Taşılbilimciler dinozorların günümüzdeki memeliler ve kuşlar gibi sıcakkanlı mı olduğunu yoksa günümüzdeki sürüngenler gibi soğukkanlı mı olduğunu onlarca yıldır tartışıyor. Dinozorların sıcakkanlı mı yoksa soğukkanlı mı olduğunu bilmek, bu canlıların ne kadar aktif oldukları ve gündelik yaşamlarının neye benzediği konusunda ipucu sağlayabilir. Fakat soğukkanlı mı yoksa sıcakkanlı mı olduklarını (metabolizmalarının oksijeni enerjiye ne kadar hızlı çevirdiğini) belirlemede kullanılan yöntemler şimdiye kadar sonuç getirmemiş. Dün Nature bülteninde yayımlanan yeni bir çalışmada ise bilim insanları, bireysel hayvanların kemiklerinde yer alan ve yaşamlarının son saatinde ne kadar nefes aldığını gösteren işaretleri kullanarak dinozorların metabolik hızlarını incelemenin yeni bir yolunu ortaya çıkarmışlar.
Makalenin baş yazarı ve California Teknoloji Enstitüsünde doktora sonrası araştırma görevlisi olan Jasmina Wiemann şöyle aktarıyor: “Bu gelişme biz taşılbilimciler için gerçekten heyecan verici. Dinozorların sıcakkanlı canlılar mı yoksa soğukkanlı canlılar mı oldukları sorusu, taşılbilimdeki en eski sorulardan biri. Artık bir anlaşmaya vardığımızı ve çoğu dinozorun sıcakkanlı olduğunu düşünüyoruz.”
ABD’nin Şikago şehrindeki Field Müzesinde doktora sonrası araştırmacı olan eş yazar Matteo Fabbri, “Jasmina Wiemann’ın geliştirdiği bu yeni yöntem, nesli tükenmiş canlıların metabolizmasını doğrudan çıkarsamamızı sağlıyor” diyor. “Birkaç yıl öncesine kadar bunu sadece hayal edebiliyorduk. Ayrıca farklı grupları niteleyen farklı metabolik oranların olduğunu da bulduk ki böyle bir şey daha önce diğer yöntemlere bağlı olarak öne sürülmüşse de, hiç doğrudan test edilmemişti.”
Yale Üniversitesi ve Los Angeles Doğa Tarihi Müzesiyle ortak çalışan Wiemann, insanların bazen metabolizmayı birinin ne kadar kolay formda kaldığıyla ilişkilendirdiğini ancak metabolizmanın temelde, soluduğumuz oksijeni vücudumuza yakıt sağlayan kimyasal enerjiye ne kadar etkili dönüştürdüğümüzle ilgili olduğunu belirtiyor.
Metabolik hızı yüksek olan hayvanlar endotermik veya sıcakkanlı sayılıyor. Kuşlar ve memeliler gibi sıcakkanlı hayvanlar bol miktarda oksijen alırken, vücut sıcaklıklarını korumak ve aktif kalmak için fazla miktarda kalori yakmaya ihtiyaç duyuyorlar. Sürüngenler gibi soğukkanlı veya ekzotermik hayvanlar ise daha az nefes alıp daha az yiyor. Bu canlıların yaşam şekli, sıcakkanlı bir hayvana kıyasla enerji bakımından daha masrafsız fakat bir bedeli var: Soğukkanlı hayvanlar, vücutlarını doğru sıcaklıkta tutup işlev göstermek için dış dünyaya bağımlılar (güneşlenen bir kertenkele gibi) ve genelde sıcakkanlı canlılar kadar aktif değiller.
Kuşların sıcakkanlı olması ve sürüngenlerin soğukkanlı olmasıyla birlikte, dinozorlar da bir tartışmanın ortasında kalmış. Kuşlar, Kretase döneminin sonundaki kitlesel yok oluştan sağ kurtulan tek dinozorlar. Fakat dinozorlar (ve buna bağlı olarak kuşlar), teknik olarak sürüngen sayılıyor ve kuşların dışında yaşayan en yakın akrabaları olarak timsahlar ve aligatorlar görülüyor. Peki bu durum dinozorları soğukkanlı mı yoksa sıcakkanlı mı yapıyor?
