Sürüngenlerin Çeşitlenmesini İklim Değişikliği Tetikledi

Yaklaşık 250 milyon yıl önce Permiyen’in bitişi ve Triyas dönemlerinin başlangıcında, sürüngenler sıradışı bir evrim ve çeşitlenme yaşadı.

Bu zaman aralığında sürüngenlerin evrim ve çeşitlilik oranları hızla yükselmeye başladı, bu da şaşırtıcı bir dizi yetenek, vücut planı ve özelliği ile sonuçlandı ve hem soyu tükenmiş soyların, hem de dünyanın gördüğü en başarılı ve çeşitlenmiş hayvan gruplarından biri olarak günümüzde hala yaşayan soyların sağlam bir şekilde oluşmasını sağladı.

Uzun bir süre, başarılarının nedeninin, yaklaşık 261 ve 252 milyon yıl önce meydana gelen, gezegenin en büyük iki kitlesel yok oluş olayı sırasında rakiplerinin neslinin tükenmesi olduğu düşünülüyordu.

Şimdi ise yürütülen yeni bir çalışma, eski sürüngenlerin anatomisinin nasıl değiştiğini yeniden yapılandırarak ve onu milyonlarca yıllık iklim değişikliğiyle karşılaştırarak bu teoriyi revize etti.

(İlgili: Kemik Ağırlığının Evrimsel Faydalarını Keşfetmek)

Paleontolog Stephanie Pierce’in araştırması, erken sürüngenlerde görülen morfolojik evrim ve çeşitliliğin yalnızca bu kitlesel yok olma olaylarından yıllar önce başlamadığını, bunun yerine doğrudan onlara en başta neden olan şeyden, yani iklim değişikliği nedeniyle artan küresel sıcaklıklardan kaynaklandığını gösteriyor.

Çalışmanın baş yazarı Tiago R. Simões, “Burada iki faktör olduğunu düşünüyoruz. Sadece birkaç bilim insanı tarafından her zaman düşünülen bu açık ekolojik fırsat değil, aynı zamanda daha önce kimsenin aklına gelmemiş bir şey, yani iklim değişikliği, bu çok çeşitli yeni vücut planlarını ve Triyas’ta gördüğümüz grupların artışını oluşturmaya yardımcı olmak için sürüngenlerin uyarlanabilir tepkisini doğrudan tetikledi.” diyor.

Simões, “Temel olarak, [artan küresel sıcaklıklar] tüm bu farklı morfolojik deneyleri tetikledi – bazıları oldukça iyi çalıştı ve bugüne kadar milyonlarca yıl hayatta kaldı, bazıları ise birkaç milyon yıl sonra temelde ortadan kayboldu.” diyor.

Science Advances’te yayınlanan makalede, araştırmacılar, 260 ila 230 milyon yıl önce yoğunlaşan büyük iklim değişimlerine doğrudan yanıt olarak, timsahların ve dinozorların ataları da dahil olmak üzere birçok sürüngen grubunda meydana gelen büyük anatomik değişiklikleri ortaya koyuyor.

Çalışma, sıcaklıkların arttığı günümüzde özellikle önemli olan iklim değişikliğinin bir sonucu olarak geniş bir canlı grubunun nasıl evrimleştiğine kapsamlı bir şekilde bakıyor. Aslında, günümüzde atmosfere salınan karbondioksit oranı, 252 milyon yıl önce meydana gelen Permiyen – Triyas küresel yok oluşuyla sonuçlanan çağın neredeyse dokuz katı.

Organizma ve Evrimsel Biyoloji Doçenti ve Karşılaştırmalı Zooloji Müzesi’nde omurgalı paleontolojisinin küratörü Stephanie E. Pierce, “Küresel sıcaklıktaki büyük değişimlerin biyolojik çeşitlilik üzerinde dramatik ve değişken etkileri olabilir. Burada, Permiyen-Triyas dönemi boyunca artan sıcaklıkların, memeli ataları da dahil olmak üzere birçok canlıyı yok ettiğini, ancak diğerlerinin, özellikle de Triyas çağına hükmetmeye devam eden sürüngenlerin hızlandırılmış evrimini tetiklediğini gösteriyoruz.” diyor.

Simões, 1000’den fazla sürüngen fosilinin taramalarını ve fotoğraflarını çekmek için, yaklaşık sekiz yıllık veri toplama ve yoğun kamera çalışması, BT taraması ve çok sayıda pasaport damgası gerektiren, 20’den fazla ulusa ve 50 farklı kuruma gitti. Tüm bilgilerle birlikte araştırmacılar, evrimsel zaman ağacı adı verilen bir diyagram oluşturmak için en gelişmiş istatistiksel yöntemlerle analiz edilen kapsamlı bir veri seti oluşturdular.

Zaman ağaçları, erken sürüngenlerin birbirleriyle ne kadar akraba olduklarını, soylarının ilk ne zaman ortaya çıktığını ve ne kadar hızlı evrimleştiklerini gösterir. Araştırmacılar daha sonra bunu milyonlarca yıl öncesinden küresel sıcaklık verileriyle birleştirdi.

Sürüngen vücut planlarının çeşitlenmesi, Permiyen-Triyas yok oluşundan yaklaşık 30 milyon yıl önce başladı. Dolayısıyla bu durum, değişikliklerin önceden düşünüldüğü gibi bu olay tarafından tetiklenmediğini açıkça ortaya koyuyor. Yine de, yok oluş olayları bu değişiklikleri harekete geçirmeye yardımcı oldu.

Veriler ayrıca, çoğu sürüngen soyunun, yaklaşık 270 milyon yıl önce başlayan ve en az 240 milyon yıl öncesine kadar devam eden küresel sıcaklıklardaki artışlardan sonra hızlı bedensel değişikliklere uğradığını ortaya koydu.

Örneğin, daha büyük soğukkanlı türlerin bazıları daha hızlı soğumak için küçülmek üzere evrilirken, diğerleri aynı amaca ulaşmak için suda yaşamak üzere evrimleşti. Başlangıçta Loch Ness canavarı olduğuna inanılan büyük, uzun boyunlu bir su sürüngeni, kuş benzeri bir kafa ve gagaya sahip küçük bir bukalemun benzeri yaratık ve kanatlı bir geko gibi süzülen bir sürüngen, ikinci grubun parçasıydı. Bu grup ayrıca kaplumbağalar ve timsahlar gibi bugün hala var olan sürüngenlerin atalarını da içeriyor.

En eski kertenkelelere ve tuataralara yol açan daha küçük sürüngenler, daha büyük sürüngen benzerlerinden farklı bir evrim yolu izledi. Evrimsel hızları, artan sıcaklıklara tepki olarak yavaşladı ve stabilize oldu. Araştırmacılar bunun, küçük gövdeli sürüngenlerin artan ısıya zaten daha iyi adapte olmuş olmalarına bağlıyorlar çünkü sıcaklıklar Dünya’nın her yerinde çok hızlı bir şekilde arttığında daha büyük sürüngenlere kıyasla vücutlarından ısıyı daha kolay atabiliyorlardı.

Araştırmacılar, çevresel felaketlerin, büyük kertenkele ve yılan grupları gibi modern çeşitliliğe sahip organizmaların evrimi üzerindeki etkisini araştıran bu çalışmayı genişletmeyi planladıklarını söylüyorlar.

Harvard University. 19 Ağustos 2022.

Makale: Simões, T. R., Kammerer, C. F., Caldwell, M. W., & Pierce, S. E. (2022). Successive climate crises in the deep past drove the early evolution and radiation of reptiles. Science advances, 8(33), eabq1898.