A11j Türler nereden geldi

Haberler

Türler Nereden Geldi?

Kasım 2006

Mayıstaki çevre hareketinin sloganı "Yağmur ormanlarını koruyun! Mercanları koruyun!" idi. Fakat kuzeydeki tundradan (ağaç olmayan düz ova) ya da çölden ne haber? Bu ekosistemler niye kurtarılmıyor? Tüm ekosistemler, farklı derecelerde insan kaynaklı tehditlerin altındadır. Ancak uluslararası düzeyde, çevre korumasıyla ilgili kaygılar genelde yağmur ormanları ve mercanlar gibi tropikal sistemlerde yoğunlaşmıştır. Kutup bölgelerindeki tundralardan ya da yarı kurak çöl sistemlerinden daha az bahsedilir. Bunun önemli bir nedeni tropikal kuşak ekosistemlerdeki biyoçeşitliliğin çok yüksek olmasıdır. Ekvatordan uzaklaştıkça biyoçeşitlilik azalır. Tropikal ekosistemlerde ılıman bölgelere göre 2-3 kat, kutup bölgelerine göre 10 kat fazla sayıda tür bulunur.

Yağmur ormanları ve mercan resiflerinin şaşırtıcı biyoçeşitliliği

Evrim bunun neresinde?

Fosil katmanlarından anlaşıldığı üzere, tropik bölgeler 250 milyon yıl önce de tür çeşitliliğinin sıcak noktası konumundaydı. Peki tür çeşitliği bu bölgelerde neden daha fazladır? Bilim adamları bunun sebeplerini araştırdılar. Gözlemleri üzerine hipotezler kurup onları test etmeye başladılar. Evrim kuramı bize en az iki olası bakış açısı sunuyor: bir hipoteze göre tropik bölgeler çeşitliliğin kaynağıdır. Çeşitlilik burada doğmuş ve diğer bölgelere buradan yayılmıştır (kök bölge hipotezi; cradle hypothesis). Diğer hipoteze göreyse, tropik bölgelerde çeşitliliğin sürdürülmesi daha kolaydır. Canlı çeşitliliği başka bölgelerde zamanla yok oluşa gittiği halde tropiklerde devam eder (doğal müze hipotezi; museum hypothesis). 2006’da David Jablonski, Kaustuv Roy ve James Valentine adlı bilim insanları bir dolu fosil kaydı ve basit matematiksel hesaplarla, bu iki görüşün canlı çeşitliliğini beraber açıkladığını gösterdiler.

Biyologlar çeşitliliği şu üç etkenin açıklayabileceği yönünde akıl yürüttüler:

1. Bölgesel köken: Aynı bölgede yeni soyların ortaya çıkması çeşitliliği artırır.

2. Bölgesel yokoluş: Türlerin veya soyların tamamen tükenebileceği yokoluşlar o bölgedeki çeşitliliği azaltır.

3. İçeri göç: Bölgeye, diğer bölgelerden göçmen soyların gelmesiyle çeşitlilik artar.

Tropik bölgelerde çeşitlilik fazladır çünkü yeni soylar daha hızlı türer (kök bölge hipotezi), yok oluş azdır (doğal müze hipotezi) ve içeri göç fazladır.

Bu görüşlerini test etmek için, Jablonski ve arkadaşları fosil örneklerinde jeolojik zamanlarda yaşanmış türleşme, yok oluş ve göç olayları hakkında ipuçları aradılar. Ancak birçok biyolog fosillerin açıklamada yeterli olmayacağını, fosil ipuçlarının dengeli olmadığını ve bazı canlıların daha kolay fosilleştiğini (örneğin kabuklu) ifade ettiler. Bunun üzerine, ekip incelemelerini paleontolojinin “deney fareleri” diyebileceğimiz organizmalarla sınırlamaya karar verdi: çiftkabuklulardan olan midye, deniz tarağı ve istiridye. Çiftkabuklular, fosilleşmenin daha kolay olabildiği bir ortamda yaşarlar ve kabuklu olduklarından daha kolay fosilleşirler. Bu yüzden çiftkabukluların fosil kayıtları çok daha kalıcıdır ve paleontoloji (fosil bilimi) açısından çok değerlidir. Doğa tarihi müzelerinde yıllar süren çalışmalar sonucu her tür için ayrı bilgi toplandı ve çiftkabuklular yeniden sınıflandırıp bir veritabanı oluşturuldu.

