Balıklarda Yürüme Becerisi Nasıl Evrimleşti?

İnsan evrimi hakkında düşündüğümüzde aklımıza ilk olarak antik ormanları keşfeden şempanzeler veya mağara duvarlarına yünlü mamut çizmeye çalışan ilk insanlar gelir. Fakat tıpkı ayılar, kertenkeleler, sinek kuşları ve Tyrannosaurus rex gibi biz insanlar da aslında birer saçak-yüzgeçli balığız!

Kulağa tuhaf gelebilir fakat kanıt genlerimizde, anatomimizde ve fosillerde saklı. Bizler, karada yaşayan ve sarcopterygian adı verilen bir hayvan grubuna ait olsak da büyük miktarda evrimsel değişim görünüşümüzü değiştirdi.

Balıkları uzman yüzücüler olarak düşünürüz fakat aslında balıklar en az beş kez “yürüyebilme” becerisi geliştirdi. Şu anda bazı türler gelişmiş ön yüzgeçlerini kullanarak kendilerini “ileri” doğru çekerken diğerleri okyanus yüzeyinde “yürüyor”.

(İlgili: Mısır’da 43 Milyon Yıllık Dört Ayaklı Balina Türü Keşfedildi)

Sarcopterygian atalarımız karaya çıkmadan önce akciğerlerin yanı sıra diğer hava alma mekanizmaları olan kemikli uzuvlar ve daha güçlü bir omurga geliştirmişti. Bu adaptasyonlar yalnızca sucul ortamlarda fayda sağlamakla kalmıyor atalarımızın karayı keşfetmesine de olanak sağlıyordu; bunlar, atalarımızı karadaki yaşama hazırlayan “ilkel adaptasyonlar”dı.

Sudan karaya geçiş, omurgalıların evrimi için en önemli olaylardan biriydi. Bu olay, avcılardan kaçmanın bir yolu olarak başlamış olabilir fakat atalarımızın keşfettiği doğal alan zaten hem yosunlar, atkuyrukları ve eğrelti otları gibi bitkiler bakımından hem de karaları milyonlarca yıl önce işgal etmiş eklem bacaklılar bakımından zengindi.

Yalnız Değiliz

Bağımsız şekilde yürüyebilme becerisi balıklarda birkaç kez gelişti; bu, yakınsak evrimin (bağımsız şekilde evrimleşen birbirine benzer özellikler, tıpkı yarasalar ve kuşlardaki kanat gibi) bir örneğiydi. Yine de balıklarda yürümenin evrimi nadir rastlanan bir şey. Günümüzde bildiğimiz şekliyle 30.000’den fazla balık türü olsa da bunlardan yalnızca bir avuç kadarı “yürüyebiliyor”.

Sarcopterygianlar birkaç önemli özellik bakımından diğer balık türlerinden ayrılıyor. Örneğin bizim yüzgeçlerimiz (uzuvlarımız), karada hareket etmemizi sağlayan kemikli desteklere kaslı loblara sahip.

Bu adaptasyonun yaklaşık 375 milyon yıl önce Geç Devoniyen Dönem’de sudan karaya çıkışımız sırasında tetrapod (amfibiler, memeliler, sürüngenler ve kuşlar) evrimi bakımından çok önemli bir yere sahip olduğu düşünülüyor. Tetrapodlarda uzuvlar ve parmakların oluşumunda rol oynayan genlerin birçoğu, akciğerli balıklar gibi sarcopterygianlarda da bulunuyor; bu durum, bu özelliklerin antik ortak atamızda evrimleştiğini gösteriyor.

Bu atanın tam olarak hangi türden olduğunu bilmiyoruz fakat büyük ihtimalle fosil kaydında zengin bir yere sahip ve günümüzde Barı Hint Okyanusu ile Endonezya’da yaşamını sürdüren bir “yaşayan fosil” olan coelacanth’a benzediğini düşünüyoruz.

Yürüyen sarcopterygian balıkların ise ya tıpkı tiktaalik gibi soyları tükenmiş ya da tetrapodlar gibi o kadar evrimleşmişler ki bugün artık onları balık olarak tanımlayamıyoruz.

