Post Author Avatar
Baran Bozdağ
Boğaziçi Üniversitesi - Yazar / Editör

Dinozor embriyolarının fosiller arasında en nadir bulunan fosiller olduğunu biliyoruz. Ancak her ne kadar nadir de olsalar bu hayvanların paleobiyolojisini de en iyi bu örneklerden öğrenebiliyoruz. Gerçekte, tüm biyoloji çalışmalarının ve en temelde moleküler biyolojinin en önemli bilgilerinin embriyolojiden ve embriyo paleobiyolojisinden elde edildiğinden söyleyebiliriz. Çünkü, özellikle de en gelişmiş hayvan formlarının embriyolojik safhaları, daha geri hayvanların evrimlerine dair ve gen aktivasyonlarına dair en tutarlı bilgileri ortaya çıkarma potansiyeline sahip.

Ancak dinozor embriyolarının gelişimsel safhaları henüz tam olarak çözülebilmiş değil. Fosil kayıdının azlığı bu noktada önemli bir etmenken, bununla birlikte embriyoların ne kadarlık olduğunu, bu yumurtaların diğer embriyo fosillerinden ne kadarlık bir zaman farkı ile ayrıldığının bilinemesi -dolayısıyla da başka hangi türlere ait olabileceğinin net olarak kestirilememesi-, yaş tahmini için elimizdeki kuantitatif metotların azlığı ve hata paylarının farklı embriyoların arasındaki küçük zaman farkını belirtemeyecek kadar yüksek olması ve elimizdeki az sayıda örneğin de iyi bir biçimde görüntülenip modellenmesindeki yetersizlikler de bilinmeyenlerin sayısında oldukça etkili. Ancak elimizde çok şeyler öğrendiğimiz iyi korunmuş fosiller de mevcut.

9 Nisan 2020'de Scientific Reports’da yayımlanan yeni bir çalışmada X-ray bilgisayarlı tomografi ile en iyi korunmuş embriyo örneklerine sahip olan Massospondylus carinatus türüne ait örnek üzerinde yapılmış Kraniyal osifikasyon sekanslarının  üç boyutlu olarak bilgisayar ortamında yeniden yapılandırıldığı duyuruldu. Çalışmanın en önemli bulgularından birisinde araştırmacılar, türün embriyolarında gelişmekte olan dişlerin tekrar kemik dokusu içine tekrar çözünüp geri emilmesi veya yumurtadan çıkmanın öncesinde süt dişi yerini yenisini alması sırasında düşmesi gibi bir nedenden yok olması nedeni ile, bilim insanlarının bu embriyoların henüz inkübasyon sürecinin yüzde 60’ında olduklarını gösterdi.

Massospondylus carinatus embriyonik kafataslarının dijital ortamda yeniden yapılandırılması.
A-E arası kompozit görüntüler iken F-H arası 3D modellerdir.
(A) Massospondylus carinatus sol yan görüntüsü
(B) Massospondylus carinatus ventral görüntü. (alttan yukarı doğru)
(C) Massospondylus carinatus dorsal görüntüsü
(D) Massospondylus carinatus anterior eksenden alınan görüntü.
(E) Massospondylus carinatus posterior görüntü
(F) Embriyo 2 örneği- Massospondylus carinatus dorsal yeniden oluşturulmuş model
(G) Massospondylus carinatus Embriyo 2’ye ait ventral açıdan yapılandırılma
(H) Massospondylus carinatus (Embriyo 1) yandan korunmuş kısımların görüntüsü.
(I) Massospondylus carinatus embriyonik süt dişi
(J) Massospondylus carinatus embriyonik fonksiyonel diş.
Görsel kısaltmaları- a, angular; bs, basisphenoid; d, dentary; ect, ectopterygoid;
fr, frontal; j, jugal; la, lacrimal; mx, maxilla; n, nasal; pa, parietal; pf, prefrontal;
po, postorbital; pmx, premaxilla; pt, pterygoid; sa, surangular;
sp, splenial; sq, squamosal; q, quadrate; qj, quadratojugal; v, vomer.
Görsel Telif: Scientific Reports

