Kuşların Uçuşunun Gizemini Çözmeye Çalışan Müze Bilim İnsanı: Modern Kuşlar ve Fosil Verileriyle Atalarının Anatomisini Modelleyerek, Uçuşun Nasıl Evrildiğini Ortaya Çıkaran Araştırma
Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’nde görevli araştırmacı Klara Widrig, modern kuşları inceleyerek 3 boyutlu anatomik modeller oluşturuyor ve böylece uçuşun nasıl ortaya çıktığını anlamaya çalışıyor.
Uçmak kolay değildir. Kuşların uçuşu karmaşık ve enerji yoğun bir aktivitedir ve uçuş kasları, bir kuşun vücut ağırlığının neredeyse dörtte birini oluşturabilir. Ancak uçmak, kuşlara diğer canlılara göre avantajlar sağlar: avcılardan kaçabilir, daha iyi koşullara sahip bölgelere göç edebilir ve kelimenin tam anlamıyla kuş bakışı bir perspektifle manzaranın üstünden tarayabilirler. Kuşlarda görülen bu türden uçuş yeteneği, omurgalı hayvanlar arasında nadir bir durumdur ve sadece üç kez bağımsız olarak evrimleşmiştir. Peki kuşlar bu inanılmaz yeteneği nasıl geliştirdiler?
Günümüzdeki kuşlar, dinazorlardan; özellikle de etobur dinazorlar olan terapodlardan evrimleşmiştir. Günümüzde yaşayan kuşlarla terapod fosilleri arasındaki güçlü anatomik benzerlikler, pencereden duyduğunuz kuşların aslında hala bizimle olan canlı dinozorlar olduğunu gösteriyor. Ancak kuşların ilk olarak nasıl uçmaya başladığına dair hala bazı boşluklar bulunmaktadır.
Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’nde doktora sonrası araştırmacı olarak görev yapan Klara Widrig, bu gizemi aydınlatmak için çalışıyor. Daha önce, milyonlarca yıl önce yaşamış uçan atalardan evrimleşen devekuşu ve kara tavşan gibi uçamayan kuşların nasıl evrildiğini incelemiştir. Şimdi ise daha da ileriye giderek, kuş uçuşunun kökenlerini araştırmaktadır. Erken dönem kuş fosillerini inceleyerek ve yaşayan kuş türlerinin kasları hakkında veri toplayarak, 3 boyutlu modeller aracılığıyla nesli tükenmiş kuşların kas-iskelet sistemlerini yeniden oluşturmaktadır. Amacı, tüm modern kuşların ortak atası olan canlıda hangi uçuş kaslarının bulunduğunu belirlemektir.
Sizi uçuşun evrimini incelemeye ne ilham verdi?
“Ben her zaman dört yaşından beri paleontolog olmak istemişim ve bu hayalimden asla vazgeçmedim. Her zaman dinozorlara ilgi duyan bir çocuktum. Onlar hakkında öğrendikçe, onların hala bizimle olan canlı dinazorlar olduğu gerçeği beni daha da heyecanlandırdı. Diğer hayvanların neden hayatta kalırken bazıları yok oldu? Ve onlar bu eşsiz uçma yeteneğini nasıl geliştirdiler?”
Lisans eğitimi sırasında kuşların omurgalılar arasında sadece kuş, yarasa ve pterozorların (dinazorlarla birlikte yaşayan uçan sürüngenler) uçuş geliştirdiğini öğrendim. Bu durum, belirli bir grubun uçuşa yatkın olup olmadığını merak etmeme neden oldu. Tüm bu sorular, beni kuş uçuşunun evrimine yöneltti ve lisans programı sırasında ilk kez kuş kanı kas yapısını inceleme fırsatı buldum.
Kaslar fosillerde korunmadığına göre, nesli tükenmiş kuşların kas yapısını nasıl inceliyorsunuz?
Kaslar yumuşak dokudur ve çürüyerek yok olurlar. Bu nedenle, farklı kasların kemik üzerindeki izleri hakkında bilgi edinmek için yaşayan hayvanları incelememiz gerekir. Daha sonra fosil kemiklerindeki izlere bakarak hangi kaslara karşılık geldiğini belirleyebiliriz. Böylece, artık mevcut olmayan bu antik kasların nasıl görünmüş olabileceğine dair bir fikir edinebiliriz.
Yaklaşık 25 kuş türü için literatürdeki kas başlangıç ve bağlantı noktalarını topladım ve ayrıca kasların kemik üzerinde bıraktığı izleri de belirledim. Şimdi, yaşayan kuşlardan elde ettiğim verileri kullanarak, tüm modern kuşların ortak atası olan canlıda hangi uçuş kaslarının bulunabileceğini araştırmaya çalışıyorum. Daha önce Lithornis ve Ichthyornis gibi antik kuşları inceledim ve şimdi bu hayvanların anatomisini modern kuşlar hakkındaki bilgilerime dayanarak yeniden oluşturmaya çalışıyorum.