Miyosen zamanından çiftkabuklu fosil yığını

İlk sorulan soru tropiklerde daha hızlı bir türeyiş olup olmadığı idi. Eğer hipotez doğru ise beklenen gözlem günümüz çiftkabuklularının çoğunun fosilleşmiş akrabalarını tropik bölgelerde göreceğimizdir. Bu doğrultuda günümüz çiftkabuklu dallarının (bu çalışmada cins düzeyinde) soyları fosil kayıtlarında ilk görüldükleri zamana kadar izlendi. 163 çiftkabuklu dalı arasında 117’sinin kökeninin tropikler olduğunu gösterildi. Bu sonuç türleşmenin tropik bölgelerde daha sık görüldüğüne dair önemli bir ipucudur.

Daha sonra tropiklerde yok oluşun daha yavaş olup olmadığını araştırıldı. Müze kayıtlarında fosilleri bulunan ama soyları yok olmuş canlılar araştırıldı. Sonuçta tropik bölgelerdeki 30 yok oluşa karşılık tropik olmayan bölgelerde 107 çiftkabuklu türünün yok olduğu saptandı. Tropik bölgelerdeki soy çeşitliliğinin daha fazla olduğunu da hesaba kattığımız zaman tropik bölge yok oluşlarının, diğer bölgelere oranla çok daha az olduğu ortaya çıkar. Bu da tropik bölgelerde soyun sürdürülebilirliğinin daha fazla olduğunu hipotezini destekler. Son olarak, Jablonski ve arkadaşları tropiklerdeki tür çeşitliliğinin göç ile olan ilişkisini test ettiler. İlk fosil kayıtlarına tropik bölgelerde rastlanan, ancak daha sonraları başka bölgelerde de görülen dalların analizini yaptılar. Tropikal bölge kökenli dalların %75’i başka bölgelere yayılabilmişken ılıman kökenli ciftkabukluların tropik bölgelere nadiren yayıldığı sonucuna varıldı. Bu sonuç tropik bölgelerdeki çeşitliliğin dışarıdan göç ile beslenmediğini, aksine dışarı göçün tropik olmayan bölgelerin soy çeşitliliğini etkilediğini gösterir. Bu çalışmada, hızlı türeyiş ve yavaş yok oluşun tropik bölgelerdeki biyoçeşitliliğin fazla olmasının nedenleri olduğu gösterilmiştir. Ayrıca tropik bölgelerin diğer ekosistemlerin biyoçeşitliliğini de etkilediği görülmüştür. Ancak cevaplanması gereken daha bir çok soru var:

Değişen yerkürede, evrilen yaşam İncelenen fosil kayıtlarının tropik kökenli olup olmadığı önemli bir meseledir. Tropik iklimler her zaman ekvatora yakın bölgelerde görülür. Ancak, uzun jeolojik zaman dilimlerinde meydana gelen kıtasal hareketler, ekvator civarındaki karaların yer değiştirmesine neden olmuştur. Örneğin bugün Karadeniz ve Hazar Denizi’nin bulunduğu bölge 250 milyon yıl önce mercan kayalıklarıyla kaplı ekvatoral bir okyanustu.

• Çiftkabuklularda gördüğümüz bu örüntü diğer canlılara genellenebilir mi? Bu düşünce oldukça mantıklı gözükse de üzerinde daha çalışılması gerekmektedir.

• Tropik bölgelerde türler neden daha az yok olup daha çok evriliyorlar? Böyle olduğunu görebiliyoruz ama “nasıl” sorusu bize makroevrim mekanizmalarını anlamamızda yardımcı olacak.

• Peki tüm bu çalışmalar dünyadaki biyoçeşitliliğin azalması konusunda ne gibi fayda sağlar? İnsanların ve insan etkinliklerinin neredeyse dünyanın her tarafına yayılması diğer canlıların yok oluşunu kaçınılmaz kılıyor. Bu yok oluş tropik bölgeleri daha çok etkiliyor. Biyoçeşitliliğin birinci derecede kaynağı olan bu bölgelerdeki yok oluşlar var olan çeşitliliği geri dönülmez bir şekilde etkileyebilir.

