Ediakara Canlılarının Yaşamına Akışkan Dinamiği Işık Tutuyor

Ediakara Dönemi, Dünya tarihindeki çok önemli bir aralığı temsil eder. Gezegenin "Kartopu Dünya" adı verilen milyonlarca yıl boyu buzla kaplı kaldığı dönemin sonunda başlamış ve Kambriyen Dönemi'ne de..
Görsel Telif: Ryan Somma, CC BY-SA

Fosilbilimciler Dünya tarihinde gerilere gittikçe, fosiller de giderek garipleşir. Günümüzde yaşayan canlılara olan benzerlikleri azaldıkça, fosiller üzerinde çalışmak güçleşir. Bu durumun en belirgin olduğu kalıntılar, Ediakara Dönemi‘ne ait olanlardır. Yaklaşık olarak 634 milyon öncesinden, 541 milyon yıl öncesine dek sürmüş olan bu periyottan kalan Ediakara biyotası fosilleri, 70 yıldır büyük bir dikkatle inceleniyor. Modern canlılarla olan bağlantıları anlaşılmaya çalışılan bu türler, büyük ölçüde özgün. Dolayısıyla evrimsel tarihte bu canlıların hangi konumda bulundukları hâlâ anlaşılmaya çalışılıyor.

Ediakara canlılarının incelenmesinde, yakın zamanda yeni bir yaklaşım benimsenmeye başlandı. Onları tanıdık hayvan gruplarına bağlayacak karakteristiklere odaklanmaya çalışmayı bir kenara bırakıp, araştırmacılar onların yaşamlarına ilişkin en temel soruları ele almaya karar verdi. Bu konuda başvurdukları teknik ise “bilgisayarlı akışkan dinamiği” olarak adlandırılıyor. Bu yöntem sayesinde, bilimciler Ediakara organizmalarının okyanus ortamında nasıl yaşadıklarını, tersine mühendislikle anlamaya çalışıyor.

Gizemli Fosiller

Ediakara Dönemi, Dünya tarihindeki çok önemli bir aralığı temsil eder. Gezegenin “Kartopu Dünya” adı verilen milyonlarca yıl boyu buzla kaplı kaldığı dönemin sonunda başlamış ve Kambriyen Dönemi‘ne dek sürmüştür. Kambriyen Dönemi, günümüz canlılarının dahil olduğu grupların ilk temsilcilerinin görülmeye başladığı dönemdir.

Ediakara Dönemi’ne ait büyük ve karmaşık fosiller keşfedildiğinde, araştırmacılar doğal olarak bir çoğunun Kambriyen Dönemi’nde beliren hayvan gruplarının akrabaları olabileceklerini düşündüler. Fakat Ediakara canlıları, modern hayvanlardan bütünüyle ayrı yapıdaydı. Örneğin rangeomorflar, özgün fraktal yapılı yaprak ve keçe benzeri organizmalardı. Tribrakidyum ise organizmanın üstünde birleşen ve uçlara doğru saatin tersi yönünde bükülen üç dal taşıyan, yarımkürelerden oluşan ufak bir canlıydı. Peki ama böylesi tuhaf tipler, kendilerinden önce ve sonra gelenlere nasıl bağlanabilirdi? Şu anda hâlâ onları herhangi bir evrimsel ağaca yerleştirmeyi başaramadık.

Artık bilimcilerin onları anlamaya çalışmak için farklı bir yaklaşımları var. Hangi canlılarla akraba olabileceklerine kafa yormayı bırakıp, temel konular üzerinde çalışıyorlar. Hareket ediyorlar mıydı? Nasıl besleniyorlardı? Nasıl ürüyorlardı? Bu soruları yanıtlayarak, Ediakara canlılarının biyolojisini ve ekolojisini anlamaya başlayabiliriz. Böylece diğer çok hücreli yaşam formları ile nasıl bağlantılı olduklarına ilişkin bir ipucu yakalama şansımız da olabilir. İşte bu amaçla, Ediakara biyotasının tersine mühendisliği yapılıyor.

Bu fosile bakarak yaşam biçimi hakkında ne söyleyebilirsiniz? Matteo De Stefano/MUSE-Science Museum, CC BY-SA

Tersine Mühendislik İçin Akışkan Dinamiği Modellendi

Yeni yaklaşımın en önemli tekniği bilgisayarlı akışkan dinamiği yöntemi, yani sanal ortamda nesnelerin çevresindeki akışkan akışının simüle edilmesi. Buna başvurulmasındaki gerekçe, modern okyanuslardaki organizmaların gözlemlenmesinde yatıyor. Biliyoruz ki, sığ deniz ortamında yaşayan hayvanların çoğu (hatta belki hepsi), akıntı ile etkileşmelerini ve akıntıyı manipüle etmelerini sağlayacak uyumlanmalar geliştirmiştir; sürüklenmeyi azaltacak ve savrulup gitmelerini önleyecek uyumlanmalar (deniz minaresi, kaya midyesi vb.) veya beslenmelerine yardım edecek uyumlanmalar (deniz lalesi, deniz anemonu, yelpaze mercanı vb.) gibi. Dolayısıyla, organizmanın akışkan içindeki davranışını inceleyerek, onun hakkında fikir edinebiliriz.

Modern türler söz konusu olduğunda, araştırmacılar canlı hayvanların çevresindeki akışkan akışını inceleyebilir. Ama yarım milyar yıl önce soyları tükenmiş olan organizmalar için yapılabilecek tek şey, bilgisayar üzerinden sanal simülasyonlar hazırlamak olabilir. Bu şöyle yapılıyor: Önce bir fosilin 3D dijital modeli elde ediliyor ve sanal bir su kanalı tankına yerleştiriliyor. Ardından, dijital fosilin her yanındaki su akışı simüle ediliyor. Akış kalıplarının görselleştirilmesi ve organizmanın çevresindeki çevrim, canlının hareketi ve beslenmesine ilişkin hipotezlerin sınanmasını sağlıyor.