Günümüzde yaşayan ve yürüyebilen balıkların bir örneği de Oxudercidae ailesinden çamur zıpzıpı. Bu balıklar mangrov bataklıkları ile gelgit düzlüklerinde yaşıyor ve karada yürümek için göğüs yüzgeçlerini kullanıyor. Bu yüzgeçler sucul avcılardan kaçmalarını, yem aramalarını (Çamurdaki organik materyalleri tüketiyorlar.) ve hatta eş bulmak için karada birbirleri ile etkileşime girmelerini sağlıyor.

Diğer bir örnek ise yürüyen kedi balığı (Clarias batrachus). Bu balık, kuruyan göletlerden kaçmak ve yeni habitatlar bulmak amacıyla karada yol almak için göğüs yüzgeçlerini kullanıyor.

Yürüme Becerisi İle Bağlantılı Genler İlk Nasıl Evrimleşti?

Küçük vatoz (Leucoraja erinacea), sarcopterygianların da dahil olduğu kemikli balıkların tam aksine vatozlar ve köpek balıkları ile akraba olan kıkırdaklı bir balık. Küçük vatoz da karada yaşayan hayvanların hareketlerini taklit ederek birer bacağa benzeyen yüzgeçleriyle su altında yürüyebilen balıklar arasında yer alıyor.

Küçük vatoz, bir yerden başka bir yere doğru kendi kendine hareket edebilmenin evrimini araştıran bilim insanları için ilgi kaynağı olma özelliğini taşıyor çünkü bu canlı, yüzgeçlerine dayalı yürüme yeteneğini sarcopterygianlardan tamamen bağımsız şekilde geliştirmiş. Bununla birlikte şimdiye dek küçük vatozun yürüme becerisinin ardındaki genetik özellikler üzerinde çalışmak, kaliteli veri yoksunluğu sebebiyle oldukça zordu.

Bu durum yakın bir zamanda Seul ve New York’tan araştırmacıların küçük vatozun genomunun yüksek kaliteli bir düzenini oluşturmak için son teknolojiyi kullanmaları ile değişti. Bilim insanları, tetrapodların uzuvlarını hareket ettirmek için genelde 50 adet kasını kullanırken küçük vatozun yüzgeçlerine dayalı şekilde yürümek için yalnızca on adet kasını kullandığını keşfetti.

Omurgalıların evrimi hakkındaki diğer bir önemli soru da şu: Yürümeyi sağlayan kasları geliştirmek için hangi genler önem teşkil ediyor? Bu soruyu cevaplamak isteyen ekip; bir fare, bir tavuk ve bir küçük vatozda uzuv kaslarını (motor sinirleri) kontrol eden sinirlerde hangi hangi genlerin aktif olduğunu araştırdı.

Ekip, bu kasların çalışmasına yardımcı olan motor sinirlerde benzer gen ifade modelleri keşfettiler. Yani yürüyen balıklar birkaç farklı evrimsel yol izlemiş olabilir fakat bu son çalışma, ortak bir genetik mekanizmaya işaret ediyor.

İnsanlar En İyi Yürüyüşçüler Olacak Şekilde Evrimleşti

Yaklaşık 201 milyon yıl önce Triyas Devri’nin sonuna doğru hem dinozorlar hem de memeliler inanılmaz koşu becerileri geliştirmişti. İnsanlar bu hareket güçlerini daha da ileriye götürdü ve bizleri gezegen üzerindeki en etkili ve becerikli koşan tür haline getiren sayısız adaptasyon evrimleştirdi.

Bu adaptasyonlar arasında tıpkı bir yaya benzeyen ve enerji depolamaya yarayan Aşil tendonu, uzun adımlarla yürüme, dengeli bir ağırlık merkezi ve serinlemek için terleme özellikleri yer alıyor. Bu adaptasyonlar, düşük hızla bile olsa uzun mesafeleri büyük bir dayanıklılıkla koşmamızı sağlıyor.

Atalarımız yürüme becerilerini avlanmak, yırtıcılardan kaçmak ve yiyecek aramak için kullandılar. Bu; anatomimiz, psikolojimiz ve kültürümüzü şekillendirdi. Ayrıca birçok çalışma, yürüme ve koşmanın mutluluğumuz ve fiziksel sağlığımız için çok önemli olduğunu gösteriyor.

Karaya ilk kez çıkan balık benzeri atalarımızdaki yürüme becerisi kökeninin üzerinden çok zaman geçti. Fakat yürüme ve koşma günümüzde hala hayatımızın ve evrimsel başarımızın tam merkezinde yer alıyor.

The Conversation. Chris Organ. 3 Mart 2023.