1854 yılında Sir Richard Owen’ın Güney Afrika’da keşfedilen örneklerle tanımladığı ve aynı zamanda ilk keşfedilen dinozorlardan olan Massospondylus carinatus, dört ayaklı otçullardan birisidir. Makroevrimsel mekanizmaların incelenmesinde özellikle de çift ayak ve dört ayak üzerinde durma postürlerinin gelişiminde ve amniyotların kara yaşamına adaptasyonu sorusunun da bir kısmını cevaplamakta bu türe ait kalıntıların son derece faydalı olduğunu belirtmekte fayda var.

Ancak çalışmada Massospondylus yavrularının yumurtadan çıktığında iki ayaklarının üzerinde olduğu, diğer türlerdeki değerlendirmelerle benzer sonuçlar vermediği görülüyor. Kol ve bacak uzunlukları postürel analize tabi tutulan bu embriyoların diğer akrabalarından farklı olarak, yumurtadan çıktığında dört değil iki ayağının üzerinde duruyor olduğu not edildi.

Çalışmanın ikinci ayağını oluşturan kısmında ise bilim insanları, embriyo kalıntılarında proporsiyonel uzuv sağlamlığını bir şekilde kuantitatif olarak ölçeklendirmenin tekniklerini geliştirerek Ontogenetik postürel geçiş leri kavramaya çalıştı. Bunun için de hem yaşayan hem yok olmuş amniyotlardan örneklerden sayısal veriler toplandı. ki ayağı iki farklı makale ile yayımlanan çalışmaları sizlere tanıtmak için şunu söyleyebilirim ki; lokomotor modlar arası geçiş ve bu makroevrim sürecinin heterokromi ile yakından ilgili olduğu bu çalışmalar ile gösterilmiş oldu. Dinozor türlerinden bazılarının iki ayak üzerinde bazılarının ise dört ayak üzerinde bulunması bugünkü saurian türler için bir ara evrimsel basamak olduğuna dair güçlü veriler sunuyor.

Çalışmaların Özeti

Güney Afrika’daki University of the Witwatersrand araştırmacıları Dünya’nın bilinen en eski dinozor embriyolarının kafataslarını 3D olarak şu ana kadar eşi görülmemiş detay seviyesinde görüntülenerek yeniden bilgisayar ortamında yapılandırıldı. Güçlü ve incelenen örneğe radyoaktif veya fiziksel bir zarar vermeyen senkroton teknikleri ile, carinatus’ların kafataslarının bugünkü krokodiller, tavuklar, kaplumbağalar ve kertenkeleler ile benzer ontogenetik sıra ile oluştuğu gösterildi.

Çalışmada incelenen kafatası örnekleri yaklaşık olarak iki santim uzunlukta (~2cm) ve 1976 yılında Güney Afrika’daki Golden Gate Highlands Mill Parkı’nda keşfedilmiş örneklerdi. Bu bölgede yaklaşık 200 milyon yıl önce yaşamış olan beş metre boyuna ulaşabilen otçul Massospondylus carinatus’a ait fosiller son beş yıla kadar ciddi bir bilimsel incelemeye tabi tutulamamıştı. Küçük olmaları ve çabuk bozunabilmeleri bir takım görüntüleme ve inceleme tekniklerinin kullanılmasına el vermiyordu.

2015 yılında bilim insanları Kimi Chapelle ve Jonah Choiniere ( University of Witwatersrand), bu örnekleri Fransa Grenoble’da bulunan European Synchrotron (ESRF) fasilitesine getirdi. ESRF’de tıpkı CERN’dekine benzer bir elektron hızlandırıcı bulunuyor ve buradaki halkanın toplam uzunluğu da 844 metre. Burada ışık hızına ulaşan elektronların saçtığı X-ray atımları fosiller de dahil olmak üzere birçok örneğin zarar verilmeden incelenmesine olanak veriyor.