Parvankorina

Esrarengiz Ediakara fosillerinden biri olan Parvankorina (İng. Parvancorina) üzerinde yapılan çalışmada bu yaklaşım kullanıldı. Parvankorina, basit görünümlü, kalkan biçimli bir organizma olup, tipik olarak 1-2 cm uzunluğundadır ve üst yüzeyinde çapaya benzer şekilde bir çıkıntı vardır. Başka şekillerde yorumlayanlar olsa da, bilimcilerin çoğu bu canlının deniz tabanına sabitlenmiş durumda yaşadığını varsaymıştır; yani bir sesil (İng. sessile) olduğu düşünülmüştür. Parvankorina fosillerinde korunmuş hiçbir uzantıya rastlanmamış ve herhangi bir fosilleşmiş iz ile bağlantılandırılmamıştır.

Yapılan çalışmada, Parvankorina’nın sesil (durağan/yapışık) bir deniz canlısı olduğu varsayımı sınandı. Bu amaçla, bilinen iki Parvankorina türünün 3D modelleri oluşturuldu. Sonra, bilgisayarlı akışkan sinamiği kullanılarak, canlının benzersiz yüzey yapısının, farklı yönelimlerde akışkan akış kalıplarını nasıl etkilediğine bakıldı. Sonuçlar, model çevresindeki su akış kalıplarının, canlının akıntıya göre yönelimine bağlı olarak dramatik biçimde değiştiğini ortaya koydu.

Çeşitli Parvankorina türlerinin şematik çizimleri. Aleksey Nagovitsyn, CC BY-SA

Parvankorina’nın askı malzeme yiyen (suda asılı kalan besinleri alan, [İng. suspension feeder]) bir canlı olduğu varsayıldığında, sonuçlar onun ancak tek bir belli yöne yöneldiğinde, okyanus suyundaki yiyeceği yakalamada başarılı olabileceğini gösterdi. Bu pek iyi bir haber değil; tabi eğer Ediakara biyotasının diğer bazı üyeleri gibi Parvankorina da durağan bir askı malzeme yiyici ise.

Eğer besinlerin ve yiyecek parçacıklarının ağzınıza ya da beslenme aracınıza ulaşması için akıntıya güveniyorsanız, bunun akıntı yönünden bağımsız olmasını istersiniz. Eğer tek bir noktaya yapışıp kalmışsanız ve eğer size sadece tek bir yönden gelen besinleri alabilecek durumdaysanız, başınız dertte demektir. Akla yatkın herhangi bir başka beslenme şekli de (örneğin süpürme), bu canlıların hareketli bir yaşam tarzı olduğuna işaret ediyor.

Simülasyonlar ayrıca farklı yönelimlerdeki sürüklenmeyi hesaplamak için de kullanıldı. Parvankorina’nın ön ve arka uçları hakkında konuşmak (baş veya kuyruk benzeri bir şey göremediğimizden) biraz sorunlu olmasına rağmen, genellikle kalkanlı kısmı ön kabul ediyoruz. Gördük ki, akıntıya ön tarafını verdiğinde, diğer tarafını verdiği duruma kıyasla Parvankorina’nın deneyimlediği sürüklenme düşük oluyor. Bu da yapışık bir organizma için kötü haber demektir, çünkü güçlü bir akıntı durumunda tabandan koparılma olasılığını arttırır.

Bu iki gözlemden yapılacak çıkarım açıktır: Parvankorina  durağan bir organizma olmaktan çok, hareketli bir organizma olmaya iyi uyumlanmış durumdadır.

Parvankorina’nın dijital modellerinin farklı yönelimlerinde su akışını gösteren analizler. Hız renklerle (kırmızı hızlı, mavi yavaş), akış yönü oklarla belirtilmiş. Darroch and Rahman, CC BY-ND

Parvankorina’nın Yaşam Tarzına Yeni Bir Bakış

Bu sonuç, Dünya’daki yaşamın öyküsündeki çok küçük bir dipnot gibi gelebilir. Ama Ediakara biyotasının bütününe bakışımız açısından önemli sonuçları olduğu düşünülüyor. Hareketli olduğuna kanaat getimiş olmamız, fosilleri yaşam ağacında nereye oturtacağımıza yardımcı olacak ama Parvankorina hakkında çok az şey bilindiğinden, daha fazla araştırma yapılması şart.

Ayrıca, Parvankorina’nın hareketli olduğu çıkarımı, şimdiye dek hareket izi olarak yorumlanabilecek hiçbir fosile rastlanmadığından büyük önem taşıyor. Yani belki de, sesil sanılan başka Ediakara canlıları da mobil olabilir. Bu durumda, Ediakara ekosistemlerini daha dinamik ve karmaşık ortamlar olarak yeniden gözümüzde canlandırmamız gerekir.

Kaynak ve İleri Okuma

Etiket
  • Projelerimizde bize destek olmak ister misiniz?
  • Dilediğiniz miktarda aylık veya tek seferlik bağış yapabilirsiniz.
  • Destek Ol
Yorum Yap (0 )

Yorum yapabilmek için giriş yapmalısınız.

Bunlar da ilginizi çekebilir

Bağış Yap, Destek Ol!
Projelerimizde bize destek olmak isterseniz,
Patreon üzerinden
bütçenizi zorlamayacak şekilde aylık veya tek seferlik bağışta bulunabilirsiniz.
E-Bülten Üyeliği
Duyurulardan e-posta ile
haberdar olmak istiyorum.
Reklam Reklam Ver
Arşiv