Merve TELTIK
Giriş
Omurga, memelilerin hareket kabiliyetinin İsviçre Çakısıdır. Yaşayan memelilerin hareketlerini her yönden izin verecek şekilde işlev görürler. Yaklaşık 320 milyon yıl süren evrim sonucu ortaya çıkan mükemmel yeniden yapılanmış omurgaları sayesinde koşabilir, yüzebilir, zıplayabilir ve uçabilirler.
Herhangi bir anatomi kitabını aç ve sadece dikey hareketlere olanak veren sürüngenlerin yatay hareketine olanak veren omurga ile benzer işlevlere sahip olan memeli omurgasının süreli evrimini bulacaksın. Yataydan dikeye geçiş olarak adlandırılan bu hipotez tamamen memeli olmayan sinapsidler, memelilerin yok olan ataları ve modern kertenkeleler arasındaki yüzeysel benzerliklere dayanmaktadır.
2 Mart Current Biology’de yayınlanan makalede, Harvard Üniversitesi öncülüğündeki bir araştırma ekibi, yaşayan ve yok olmuş amniyot türleri (sürüngenler memeliler ve onların yok olmuş türleri) örneklerinin omurgasal şekillerinin yataydan dikeye teorisine meydan okudular. Son teknoloji teknikleri kullanarak omurganın şekil değişikliğinin işlevi üzerindeki evrimsel değişimine etkisini haritaladılar ve memeli olmayan sinapsidlerin, omurgalarını kendilerine özgü ve yaşayan herhangi bir hayvandan oldukça farklı bir şekilde hareket ettirdiklerini gösterdiler.
Harvard Üniversitesi Organizmik ve Evrimsel Biyoloji Bölümü eski doktora sonrası araştırmacısı olan ilk yazar Katrine E. Jones öncülüğündeki ekip, memelilerin evrimi sırasında yatay bükülme derecesinin artarken, ilk sinapsidlerin omurgasını optimize ettiği ve memelilere evrimsel geçişte sürüngen benzeri yatay bükülme ile karakterize edilen aşamayı içermediğini buldu. Bunun yerine, modern kertenkelelerin ve diğer sürüngenlerin atalarının hareket yeteneğini yansıtmayan eşsiz bir omurga morfolojisi ve işlevine sahip olduğunu ve de memelilerin ilk atalarının bilim adamlarının önceden belirlediği üzere sürüngen benzeri hareket etmediğini keşfettiler.
Kıdemli yazar Stephanie Pierce “Memelilerin evrimsel süreçte doğrudan lateralden sagital bükülmeye geçiş yaptığını öne süren bu uzun süreli fikir oldukça basit bir fikirdir.” diyor. Harvard Üniversitesi Organizmik ve Evrimsel Biyoloji Bölümü Doçenti ve Karşılaştırmalı Zooloji Müzesi omurgalı paleontolojisi sorumlusu Thomas D. Cabot, ” Kertenkeleler ve memeliler evrimsel süreçte milyonlarca yıl önce birbirleriden ayrıldılar ve her biri kendi evrimsel yolculuğuna çıktı. Biz yaşayan kertenkelelerin çok uzun zaman önce ortak herhangi bir atasal morfolojiyi veya işlevi temsil etmediğini gösteriyoruz.” diye ekliyor.
Negaunee Bileşik Araştırma Merkezi Doğal Tarih Müzesi Alanı MacArthur Paleomamaloji Sorumlusu Yardımcı Yazar Ken Angielczyk ” Sürüngenler evrimsel süreçte memeliler kadar evriliyor ve bu yüzden farklılık ve özelleşme biriktirmek için sahip oldukları süreler aynıdır. Eğer Modern kertenkele ve timsah omurgalarına bakarsanız yaklaşık 300 milyon yıl önce aynı zamanda yaşamış memeli ve sürüngenlerin ilk atalarından ciddi derecede farklı olduğunu görürsünüz. Yaşayan memeli ve sürüngenlerin tamamı evrimsel süreç boyunca kendi bir takım özelliklerini biriktirdiler.” diyerek diğerlerinin düşüncelerine katılıyor.
Eski Harvard Ph.D mezunu Blake Dickson’da dahil olmak üzere Jones ve yardımcı yazarlar, çok çeşitli sürüngen, memeli, semender ve bazı memeli olmayan sinapsid fosillerinin omur şekillerini ölçmeye başladılar. Örnekler bütün dünyadaki müze koleksiyonlarından geliyor. Modern hayvan iskeletleri öncelikle Karşılaştırmalı Zooloji Müzesinden ve fosil sinapsidler Karşılaştırmalı Zooloji Müzesinden, Doğal Tarih Müzesinden ve ABD, Avrupa Ve Kuzey Afrikadaki çeşitli müzelerden gelmektedir.