Akabinde 3 yıl süren veri işlemesi ve görüntülerin bir araya getirilip değerlendirilmesi ile araştırma ekibi bebek dinozor kafataslarının 3D modellerini yeniden yapılandırmayı başardı. Londra Doğa Tarihi Müzesi’nden Vincent Fernandez laboratuvar ortamındaki hiçbir görüntüleme tekniğinin bu detayı veremeyeceğini ve ancak ESRF gibi dev fasiliteler olmadan bu embriyoların sırlarının çözülmesinin çok zor olduğunu belirtti.

Bir diğer mevzu ise, gelişimsel embriyoloji alanında atılmış büyük adımlardan birini aks ettiriyor. Literatürün geçmişinde, bu fosillerdeki embriyoların yumurtadan çıkmadan hemen önce çatladıkları varsayımının ve sonucunun ağır bastığını söyleyebilirim. Ancak mevcut çalışma ile Massospondylus embriyolarının gelişimsel safhaları yani ontogenetik postürel geçişleri (kafataslarının yanı sıra diğer uzuvları için de) bugünkü krokodiller, tavuklar, kaplumbağalar ve kertenkeleler ile karşılaştırılması ile bu embriyoların kuluçkalarının henüz yalnızca %60’ında olduğunu yani daha önce sanılandan çok daha genç olduğunu ortaya koydu.

Araştırma ekibinin detaylı çene morfolojisi incelemesi bir diğer bulguyu da beraberinde getirdi. Embriyolar iki tip diş serisine sahipti. Bunu tıpkı bizlerin ilkokul çağına kadar süt dişlerimiz ile yetişkin dişlerinin düşüp değişmesi gibi düşünebiliriz. Dinozorların da birinci seti benzer şekilde üçgen basit dişlerken bunlar çatlama yani yumurtadan çıkma öncesinde ya kemik dokusu içine tekrar çözünerek (Resorbed teeth) veya süt dişi gibi düşüp mineralize olup çözünerek tıpkı bugünkü krokodillerinki gibi yok oluyordu. İkinci set ise tıpkı yetişkinlerindi gibi dişlerdi ve yine yumurtadan çıkmadan önce oluşuyordu. Ne var ki yalnızca 0.4 ila 0.7 milimetre genişliğindeki bu dişler oldukça ince, kürdan ucuna benzer yapılardı.

Gelişimsel embriyoloji, ontojeni açısından bu denli önem taşıyan bu çalışmaya ek olarak diğer çalışmadan elde edilen nümerik metotların ve görüntüleme tekniklerinin verifikasyonu bilgileri oldukça büyük bir literatürün de yolda olduğuna işaret ediyor. Öyle ki, elimizdeki -incelemeye korktuğumuz hassas fosillerin- ister embriyo ister yetişkin fosili olsun tüm örneklerin daha detaylı incelenmesi ie makroevrimsel geçişlerin, bunların altındaki mekanizmaların özellikle de üç boyutlu modellemeler ile çözümlenebileceğini görmüş olduk.

Mevcut çalışmalar da 250 milyon yıllık sürüngen evriminin inceliklerine özellikle de bize en geçerli ve kullanışlı bilgileri sağlayan embriyolojinin ve embriyo morfolojisinin temelinde ulaşmamızı sağladı. Neredeyse bugünkü sürüngen kuluçkasından hiçbir büyük farkı bulunmayan dinozor gelişiminin bu tip incelemeler ile gösterilmesi ve bundan sonra da tıpkı Massospondylus embriyolarında yapıldığı gibi gelişimsel aşamasını bilmediğimiz diğer tüm kalıntılar için de yakın gelecekte uygulanacak olması oldukça umut verici. Bu konuda daha çok yazmamız gerekeceği anlamına geliyor.
Kaynak ve İleri Okuma
Etiket

Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?

Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.

Destek Ol

Yorum Yap (0)

Bunlar da İlginizi Çekebilir