İnsanın evrimi hakkında düşündüğünüzde, eski ormanları keşfeden şempanzeleri veya mağara duvarlarına yünlü mamutlar çizen ilk insanları hayal etme şansınız yüksektir. Ama biz insanlar, ayılar , kertenkeleler, sinek kuşları ve Tyrannosaurus rex ile birlikte .
Kulağa tuhaf gelebilir ama bunun kanıtı genlerimizde , anatomimizde ve fosillerimizdedir . Karada yaşayan sarcopterygian adı verilen bir hayvan grubuna aitiz , ancak çok büyük miktarda evrimsel değişiklik görünüşümüzü gizledi.
Balıkları uzman yüzücüler olarak düşünürüz, ama aslında en az beş kez "yürüme" yeteneğini geliştirmişlerdir . Bazı türler iyi gelişmiş ön yüzgeçleri kullanarak kendilerini ileri doğru çekerken , diğerleri okyanus tabanında "yürür".
Sarcopterygian atamız karaya çıkmadan önce akciğerler ve diğer hava soluma mekanizmaları, kemikli uzuvlar ve daha güçlü bir omurga geliştirdi. Bu adaptasyonlar sadece su ortamlarında yararlı olmakla kalmayıp atalarımızın karayı keşfetmelerine de olanak sağladı - bunlar karadaki yaşam için "ön adaptasyonlar"dı.
Sudan karaya geçiş, omurgalı evrimindeki en önemli olaylardan biriydi . Yırtıcı hayvanlardan kaçmanın bir yolu olarak başlamış olabilir, ancak atalarımızın keşfettiği topraklar, milyonlarca yıl önce karaları kolonileştirmiş olan eklembacaklıların (kırkayaklar) yanı sıra yosunlar, atkuyruğu ve eğrelti otları gibi
Biz yalnız değiliz
Balıklarda bağımsız yürüme birkaç kez evrimleşmiştir, bu da onu evrimsel yakınsamanın bir örneği yapar ( yarasalardaki ve kuşlardaki kanatlar gibi bağımsız olarak gelişen benzer özellikler ). Yine de balıklarda yürümenin evrimi nadirdir. Bugün bildiğimiz şekliyle (evrimsel anlamda değil) 30.000'den fazla balık türü vardır ve bunların yalnızca bir avuç kadarı "yürüyebilir".
Sarcopterygians, diğer balık türlerinden birkaç önemli yönden farklıdır. Örneğin, yüzgeçlerimiz (uzuvlarımız) karada hareket etmemizi sağlayan kemik desteklere ve kas loblarına sahiptir.
Bu uyarlamanın, yaklaşık 375 milyon yıl önce, Geç Devoniyen döneminde sudan karaya geçişimiz sırasında tetrapod (amfibiler, memeliler, sürüngenler ve kuşlar) evrimi için çok önemli olduğu düşünülmektedir. Tetrapodlarda uzuvları ve parmakları oluşturan genlerin çoğu, akciğerli balıklar gibi suya bağlı sarkopteriglerde de bulunur , bu da bu özelliklerin eski ortak atamızda evrimleştiğini gösterir.
Bu atasının hangi tür olduğunu bilmiyoruz, ancak muhtemelen zengin bir fosil kaydına sahip olan ve bugün Batı Hint Okyanusu ve Endonezya'da yaşayan bir “yaşayan fosil” olan Coelacanth'a benziyordu .
Yürüyen sarcopterygian balıkları ya Tiktaalik gibi soyu tükenmiştir ya da o kadar gelişmiştir ki artık onları balık olarak tanımıyoruz (tetrapodlar).
Yürüyen canlı balıklara bir örnek çamur zıpzıpıdır ( Oxudercidae familyasından ). Bu balıklar mangrov bataklıklarında ve gelgit düzlüklerinde yaşar ve karada yürümek için pektoral yüzgeçlerini kullanır. Bu yüzgeçler, suda yaşayan avcılardan kaçmalarına, yiyecek aramalarına (çamurdaki organik maddeleri tüketirler) ve hatta karada eş bularak birbirleriyle etkileşime girmelerine yardımcı olur.
