Memelilerin Kolları Dinozorlardan Önce Evrimleşmeye Başladı

Yarasalar uçar, balinalar yüzer, gibonlar ağaçtan ağaca salınır, atlar dört nala koşar ve insanlar telefonlarında zaman geçirir. Memelilerin bu kadar farklı habitatları ve yaşam şekillerinin olması, bizlerin eşsiz ön ayaklara sahip olmamıza dayanıyor.

Başka hiçbir omurgalı hayvan grubunda bu kadar çeşitli ayak evrimleşmemiş durumda; aksine tüm kuşların kanatları var ve aşağı yukarı tüm kertenkeleler dört ayak üzerinde yürüyorlar.

Bizim ön ayaklarımız memelileri özel yapan şeylerin büyük parçası ve Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayımlanan yeni çalışmada bilim insanları, erken akrabalarımızın ön ayaklarının çeşitlenişini en erken dinozorların var oluşundan 30 milyon yıl öncesine, yani 270 milyon yıl önceye tarihliyorlar.

(Memeliler, Bir Zamanlar Dinozorları Yiyordu)

Çalışmanın baş yazarı Jacqueline Lungmus, “Kıllardan oluşan kürkü bir kenara koyarsak çeşitlenmiş ön ayak şekilleri memelilerin en ikonik özelliklerinden biri. Bizler bunun nereden geldiğini anlamaya çalışıyoruz. Bunun yeni bir özellik mi yoksa başlangıçtan beri ait olduğumuz bu gruba özgü bir şey olup olmadığına bakıyoruz.” diyor.

Lungmus, müze müdürü olan çalışma arkadaşı ve çalışmanın yardımcı yazarı Ken Angielczyk ile memelilerin bugünkü kollarının kökenlerini belirlemek için memelilerin eski akrabalarının fosillerini incelediler.

Yaklaşık 312 milyon yıl önce, karada yaşayan omurgalılar iki gruba ayrıldılar: dinozorlar, kuşlar, timsahlar, kertenkeleleri içine alan sauropsidler ve memelilerin ait olduğu grup, sinapsidler.

Sauropsidler ve sinapsidler arasındaki ana farklılık kafatasındaki çene kaslarının bağlandığı açıklıkların desen (patern) dağılımıydı. Pelikozorlar olarak isimlendirilen erken sinapsidler (evrimsel ve genetik anlamda) dinozorlar yerine insanlara daha yakınken, hantal bir sürüngen gibi görünüyorlardı.

Burada Angielczyk şöyle belirtiyor, “Eğer caddede yürüyen bir pelikozor görseydiniz, düşündüğünüz şey onun bir memeli gibi göründüğü olmazdı. Şöyle derdiniz: ‘Ne kadar garip görünümlü bir timsah.’”

Yaklaşık 270 milyon yıl önce, aile ağacımızda daha çeşitlenmiş (ve bazen kıllı) yeni bir dal ortaya çıktı: therapsidler. Lungmus, “Modern memeliler, hayatta kalan tek therapsidler. Bu grup bizim de parçası olduğumuz grup,” diye açıklıyor.

(Müzelerdeki Memeli Fosillerinin Çoğu Neden Erkek?)

Therapsidler oldukça çeşitlenmiş (aile ağacında dallara ayrılmış) olan ailemizin ilk üyeleri. Bunlar, timsah benzeri pelikozorların aksine, kıvrak etoburlar, iri silahlı kazıcılar ve ağaçta yaşayan bitki yiyicileri içine alan therapsidler.

Lungmus ve Angielczyk, bu çeşitlilik patlamasının farklı ön ayak şekilleri patlamasıyla meydana gelip gelmediğini görmek için yola çıktılar, “Bu çalışma, bu tarz hayvanlara ait büyük örnekler üzerinde yapılmış ön ayak şekillerinin ölçülmesi açısından bir ilk.” diyor Lungmus.

Ekip, 73 farklı pelikozor ve therapsidi gösteren üst kol kemiklerine dair yüzlerce fosil örneği inceledi. Çalışma, kemiklerin omuza ve dirseğe bağlandığı noktalara yakın yapılan ölçümler alınarak yapıldı. Ardından ekip kemiklerin şekillerini analiz etmeye yarayan ‘geometrik morfometri’ adı verilen yöntemi kullandı.

Araştırmacılar kol kemiklerinin şekillerini karşılaştırdıklarında, therapsidlerin kemiklerinde pelikozorlara göre çok daha fazla çeşitlilik buldular. Araştırmacılar ayrıca omuza yakın olan kol üst bölgesinin özellikle therapsidlerde çeşitlenmiş olduğunu kaydettiler.

Therapsidlerin bu özelliği, büyük ve sıkıca oturan omuz kemikleri ile onlara muhtemelen daha sınırlı bir hareket aralığı tanıyan pelikozorlara göre daha özgürce hareket etmelerine olanak tanımış olabilecek bir özellik olarak değerlendirilebilir.

Lungmus ve Angielczyk, 270 milyon yıl önce therapsidlerde çok çeşitli farklı ön ayak şekillerinin evrimleştiğini buldular. “Therapsidler ön ayaklarının çeşitliliğini artıran ilk sinapsidler.

Bu çalışma, bu özelliğin evrimleşmesini zaman bağlamında önemli ölçüde geriye itiyor.” diyor Lungmus. Bu çalışmadan önce, paleontologların memelilerin ön ayaklarının çeşitlenmesini kesin olarak geriye doğru izleyebildiği tarih 160 milyon öncesiydi. Lungmus ve Angielczyk’nın çalışması, bu tarihi yüz milyon yıldan daha fazla geriye götürdü.

Araştırmacılar, çalışmanın memelilerin bizi bugün olduğumuz canlı yapan özellikleri nasıl geliştirdiklerini açıklamaya yardımcı olduğunu belirtiyorlar. Angielczyk şöyle söylüyor: “Hemen her gün yaptığımız işlerin çoğu, hatta telefon tutmak gibi basit şeyler bile, ön ayaklarımızın evrimleşmesiyle ilgili.”

“Bu, evrimsel bağlarımızla ilgili havalı bir şey.” diyor Lungmus. “Bu hayvanlar bizim gibi aynı gruptalar. Bu çalışmanın ilgi uyandırıcı kısmı bunların kendi akrabalarımız olması.”

Field Museum. 18 Mart 2019.

Makale: Lungmus, J. K., & Angielczyk, K. D. (2019). Antiquity of forelimb ecomorphological diversity in the mammalian stem lineage (Synapsida). Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(14), 6903-6907.