Bilim insanları, dinozorların metabolik hızlarını kemikleri üzerinde yaptıkları kimyasal ve osteohistolojik analizlerden çıkarmayı denemiş. “İnsanlar geçmişte dinozor kemiklerini temelde bir taşıl termometresi gibi çalışan izotop jeokimyasıyla incelemişti” diyor Wiemann. Araştırmacılar bu yöntemle birlikte bir fosildeki mineralleri inceleyip, söz konusu minerallerin hangi sıcaklıklarda oluştuklarını belirliyor. “Çok güzel bir yaklaşımdı ve çıktığı zaman cidden devrimseldi. Nesli tükenen hayvanların fizyolojisine yönelik çok heyecan verici tespitler sağlamaya da devam ediyor. Fakat fosilleşme işleminin, seçtiğimiz izotop sinyallerini nasıl değiştirdiğini henüz çok anlamadığımızı fark ettik. Bu yüzen fosillerdeki veriyi günümüzdeki hayvanlarla açık şekilde karşılaştırmak zor.”
Metabolizmanın incelenmesinde kullanılan bir diğer yöntem ise büyüme hızı. “Bir dinozorun kemik dokusunun en kesitine bakarsanız, ağaç halkaları gibi bir dizi çizgi olduğunu görürsünüz” diyor Fabbri. “Bunlar büyüme yıllarına karşılık geliyor. Büyüme çizgilerini ve aralarındaki boşlukları sayarak, dinozorun ne kadar hızlı büyüdüğünü görebilirsiniz. Burada sınır, büyüme hızı tahminlerini metabolizmaya nasıl dönüştürdüğünüze bağlı: Daha hızlı veya daha yavaş büyümek, hayvanın metabolizmasından ziyade yaşamın hangi aşamasında bulunduğuyla daha çok alakalı olabilir; gençken daha hızlı büyümemiz ve yaşlıyken daha yavaş büyümemiz gibi.”
Wiemann, Fabbri ve meslektaşlarının öne sürdüğü yeni yöntemde, kemikte bulunan minerallere veya dinozorun ne kadar hızlı büyüdüğüne bakılmıyor. Bunun yerine, metabolizmanın en temel işaretlerinden birine; oksijen kullanımına bakılıyor. Hayvanlar nefes alıp verdiğinde, bu tepkimeyle oluşan yan ürünler proteinler, şekerler ve lipitlerle etkileşime girerek geride moleküler bir “atık” bırakıyor. Bu atık son derece durağan ve suda çözülmüyor. Dolayısıyla fosilleşme sürecinde korunuyor. Geriye ise bir dinozorun ne kadar fazla nefes aldığını ve bu sayede metabolik hızını gösteren bir kayıt bırakıyor.
Araştırmacılar koyu renkli fosil kalça kemiklerinde bu moleküler atık parçalarını bulmaya çalışmışlar çünkü koyu renkler, fazla miktarda organik maddenin korunduğunu gösteriyor. Fosiller Raman ve Fourier dönüşümlü kızılötesi tayfölçüm yöntemiyle incelenmiş. “Bu yöntemler lazer mikroskop gibi işliyor” diyor Wiemann. “Temel olarak, söz konusu moleküler işaretlerin miktarını belirleyebiliyoruz. İşaretlerin miktarı da bize metabolik hızı söylüyor. Taşılbilimciler için çok cazibeli bir yöntem çünkü yıkıcı değil.”
Araştırma takımı içerisinde dinozorların, uçan kuzenleri pterozorların, daha uzak deniz akrabalarının, modern kuşların, memelilerin ve kertenkelelerin yer aldığı 55 farklı hayvan grubun kalça kemiklerini analiz etmiş. Solunumla ilişkili moleküler yan ürünlerin miktarıyla, yaşayan hayvanların bilinen metabolik hızlarını karşılaştırmış ve bu verileri kullanarak nesli tükenen hayvanların metabolik hızlarını çıkarmışlar.
Bilim insanları, dinozorların metabolik hızlarının genellikle yüksek olduğunu keşfetmiş. Saurischia (kertenkele kalçalı) ve ornithischia (kuş kalçalı) şeklinde bilinen iki büyük dinozor grubu var. Bu kertenkele kalçalı dinozorlar, günümüzdeki soğukkanlı hayvanlarınkine benzeyen düşük metabolik hızlara sahip. Kuş kalçalı dinozorlar ise sıcakkanlı; hatta çok sıcakkanlı. Dinozorlardan bazılarının sadece sıcakkanlı olmadığını, günümüzdeki kuşlarla kıyaslanabil metabolik hızlara sahip olduklarını keşfeden araştırmacılar şaşkınlığa uğramış. Söz konusu hızlar, memelilerin metabolik hızlarından çok daha yüksek. Araştırmacıların ulaştığı sonuçlar, daha önce yürütülen ve bu gibi eğilimlerin metabolizmanın çıkarılmasında doğrudan bir vekil olmayışı sebebiyle doğrudan kanıt sağlayamadığına işaret eden bağımsız gözlemlerle de uyumlu.
Araştırmacıların belirttiğine göre bulgular, dinozorların yaşamlarının neye benzediğine dönük yeni ve köklü fikirler sağlayabilir.
“Düşük metabolik hızlı dinozorlar, bir dereceye kadar harici sıcaklıklara bağımlı olmalıydı” diyor Wiemann. “Kertenkeleler ve kaplumbağalar güneşin altında oturup ısınıyor. Olağanüstü derecede düşük metabolik hızları olan kuş kalçalı dinozorlarda da benzer ‘davranışsal’ termoregülasyonların bulunduğunu göz önüne almamız gerekebilir. Soğukkanlı dinozorlar, soğuk mevsimlerde daha sıcak iklimlere göç etmek zorunda da kalmış olabilir. İklim, bu dinozorlardan bazılarının yaşayabileceği yerlerde seçici bir unsur olmuş olabilir.”
Wiemann diğer yandan, sıcak kanlı dinozorların daha aktif olmuş ve daha fazla besin tüketmeye ihtiyaç duymuş olabileceklerini söylüyor. “Sıcakkanlı dev saropodlar otçuldu. Bu metabolik sistemi beslemek için epey bir bitki gerekmiş olmalı. Çok etkili sindirim sistemleri vardı ve çok büyük olduklarından, ısınmaktan ziyade serinlemekte daha çok problem yaşamış olabilirlerdi.” Bu arada kuşların da içinde bulunduğu teropod dinozorlarda, bazı üyelerde uçma becerisi evrimleşmeden önce bile yüksek metabolizmalar gelişmiş.
“Nesli tükenmiş hayvanların biyoloji ve fizyolojilerinin yeniden oluşturulması, taşılbilimde yapılması en zor şeylerden biri. Bu yeni çalışma, fizyolojinin çok eski zamanlardaki evrimini anlama bulmacasına temel bir parça ekliyor ve söz konusu soruların araştırılmasında kullanılan önceki vekil yöntemleri tamamlıyor. Artık izotoplar yoluyla vücut sıcaklığını, osteohistoloji yoluyla büyüme stratejilerini ve kimyasal vekiller yoluyla metabolik hızları çıkarabiliyoruz” diyor Fabbri.
Yeni çalışma, dinozorların neye benzediğine yönelik yeni tespitler sunmanın yanısıra bugün etrafımızdaki dünyayı daha iyi anlamaya da yardımcı oluyor. Kuşların haricindeki dinozorlar, 65 milyon yıl önce Dünya’ya bir asteroidin çarpmasıyla meydana gelen kitlesel bir yok oluşta ölmüştü. “Yüksek bir metabolik hızın olması, genelde kitlesel yok oluşlardan kurtulmada ve sonrasında başarılı şekilde yayılmada önemli avantajlardan biri şeklinde öne sürülmüştü” diyor Wiemann. Bazı bilim insanları, kuş dışı dinozorlar yok olurken kuşların hayatta kalmasını kuşların metabolik kapasitesine dayandırıyor. Fakat Wiemann yeni çalışmanın, bu durumun doğru olmadığını göstermeye yardım ettiğini söylüyor: Kuş benzeri istisnai metabolik kapasiteye sahip pek çok dinozor yok olmuştu.
“Altıncı kitlesel yok oluş döneminde yaşıyoruz” diyor Wiemann. “Dolayısıyla modern ve yok olmuş hayvanların önceki iklim değişimlerine ve çevre bozulmalarına fizyolojik olarak nasıl yanıt verdiğini anlamak önem taşıyor. Böylelikle geçmişe bakarak, günümüzdeki biyoçeşitliliği korumak ve gelecekteki eylemlerimizi planlamak için bir şeyler öğrenebiliriz.”
Kaynak: Field Müzesi. Çeviren: Ozan Zaloğlu.