Diğer bir örnek ise , pektoral yüzgeçlerini karada seyahat etmek için kullanan, kuruyan göletlerden kaçmasına ve yeni yaşam alanları bulmasına yardımcı olan yürüyen yayın balığıdır ( Clarias batrachus ).
Yürüme ile ilgili genler ilk olarak nasıl gelişti?
Küçük paten ( Leucoraja erinacea ), vatozlar ve köpekbalıklarıyla ilgili kıkırdaklı bir balıktır (sarcopterygians dahil kemikli balıkların aksine). Bu, karada yaşayan hayvanların hareketlerini taklit ederek, bacak gibi yüzgeçler üzerinde su altında "yürüyen" başka bir balıktır.
Küçük paten, hareketin evrimini araştıran bilim adamlarının büyük ilgisini çekiyor çünkü sarkopteriglerden bağımsız olarak yüzgeç tabanlı yürümeyi geliştirdi. Bununla birlikte, şimdiye kadar, küçük patenin yürümesinin ardındaki genetiği, kaliteli veri eksikliği nedeniyle incelemek zordu.
Bu, son zamanlarda Seul ve New York'tan araştırmacılar küçük kaykayın genomunun yüksek kaliteli bir düzeneğini oluşturmak için en son teknolojiyi kullandıklarında değişti. Bilim adamları, yüzgeç tabanlı yürüyüş için yalnızca on kas kullandığını, tetrapodların ise uzuvlarını hareket ettirmek için genellikle 50 kas kullandığını keşfettiler.
Omurgalı evrimiyle ilgili büyük bir soru şudur: Yürümeyi sağlayan kasları geliştirmek için hangi genler önemlidir? Bulmak için ekip, bir fare, tavuk ve küçük patende uzuv kaslarını (motor sinirleri) kontrol eden sinirlerde hangi genlerin aktif olduğuna baktı.
Bu kasların çalışmasına yardımcı olan motor sinirlerde benzer gen ifade kalıplarını keşfettiler. Yani yürüyen balıklar birkaç farklı evrimsel yol izlemiş olabilir, ancak bu son çalışma ortak bir genetik mekanizmayı öne sürüyor.
İnsanlar en iyi yürüyüşçüler olarak evrimleşti
Yaklaşık 201 milyon yıl önce Triyas döneminin sonunda, hem dinozorlar hem de memeliler mükemmel koşma yetenekleri geliştirmişti. İnsanlar , bizi gezegendeki en verimli ve yetenekli koşan türlerden biri yapan çok sayıda uyarlama geliştirerek bu lokomotor güçlerini geliştirdi.
Bu uyarlamalar, enerji depolamaya yardımcı olan yay benzeri bir Aşil tendonunu , uzun bir adımı ve dengeli bir ağırlık merkezini ve soğumak için terlemeyi içerir. Bu adaptasyonlar, yavaş hızlarda olsa da, uzun mesafeleri büyük bir dayanıklılıkla koşmamızı sağlar.
Atalarımız koşmayı avlanmak , yırtıcılardan kaçmak ve yiyecek aramak için kullandılar. Anatomimizi, fizyolojimizi ve kültürümüzü şekillendirdi. Ve birçok çalışma, yürümenin ve koşmanın sağlığımız ve fiziksel sağlığımız için çok önemli olduğunu gösteriyor.
Karayı ilk kez kolonileştiren balık benzeri atalarımızda yürümenin kökeninden bu yana uzun bir yol olmuştur. Ancak yürümek ve koşmak, hayatımızın ve evrimsel başarımızın merkezi bir parçası olmaya devam ediyor.
Assistant Professor of Evolutionary Biology, University of Reading