Dünyadaki Yaşam Ders Kitaplarında Anlatıldığı Gibi Yükselmedi

Hayır, oksijen, Dünya’nın ilk çok hücreli organizmalarının hızla filizlenmesine yol açmadı. Sonuçlar, 70 yıllık varsayıma meydan okuyor.

Araştırma sonuçları, yüz milyonlarca yıl önce okyanus faunasının patlamasına neyin sebep olduğu hakkındaki 70 yıllık bir varsayıma meydan okuyor.

685 ila 800 milyon yıl önce, dünyanın tüm okyanuslarında çok hücreli organizmaların ortaya çıkmaya başladığı Avalon patlaması olarak bilinen dönem yaşandı. Bu dönem daha ünlü olan Kambriyen patlamasının öncü dönemi olarak bilinir. Bu dönemde, deniz süngerleri ve diğer tuhaf çok hücreli organizmalar, 2 milyar yıldan uzun bir süredir gezegenin hakimiyetini sürdüren küçük tek hücreli amip, alg ve bakterilerin yerini aldı.

Şimdiye kadar deniz organizmalarının evrimsel gelişimine, artan oksijen seviyelerinin neden olduğu düşünülüyordu. Ancak şimdi araştırmacılar bunun yanlış olduğunu ortaya koyuyor.

(İlgili: Dünya’nın Geçmişinde Gizli 6. Kitlesel Yok Oluş Belirlendi)

Araştırmacılar, Umman’da sıradağlardan alınan eski kaya örneklerinin kimyasal bileşimini inceleyerek bu çok hücreli organizmaların ortaya çıktığı dönemde dünyanın okyanuslarındaki oksijen konsantrasyonunu ölçmeyi başardı. Beklenenin aksine sonuçlar, Dünya’nın oksijen konsantrasyonunun artmadığını gösteriyor. Gerçekten de seviyeler günümüzden 5-10 kat daha düşüktü ve bu seviye yaklaşık olarak Everest Dağı’nın iki katı yüksekliğindeki bir yerde ne kadar oksijen olduğunu belirtmek anlamına geliyor. 

Geçtiğimiz 20 yıldır yaşamın kökeniyle ilgili koşulları ölçen Doçent Christian J. Bjerrum: “Ölçümlerimiz o dönemde dünyadaki okyanuslarda ortalama oksijen konsantrasyonlarının nasıl olduğu konusunda iyi bir tablo sunuyor. Ve bulgular bize açıkça gösteriyor ki daha gelişmiş fauna evrimleşmeye ve Dünya’yı hakimiyeti altına almaya başladığında oksijen miktarında ciddi bir artış olmamıştı. Aslında, hafif bir azalma bile olmuş.” diyor. 

Yaşamın kökenine ilişkin anlayışımızı gözden geçiriyor

Yeni sonuç, daha gelişmiş yaşamın gelişiminde yüksek oksijen konsantrasyonlarının merkezi rolünü öne süren 70 yıllık bir araştırma hikayesine son veriyor.

Araştırmacı, “Oksijenin Dünya’daki yaşamın gelişimini kontrol etmediğini artık yüksek bir kesinlikle biliyor olmamız, bize yaşamın nasıl ortaya çıktığı ve bu başarıyı hangi faktörlerin kontrol ettiği konusunda tamamen yeni bir hikaye sunuyor.” diyor ve ekliyor:

“Bu özellikle çocukluğumuzda öğrendiğimizden beri doğru olduğuna inandığımız birçok şeyi yeniden düşünmemiz gerektiği anlamına geliyor. Ve ders kitaplarının gözden geçirilip yeniden yazılması gerekiyor.”

Araştırmacıların bilmediği pek çok şeyin yanı sıra çok sayıda tartışma da devam ediyor. Bu nedenle Bjerrum, yeni sonucun dünyadaki diğer araştırmacıları önceki sonuçlarını ve verilerini yeni bir ışık altında yeniden gözden geçirmeye teşvik edebileceğini umuyor.

Bjerrum, “Amerika Birleşik Devletleri ve Çin de dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanında bu konuda pek çok araştırma yapan birçok araştırma bölümü var. Ve bunların daha önceki sonuçları, oksijenin yaşamın gelişimini yönlendirmediği temelinde yorumlanırsa önemli yeni ayrıntılar ortaya çıkabilir.” diyor. 

H2: Oksijen eksikliği gelişime yardımcı olmuş olabilir

Peki bu dönemdeki yaşam patlamasını tetikleyen şey fazladan oksijen değilse neydi? Belki de tam tersi diye açıklıyor Christian J. Bjerrum:

“Çok hücreli organizmaların varlığında patlama yaşanmasının atmosferik ve okyanusal oksijen konsantrasyonlarının düşük olduğu bir zamanda gerçekleşmesi ilginç. Bu da organizmaların düşük oksijen seviyelerinden faydalandıklarını ve su kimyası kök hücrelerini doğal olarak koruduğu için huzur içinde gelişebildiklerini gösteriyor.”

Araştırmacıya göre, aynı fenomen kanser araştırmalarında, insanların ve diğer hayvanların kök hücrelerinde incelenmişti. Burada Lund Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, bir organizma hücrenin kas hücresi gibi belirli bir hücre tipine dönüşmesi gerektiğine karar verene kadar kök hücreleri kontrol altında tutmak için düşük oksijen seviyelerinin varlığının çok önemli olduğunu gözlemledi.

“Hayvanların ve insanların, kök hücreleri kontrol etmek ve böylece yavaş ve sürdürülebilir bir şekilde gelişmek için düşük oksijen konsantrasyonlarını koruyabilmeleri gerektiğini biliyoruz. Çok fazla oksijenle hücreler gelişecek ve en kötü durumda vahşi bir şekilde mutasyona uğrayıp yok olacaktır. Bu mekanizmanın o dönemde de uygulandığını düşünmek çok da zor değil.” diyor Bjerrum. 

Umman Fosilleri

Yeni çalışmada araştırmacılar, diğer yerlerin yanı sıra Umman’ın kuzeyindeki Umman Dağları’ndan kaya örneklerini de analiz ettiler. Günümüzde oldukça yüksek ve kuru olan bu dağlar Avalon patlaması sırasında organizma çeşitliliğinin hızla arttığı deniz tabanında yer alıyordu.

Araştırmacılar bulgularını dünya çapında üç farklı sıradağdan elde edilen fosillerle doğruladılar: Umman Dağları (Umman), Mackenzie Dağları (Kuzeybatı Kanada) ve Güney Çin’in Yangtze Gorges bölgesi.

Zamanla karadan gelen kil ve kum, deniz tabanına katmanlar halinde yerleşir. Araştırmacılar bu katmanlara inerek ve kimyasal bileşimlerini inceleyerek belirli bir jeolojik zamanda okyanus kimyasının bir resmini elde edebilir.

Analizler, dağlarda bulunan ve araştırmacıların veri çıkarabildiği Talyum ve Uranyum izotopları kullanılarak yapıldı. Ve araştırmacılar bu izotoplardan veri elde ederek yüz milyonlarca yıl önceki oksijen seviyelerini hesaplayabildi.

University of Copenhagen – Faculty of Science. 18 Temmuz 2023.

Makale: Ostrander, C. M., Bjerrum, C. J., Ahm, A. S. C., Stenger, S. R., Bergmann, K. D., El‐Ghali, M. A., … & Nielsen, S. G. (2023). Widespread seafloor anoxia during generation of the Ediacaran Shuram carbon isotope excursion. Geobiology.