Jones, ” İlk olarak omur şeklinin niceliğini belirlemek zorundayız ve bu biraz aldatıcıdır. Her omurga birçok omurdan oluşmaktadır ve farklı sayıda omurgaya sahipsen şekil ve işlevleri farklı şekillerde bölüşebilirler.” diyor.
Omurganın aynı lokasyonundan 5 omur seçtiler ve farklı hayvanların şeklerini üç boyutlu olarak ölçtüler. Sonuçlar, memeli olmayan sinapsid omurlarının modern hayvan omurlarından nicel olarak ve kertenkele ve diğer sürüngenlerinkinden de ciddi derecede farklılık gösterdi.
Sonraki aşamada araştırmacılar, canlı kertenkele ve memelilerde önceki çalışmalarda omurga şeklinin omur hareketinin derecesiyle karşılaştırılması sonucu elde edilen verileri kullanarak omurların nasıl işlediğini incelediler ve incelemeler yapı ve işlev arasında oldukça önemli bir bağ olduğunu ortaya koydu. Veriler sayesinde araştırmacılar, her bir hayvan grubunu tanımlayan işlevsel özelliklerin tam bir kombinasyonunu yeniden oluşturmalarına olanak tanıyan fosiller de dahil olmak üzere oldukça geniş hayvan örneklerinden omurgasal fonksiyondaki varyasyonu haritaladılar.
Pierce, “Ekibimizin veri analizine yaklaşımı, farklı omurga şekillerinin nasıl farklı işlevsel değiş tokuşlarla sonuçlanabileceğini ortaya çıkartabileceği için heyecan vericidir.” dedi. Örneğin sürüngenler yanal bükülmede çok iyidir fakat omurgalarını aşağı yukarı hareket ettirme yeteneğine sahip değildirler. Pierce ” Yanal ve sagital bükülmeye ek olarak omurganın diğer işlevlerini de inceledik ve daha sonra memeliler, sürüngenler ve memeli olmayan sinapsidler için değiş tokuş kombinasyonunu belirledik.” dedi.
Jones, “Memeli olmayan sinapsidlerin omurgalarında hem canlı sürüngenler hem de memeliler için işlevlerin farklı kombinasyonlara sahip olduğunu gösterebildik.”dedi ve ekledi, “Bu evrim sırasında sadece sürüngen benzeri lateralden memeli benzeri sagital bükülmeye geçiyorlardı. Gerçekte ayrı bir durumdan evrimleştikleri tamamen özgün bir yoldaydılar.”
Angielczyk, “Tarihsel beklenti, memelilerin sinapsid atalarının modern sürüngenler ile aynı değiş tokuşlar yaptığı yönündedir fakat tamamen farklı değiş tokuş gruplarına sahip oldukları ortaya cıktı.” dedi. Sürüngenlerin yaklaşık 320 milyon yıl önce var olan atalarının lokomotor şablonlarını koruyacağı beklentisi çok basittir.” diye ekledi.
Sonuçlar, memeli olmayan sinapsidlerin aslında oldukça sert ve yanal yönde çok uyumlu olan kertenkelelerin omurgalarından büsbütün farklı olduğunu gösteriyor. Dahası, bu sert ve katı sinapsidlerden kalma esas yapıya arka sırttaki sagital bükülme ve öne doğru bükülme dahil olmak üzere yeni işlevler eklendi. Bu yeni işlevlerin eklenmesi çeşitli memeli omurgası oluşturmada işlevsel olarak oldukça önemliydi ve günümüz memelilerinin gerçekten iyi koşmalarında ve kürklerine çeki düzen vermek için omurgalarını döndürmelerine imkan sağlıyordu.
Pierce, “Fosil kayıtlarını titizlikle analiz ederek basit yanal-sagital hipotezi çok daha karmaşık ve ilginç evrim hikayesi için reddedebiliyoruz. Şimdi eşsiz memeli omurgasının oluşumuna giden evrimsel süreci gözler önüne seriyoruz.” dedi.
Çalışma memeli omurgası gelişimi, morfolojisi, işlevi ve evrimini bir araya getirerek devam eden bir dizi çalışmanın bir parçasıdır. Jones, “Hala bütün hikayeyi bilmiyoruz fakat gittikçe yaklaşıyoruz.” diye ekledi.
Araştırmacılar şimdi memeli ataların nasıl hareket ettiklerini anlamak için üç boyutlu modelleri kullanıyorlar. Jones, “Şu an CAD destekli modellerle üç boyutlu çalışmalarımızı test ediyoruz. Şimdiye kadar gayet iyi çalışıyor ve bulgular bu makalede bulduklarımı destekler nitelikte görünüyor.” diyerek sözlerini tamamladı.
Kaynak: https://phys.org/news/2021-03-mammal-ancestors-unique.html
Görsel Kaynak: https://phys.org/news/2021-03-mammal-ancestors-unique.html
Editör: Züleyha DEMİRCİ