Avustralya’nın kuzeyindeki Darwin şehrinde, yıllar önce maden arama şirketleri yüzlerce metre derinlikten açtıkları sondaj deliklerinden çıkarılan taş çekirdeklerin içinde, 1,75 milyar yıl öncesine dayanan ve dünyada bugüne kadar bilinen en eski eukaryot (çekirdekli) yaşam fosillerinin tespit edildiği açıklandı. Bu fosillerin, tüm karmaşık yaşamın kökenine işaret eden eukaryotların nasıl ortaya çıktığına dair uzun süredir çözülmemiş bir bulmacayı aydınlatıcı nitelik taşıdığı belirtildi.
Çalışma, tropikal iklimin hüküm sürdüğü Darwin’de açık havuzda saklanan onlarca tepsiye konulmuş silindirik kaya çekirdeklerinden yola çıkılarak yürütüldü. Bu çekirdekler, katılaşmış deniz tabanı çamurundan oluşan mudstone adı verilen bir sedimentary (birikintili) kaya türünden. Çekirdekleri sondajla çıkaran şirketlerin, bu mudstone’ların içinde milyonlarca yıl önce kuzey Avustralya’yı büyük ölçüde kaplayan antik bir iç denizin deniz tabanında gömülü duran mikroskobik organizmaların fosilleri barındırdığından habersiz olduğu ifade edildi.
Küçük ama Karmaşık: Eukaryotların Kökeni
Yaşayan organizmaların genlerinden yapılan gözlemlere dayanarak, bugünkü tüm eukaryotların en son ortak atasının, bir arkeon ve bir bakteri olmak en az iki prokaryot mikrobunun simbiyotik birleşiminden ortaya çıktığı bugün geniş ölçüde kabul görüyor. Eukaryotik yaşamın ilk kanıtı, tek hücreli organizmaların fosilleri biçiminde karşımıza çıkıyor. Bu fosiller, prokaryotlar arasında görülmemiş ama eukaryotlarda yaygın olan bir hücre karmaşıklığı düzeyini gösteriyor.
Eukaryot fosilleri, en az 1,5 milyar yıl öncesine dayanan kayalarda dünyanın çeşitli bölgelerinde bulunabiliyor. Kuzey Teritoryum’a ait fosillerin en eski olanları 1,75 milyar yıl öncesine kadar uzanıyor ve bu fosiller, küresel ölçüde bugün bilinen en eski eukaryot fosilleri konumunda.
Oksijen: Dost mu, Düşman mı?
Birçok bakteri türü, oksijensiz ortamlarda yaşayabilir ve büyüyebilir. Ancak bugün yaşayan eukaryotların neredeyse tamamı hayatta kalmak için oksijene ihtiyaç duyar. Bunun nedeni, kompleks yaşamın gerektirdiği devasa enerji miktarını sağlayan aerobik solunum – yani oksijen kullanarak besini parçalamak – oluştuktan. Son yıllarda oksijensiz koşullarda rahatça yaşayabilen gizemli eukaryotların sürpriz keşifleri, oksijenin her zaman tüm eukaryotlar için faydalı olduğunu savunan görüşe şüpheyle bakılmaya başlanmasını getirdi.
Kaya kayıtlarından gelen birikmiş kanıtlar da, eukaryotların ilk kez evrimleştiği dönemde oksijenin muhtemelen çok daha nadir olduğunu gösteriyor. Bu durum, oksijensiz deniz ortamlarının o dönemin normalini oluşturduğunu ima ediyor. Toplu olarak bu gözlemler, eukaryotların var oluşlarından bu yana oksijene bağımlı oldukları varsayımını sorguladı. Yaşayan mikrobilerin, ilk eukaryotun atasına en yakın kabul edilen gruplara ait olanların genetik çalışmalarına bakıldığında eukaryot atasına dair önemli ipuçları elde edilebiliyor. Ancak uzun süredir sönmüş soyların hikâyesini yalnızca fosil kaydı anlatabilir ve bu organizmaların yaşadığı dünyanın türünü yalnızca jeoloji ortaya koyabilir.
12.000’den Fazla Fosil
Yeni çalışmada, Darwin’de saklanan mudstone çekirdeklerinin örnekleri ezilerek ardından çözündürüldü. Bu çözündürme işlemiyle geriye bırakılan organik artığı bir mikroskop altında inceleyerek 12.000’den fazla fosil belirlendi. Fosillerin korunduğu mudstone’lar da, sedimanların biriktirildiği dönemin ortamını daha iyi anlamak amacıyla incelenerek bu eukaryotların yaşadığı habitatlar hakkında bilgi edinildi. Bu mudstone’ların kimyası analiz edilerek antik deniz suyunda oksijen olup olmadığı da belirlendi.
Elde edilen bulgular, eukaryot fosillerinin kıyı çamur düzlüklerinden açık deniz ortamlarına kadar geniş bir yelpazede bulunduğunu, ancak yalnızca oksijenli ortamlarda biriktirilen örneklerde mevcut olduğunu gösteriyor. Oksijensiz ortamlardan alınan örneklerde yalnızca basit, prokaryotik formlar tespit edildi. Bu durum, 1,7 ile 1,4 milyar yıl öncesine kadar Avustralya’da yaşamış en eski bilinen eukaryotların bile oksijene bağımlı olduğunu işaret ediyor. Bu veriler, oksijenin erken eukaryotların evrimini yönlendirmede belirleyici bir rol oynadığına dair uzun süredir savunulan hipotezi destekliyor.
Yeni çalışmalar, eukaryotların kökenine dair uzun süredir çözülmemiş bir bulmacayı aydınlatıcı nitelik taşıyor. Kaya kayıtlarının sunduğu kanıtlar, oksijenin bu yaşamın evriminde ne kadar kritik bir rol oynadığını gösteriyor.
Çalışmayı Yayan Nature Dergisi
Bu bulgular, karmaşık yaşamın yükselişinin ardındaki temel mekanizmayı anlamak için yalnızca genetik çalışmaların değil, aynı zamanda jeolojinin ve fosil kaydının ne kadar vazgeçilmez olduğunu ortaya koyuyor. Darwin’de bekleyen o silindirik taş çekirdekleri, yıllar önce maden arama şirketlerinin farkında olmadan, aslında insanlığın biyolojik kökenine dair en eski sayfalarından birini barındırıyordu.
1 yorum