çıkmıştır. Bilinen en eski omurgalı fosili 524 milyon yıl öncesinden kalma, kıkırdak iskelete ve kafatasına sahip Myllokunmingia isimli bir canlıya aittir (Şekil 5). Bir diğer ilkel omurgalı da Haikouichthys ercaicunensis’tir. Bu hayvanlar, basit bir omurgalının vücut planına (notokord, ilkel bir omurga ve belirgin bir kafa ve kuyruk) sahiptir ama hiçbirinin çenesi yoktur ve deniz tabanındaki besinleri filtreleyerek beslenirler. Bunlar gerçek kemiklere sahip ilk omurgalılar olan çenesiz balıkların ilkel atalarıdır. Yine ilk çenesiz omurgalılardan sayılan, mürene benzer bir hayvan grubu olan konodontlar da 500 milyon yıl önce görülmeye başlanır. Fosil kayıtlarında ilk ortaya çıkan dişler konodontlara aittir. Sayıca bol bulunan ve yaygın bir dağılıma sahip olan konodontlar, Paleozoik ve Trias devirlerine ait taşları inceleyen jeologlar için özellikle önemli bir tarihleme aracıdır.
Şekil 5: Myllokunmingia
Kambriyen’de en yaygın görülen canlı şubesi eklembacaklılardır. Eklembacaklıların en erken üyeleri arasında da 521 milyon yıl önce ortaya çıkan trilobitler bulunur (Şekil 6). Kafa, vücut ve kuyruktan oluşan 3 sert lob içermeleri nedeniyle bu ismi (tri-lob) alan ve yaklaşık 270 milyon yıl nesillerini sürdürmeyi başaran trilobitler, gezegenimizde yaşamış en başarılı canlı türlerinden biridir. Şu ana kadar tanımlanmış 17 bin tür içeren trilobitlerin nesli, bundan 250 milyon yıl önce meydana gelen ve Büyük Ölüm de denilen Permiyen-Triyas yok oluşunda tükenmiştir.
Şekil 6: Bir trilobit fosili
Kambriyen dönemindeki derisi dikenliler, günümüzde yaşayan deniz yıldızı, deniz kestanesi ve yılan yıldızı gibi tanıdık hayvanlardan çok farklıydı (bu türler henüz evrilmemişti.) Bunlar arasında şu anda nesli tükenmiş olan edrioasteroitler, eokrinoitler ve helikoplakoitler sayılabilir.
Kambriyen Döneminde birçok makroskopik deniz bitkisi (Margaretia ve Dalyia gibi) yaşamış, ama henüz gerçek kara bitkileri evrilmemiştir. Tek hücreli algler ise daha çok koloniler halinde yaşamıştır. Bu arada sahil şeritlerinde biyofilm ve mikrobiyal matlar iyice gelişmiş; daha iç kısımlarda ise likenler, mantarlar ve mikroplar çeşitlenmiştir. Mikrobiyal toprak ekosistemlerini meydana getiren bu canlılar, toprak oluşumunda rol oynamıştır.
Dünya’da, Kambriyen’de yaşamış olan yumuşak vücutlu (mineralize olmayan) canlı fosillerinin çok iyi biçimde korunduğu birkaç özel bölge vardır. Bunlardan en ünlüsü, 505 milyon yıl önce fosilleşen ve Kanada Rocky Dağları’nda bulunan Burgess Shale Oluşumu’dur. Bu bölge, dönemin evrimsel sürecinin aydınlatılmasında çok önemli bir rol oynamıştır. Utah, Sibirya, Çin ve Grönland’da da benzerleri bulunan bu fosil bölgeleri, Kambriyen’de yaşayan ve günümüzdeki canlılara pek benzemeyen tuhaf türlerin varlığına da işaret eder. Burgess Shale’de bulunan canlıların çok azı serbest yüzmüştür; faunanın büyük bir kısmı dipte yaşayan (yapışık veya serbest halde) canlılardan meydana gelir. Bunlardan birisi, yumuşak bedeni pul ve dikenlerle kaplı olan Wiwaxia’dır. Bir diğer tuhaf canlı da avını kafasından çıkan esnek ve kıskaçlı bir kolla yakalayan, beş gözlü Obapinia’dır. Dikenli bir lobopod solucan olan ve herbirinin ucunda birer çift pençe bulunan 7 veya 8 bacağa sahip Hallucigenia da bu tuhaf görünümlü canlılardan birisidir. Kambriyen’in büyük yırtıcılarından birisi, kancalarla çevrili ağız yapılarıyla avını yakalayan Anomalocaris’tir.
Şekil 7: Kambriyen Dönemine ait bazı canlılar
(1) Trilobitler, (2) Dallı bacaklılar, (3) Yumuşakçalar, (4) Deniz zambakları, (5) Vauxia, (6) Hazelia, (7) Eifellia, (8) Ottoia, (9) Sidneyia, (10) Leanchoilia, (11) Marella, (12) Canadaspis, (13) Helmetia, (14) Burgessia, (15) Tegopelte, (16) Naraoia, (17) Waptia, (18) Sanctacaris, (19) Odaraia, (20) Hallucigenia, (21) Aysheaia, (22) Pikaia, (23) Haplophrentis, (24) Opabinia, (25) Dinomischus, (26) Wiwaxia, (27) Amiskwia ve (28) Anomalocaris. ©2002 by S.M. Gon III
Kambriyen Dönemi’nde en az dört yok oluş olayı gerçekleşmiştir. Bunlar biyosferimizin tarihçesinde toplamda beş adet olan büyük kitlesel yok oluşlardan daha küçük çaplı olsa da, o dönemlerde yaşamış olan birçok türün tükenmesine yol açmış; sonuncusu olan ve yaklaşık 488 milyon yıl önce meydana gelen Kambriyen-Ordovisyen yok oluşu da Kambriyen Dönemi’nin sonunu getirmiştir. Bu yok oluşlardan en çok ilk resif yapıcı canlılardan olan archaeocyathitler ile bazı trilobit, konodont ve kabuklu Brachiopod türleri etkilenmiştir.
Böylece Paleozoik devrin ilk dönemi olan Kambriyen’in sonuna gelmiş bulunuyoruz. Sonraki sayıda, Kambriyen’in ardından gelen Ordovisyen Dönem’den başlayarak gezegenimizdeki yaşamın tarihçesine devam edeceğiz. 3. bölüme geçmek için tıklayın →
* Bu yazım Ateist Dergi'nin 7. sayısında yayımlanmıştır.
Şunlar da ilginizi çekebilir: