Geç devoniyen döneme ait balık fosillerini inceleyen bilim insanları, yaklaşık 375 milyon yıl önceye ait bu kalıntılardan yüzgeçlerin karada yürümeye uygun uzuvlara nasıl dönüştüğünü tespit ettiler.
Chicago Üniversitesi paleontologları tarafından gerçekleştirilen bu çalışmada, -fosiller bulundukları kayalardan ayrılmadan- bilgisayarlı tomografı kullanılarak yüzgeç ışınları (kılçıkları) incelendi.
Görüntüleme araçları sayesinde araştırmacılar, Tiktaalik roseae adlı “fişapod (ayaklı balık)” ara geçiş türü ve akrabalarının yüzgeç yapısına ait 3 boyutlu modelleri oluşturmayı ilk kez başardılar. Bu modelleri, yüzgeçlerin nasıl kullanıldığını ve zamanla nasıl uzuvlara dönüştüklerini araştırmak için kullandılar.
Sudan karaya geçişte en önemli basamaklardan biri olan bu döneme ait araştırmaların çoğunda geniş, belirgin kemikler ve insanda üst kol, ön kol, bilek ve parmaklardakine denk gelen kıkırdak parçaları üzerine yoğunlaşılıyor ve “iç iskelet” olarak tanımlanan bu kemiklerin tetrapodlarda (dört bacaklılarda) bulunan belirgin kollara, bacaklara ve parmaklara nasıl dönüştüğü inceleniyor. Balık yüzgecindeki narin ve sert ışınlar, ikincil ve canlı için son derece önemli olan bir “dermal” (deri altı) iskelet oluşturuyor. Geçiş döneminde evrimleşen bu parçalara genellikle önem verilmiyor çünkü fosillerin iç iskeletlerine ait daha büyük parçalar kurtarılmaya çalışılırken bunlar preparatlar ile kasıtlı olarak buharlaştırılıyor.
Dermal ışınların, birçok balık yüzgecinde yüzey alanını oluşturmalarına rağmen, kol ve bacaklara sahip ilk canlılarda tamamen yok oldukları gözlemleniyor.
Chicago Üniversitesi araştırmacılarından Dr. Thomas Stewart, “tam işlevli kol ve bacakların ortaya çıkması ve diğer değişikliklerin gerçekleşmesi öncesindeki dermal iskeletin genel gidişatını ve evrimini anlamaya çalışıyoruz” diyor: “Tarihin bu döneminde hayvanların yüzgeçlerini daha verimli kullanmak için evrimleşmelerini anlayabilirsek, bu bizim için önemli bir veri kümesi oluşturacaktır”.
3 BOYUTLU GÖRÜNTÜLEME
Stewart ve arkadaşları, geç Devonyan döneme ait ilkel tetrapod özellikleri taşıyan üç balık fosili üzerinde çalıştılar: Sauripterus taylori, Eusthenopteron foordi ve -2006 yılında Chicago Üniversitesi paleontologlarından ve yeni çalışmanın birinci yazarı olan- Neil Shubin ve ekibi tarafından keşfedilen Tiktaalik roseae. Sauripterus ve Eusthenopteron türlerinin tamamen akuatik (suda yaşayan) oldukları ve pektoral (göğüs) yüzgeçlerini yüzmek ve bazen göl ve akıntı diplerinde vücutlarını desteklemek için kullandıklarına inanılıyor. Tiktaalik ise ağırlığının büyük bir kısmını yüzgeçleri ile destekleyebiliyor, hatta bunları çamur birikintileri ve sığ sularda ufak gezintiler yapmak için kullanabiliyordu.
“Tiktaalik’e ait tam yüzgeç modelini görerek kendini nasıl desteklediğine ve hareket ettiğine dair daha somut bir perspektif elde edebiliyoruz. Yüzgeçte, akarsu ve göllerin çamurlu tabanlarına paralel dokunan, avuca benzer bir yapı mevcut” diyor Shubin.
Stewart ve Shubin, yüksek lisans öğrencisi olan Ihna Yoo ve Shubin laboratuvarından Dr. Justin Lemberg ile birlikte, bu fosilleri bulundukları kayadan çıkarmadan bilgisayarlı tomografi yardımıyla 3B modellerini oluşturdular. Böylece örneklerin dermal iskeletlerini ekranda döndürme, çevirme ve görüntüleme olanağına sahip oldular.
Modellerde yüzgeç ışınlarının, (tamamen balık olan atalarına göre) daha basit ve yüzgeç ağının genel olarak daha ufak olduğu gözlemlendi. Şaşırtıcı bir bulgu ise üst ve alt yüzgeçlerin asimetrik hale gelmekte olduğu idi.
Yüzgeç ışınları kemik çiftlerinden oluşuyor. Örneğin Eusthenopteron türünde dorsal (sırt) yüzgecine ait ışın, ventral (karın) yüzgecine göre biraz daha geniş ve daha uzun. Tiktaalik türünde ise dorsal ışınlar ventral ışınlara göre belirgin derecede geniş. Bu da, canlının yüzgeçleri altında, tıpkı avuç içimizin etli kısmı gibi, uzayan bir kasa sahip olduğunu ve bu sayede ağırlığını desteklediğini gösteriyor.
“Bu bulgu sayesinde Tiktaalik gibi hayvanların geçiş sırasında yüzgecini nasıl kullanmakta olduğunu öğreniyoruz” diyor Stewart. “Yüzgeçlerini su içinde yön değiştirmek için kullanan bu hayvanlar, daha sonra çevreye adapte olarak gövdelerini tabandan yukarı doğru itmek için kullanmaya başladılar”. Stewart ve arkadaşları ayrıca, fosillerde gördükleri kalıpları anlamak için, mersin balığı ve akciğerli balıklar gibi günümüz balıklarının dermal iskeletlerini de incelediler ve yüzgeçlerin üst ve alt kısımlarındaki bazı asimetrik farklılıkların benzeştiğini, bu değişimlerin de balıkların evriminde önemli bir rol oynadığını ortaya çıkardılar. Stewart’a göre “bulgular bize bu kalıpların gerçek, yaygın ve balıklar için yaşamsal önem taşıdığına dair başka bir veri kümesi sunuyor ve yalnızca yüzgeç-uzuv geçişinde değil, genel olarak yüzgecin işlevleri açısından da dikkat çekici bilgiler veriyor”.