Modern kuş örnekleriyle ne kadar yakından çalışıyorsunuz?
Yakın zamanda, Güney Amerika’ya özgü, Kanada geci büyüklüğünde kanatlarında pençeleri olan bir tür büyük kuş olan Güney Çığlık Kuşu (Chauna torquata) üzerinde bir çalışma tamamladım. Bu kuşu incelemenin sonuçlarını içeren bir makalenin yayınlanmasını dört gözle bekliyorum çünkü bu, o grup kuşlar arasındaki kan yapısının ilk yayınlanan tanımlamalarından biri olacak.
Bu kuşu tararken hangi zorluklarla karşılaştınız?
Kuş sıvı içinde saklanıyordu ve onu çıkarıp plastik torbalara koymamız gerekti; aksi takdirde her yerlere damlamaya başlayacaktı. Tüyleri o kadar çok su tutuyordu ki, onları sıkmamız gerekiyordu. Delik açabilecekleri için kanatlardaki pençeleri sarmamız gerekti. Hatta ölümden sonra bile kuş hala direniyordu.
Gelecekteki araştırmalarınızda sizi en heyecanlandıran şey nedir?
Umarım bu çalışma, sadece kuşların nasıl uçtuğunu anlamakla kalmayacak, aynı zamanda diğer bilim insanları ve mühendisler için modelleme tekniklerini geliştirmek konusunda da faydalı olacaktır. Belki de onlar bu çalışmadan ilham alarak kendi amaçlarına uygun parçaları kullanabilirler.
“Ben her zaman dört yaşından beri paleontolog olmak istemişim ve bu hayalimden asla vazgeçmedim.”
— Klara Widrig, Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’nde doktora sonrası araştırmacı
Hayalim, bir gün Archaeopteryx’in (kuş soyunun en eski temsilcilerinden biri) bir modelini oluşturmak ve nasıl hareket ettiğini görmek. Bu, Darwin zamanından beri bilinen, kuşların nasıl evrimleştiğine dair inanılmaz bir bağlantı olduğunu gösteren çok ünlü bir fosildir.
Bugünün araştırmalarınız, çocukluk hayallerinizdeki paleontolog olmakla ne kadar örtüşüyor?
Çocukken, paleontolojinin sadece çukurlar kazmak anlamına geldiğini düşünüyordum. Hala çukurlar kazmayı ve kemik bulmayı seviyorum. Umarım gelecekte de tekrar sahaya çıkarak fosil toplama fırsatı bulurum.
Ancak modelleme yapmanın da bana sanatsal becerilerimi kullanma imkanı verdiğini fark ettim. Bilimin her şeyin matematik olduğunu söylediğimizi biliyorum ve bir bilim insanı olmak istiyorsanız, matematikte iyi olmanız gerekir. Ancak, güçlü bir bilim insanı olmak için tüm derslerde başarılı olmaya çalışmalısınız. Herhangi bir beceri, sizi daha iyi bir bilim insanı yapabilir.
Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’ndeki “SI-entist”ler: Ulusal Doğa Tarihi Müzesi, ünlü sergileri ve dünyaca ünlü koleksiyonlarının ötesinde çok daha fazlasıdır. Aynı zamanda dünyanın dört bir yanından yüzlerce araştırmacının bilimsel keşif için bir merkezdir. Her ay, Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’ndeki bir bilim insanını (veya “SI-entist”) ve perde arkasındaki büyüleyici çalışmalarını tanıtacağız.
Ashley D’Souza, Smithsonian Enstitüsü’nün Ulusal Doğa Tarihi Müzesi’nde bilim yazımı stajyeridir. Burada müzenin blogu olan Smithsonian Voices için doğal tarih araştırmaları ve koleksiyon haberleri yayımlamaktadır. Ashley, MIT’de bilim yazarlığı alanında yüksek lisans yapmaktadır ve burada vahşi yaşam üzerine yazılar hazırlamaktadır. Ayrıca Confessions of a Bird Freak adlı bir blog ve YouTube kanalının sahibidir. Boş zamanlarında Ashley, fotoğraf makinesi ve dürbünüyle ormanlarda dolaşır, ağaçlarla ve kuşlarla konuşur. Ashley’nin çalışmalarına https://ashleydsouza.contently.com/ ve https://confessionsofabirdfreak.com/ adreslerinden ulaşabilirsiniz.
TARİHÇİ DEĞERLENDİRMELERİ (1)