Konu hakkında daha fazla bilgi için

Yazıdaki araştırmayla ilgili kaynakça:

• Jablonski, D., Roy, K., and Valentine, J. W. (2006, October 6). Out of the tropics: Evolutionary dynamics of the latitudinal diversity gradient. Science 314(5796):102-106. Okumak için (İngilizce)

Haberler ve dergilerden makaleler:

• Scientific American’ın bulgularını özetleyen kısa bir makale(İngilizce)

• UC Berkeley’deki araştırmanın detaylı bir incelemesi(İngilizce)

• Chicago Üniversitesi’nden bu araştırma üzerine bir basın bülteni(İngilizce)

Evrimi Anlamak'tan Sayfalar:

• Çeşitlenme ve yok oluş gibi makroevrimsel süreçlerle ilgili bir bölüm

• Tropiklerdeki çeşitlilikle ilgili farklı bir bakış açısı öneren kısa bir haber

Öğretmenler için:

Tartışma ve konuyu genişletme soruları:

• Tropik bölgelerdeki çeşitliği açıklayan kökbölge ve müze hipotezlerini karşılaştırınız.

• Tafonomi (taphonomy) bilimi canlıların çürüme hızları ve kalıntı bırakma olasılığını inceler. Bu bilim dalını anlamak fosil çalışmalarının geçerliliği için neden önemlidir? Yukarıdaki örnekte, bilim insanları tafonomik bir hataya düşmemek için ne yapmışlardır?

• Tropik ekosistemler üzerindeki insan etkisinin gezegenin geri kalanındaki biyoçeşitliliği nasıl etkileyeceğini düşünüyorsunuz? Hem kısa vadeli sonuçlarını (önümüzdeki yüzyıl içindeki) hem de uzun vadeli sonuçlarını (önümüzdeki on milyon yıl içinde) göz önüne alınız ve nedenlerini açıklayınız.

• Tropiklerin olağanüstü çeşitliliğini işleyen Evrim İçin Sıcak Noktalar adlı yazıyı okuyunuz. Sizce o makale ve bu makale birbirlerini tamamlıyorlar mı yoksa birbirleriyle çelişiyorlar mı? Nedenlerini açıklayınız.

İlgili dersler ve öğretim kaynakları:

• Fosil kayıtları ve çözümlenmeleri ile ilgili etkileşimli bir site:(İngilizce) 6-12 arası sınıftakiler için hazılanmış bu web tabanlı modül, fosillerin geçmişin anlaşılmasında nasıl kullanılabilecekleriyle ilgili öğrencilerin temel bir kavrayış edinmesini sağlıyor.

• Fosil kayıtları ve küresel ısınmanın dünyaya olan etkileri ile ilgili uygulamalar: 9-12 arası sınıftakiler için hazırlanmış olan bu araştırma profili, küresel ısımanın geçmişte yaşamı nasıl etkilediğini ve gelecekte nasıl etkileyebileceğini öğrenmek için fosil kayıtlarını inceleyen paleobotanikçi Jeniffer McElwain’in çalışmalarını gösteriyor.

Kaynakça

• Jablonski, D., Roy, K., and Valentine, J. W. (2006). Out of the tropics: Evolutionary dynamics of the latitudinal diversity gradient. Science. 314: 102-106.

• Sanders, R. (2006, October 5). Tropics are source of much of world's biodiversity. UCBerkeleyNews. Retrieved October 23, 2006 from the UC Berkeley News Center (http://www.berkeley.edu/news/media/releases/2006/10/05_tropics.shtml).

Bu materyallerin hazırlanması 022254-003 nolu SPO ödülü kapsamında NASA tarafından desteklenmiştir. Bu materyallerdeki her türlü düşünce, bulgu, çıkarım ya da öneri yazarlara aittir ve NASA’nın görüşlerini yansıtmak zorunda değildir; Resif resmi Eugene Weber © California Bilimler Akademisi; orman resmi H. Vannoy Davis © California Bilimler Akademisi, fosil kabuğu resmi Susan Kidwell, Chicago Üniversitesi.